[發(fā)明專利]隔離耦合氣浮測力噴嘴

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210122640.0
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102636294A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃斌;范鵬飛;魏新園;唐群;葉弘晗;朱林濤
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02;G01L15/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所 34114
• 代理人: 金惠貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多維力測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣浮測力噴嘴。

背景技術(shù)

多維力測量時，維間耦合會降低測量精度。維間耦合指的是多維力傳感器在測量某一個方向的作用力時，不僅在該力的方向上有信號輸出，而且在與該力垂直的方向上也會產(chǎn)生不應(yīng)有的信號輸出，從而產(chǎn)生測量誤差。200810019550.2“氣浮式多維力傳感器及多維力測量方法”公開了一種氣浮式多維力測量方法，它的原理是通過測量氣浮系統(tǒng)中特定位置的氣體參數(shù)（如氣體壓力）來換算出噴嘴受到的浮力，這種方法必須通過測量氣浮測力系統(tǒng)中的壓力或流量等參數(shù)才能測出浮板上的作用力，不能與現(xiàn)有的一維力傳感器配合使用，而且結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。除了氣浮式多維力測量方法，其它類型的多維力測量方法都不同程度存在維間耦合。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決維間耦合會降低多維力測量精度的問題，本發(fā)明提供一種隔離耦合氣浮測力噴嘴。

本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)方案如下：

隔離耦合氣浮測力噴嘴包括圓柱狀的本體9，所述本體9軸向中部設(shè)有貫通的通孔，本體上通孔的中部設(shè)有內(nèi)凹的空腔10；所述本體上部的通孔內(nèi)間隙配合設(shè)有缸體6，缸體6的外側(cè)壁上均布開設(shè)有三個以上的側(cè)氣腔15，每個側(cè)氣腔15內(nèi)設(shè)有貫通缸體側(cè)壁的側(cè)氣孔16；缸體6的上端配合設(shè)有上端蓋3，缸體6的下端配合設(shè)有下端蓋7，上端蓋3的中心處設(shè)有上氣孔2，下端蓋7的中心處設(shè)有下氣孔8，上氣孔2、下氣孔8和缸體6三者同軸；上端蓋3的頂面設(shè)有浮板1；所述本體下部的通孔內(nèi)設(shè)有一維壓力傳感器11，一維壓力傳感器11的測量端與下端蓋7的底面對應(yīng)；所述本體的側(cè)壁上均布設(shè)有三個以上的供氣道12，所述三個以上的供氣道12的一端連通著本體上部通孔，且與缸體6側(cè)壁上有三個以上的側(cè)氣腔15分別對應(yīng)，另一端連通著本體的軸向底面；相鄰供氣道12之間的本體上開設(shè)有軸向內(nèi)凹的排氣槽，且每個排氣槽的上部與本體中部的空腔連通。

所述缸體6外部為四棱柱狀，軸向中部為圓柱孔；與缸體配合的本體9上半部的通孔為四棱柱狀的方孔；缸體6外部的四側(cè)壁上分別開設(shè)有一個側(cè)氣腔15。

所述缸體6的上端過盈配合設(shè)有上端蓋3，下端過盈配合設(shè)有下端蓋7。

所述上氣孔2和下氣孔8的直徑均為2～3㎜。

所述側(cè)氣孔16的直徑為2～3㎜。

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在用普通的一維壓力傳感器測量壓力時，一維壓力傳感器只能測出作用在浮板上的正壓力，而作用在浮板上的橫向力（與浮力方向垂直的力）與一維壓力傳感器之間的相互作用被隔離，從而兩者之間互不干擾，進(jìn)而在采用若干個氣浮隔離耦合噴嘴與普通的一維壓力傳感器組成的多維力測量裝置中，可以避免產(chǎn)生耦合現(xiàn)象，提高多維力測量精度，實(shí)現(xiàn)用多只普通的一維壓力傳感器構(gòu)建無耦合多維力傳感器的目的。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是圖2的B-B剖視圖。

上圖中序號：浮板1、上氣孔2、上端蓋3、氣室4、缸體6、下端蓋7、下氣孔8、本體9、空腔10、一維壓力傳感器11、供氣道12、供氣孔14、側(cè)氣腔15、側(cè)氣孔16、排氣槽18。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。

實(shí)施例：

參見圖1、圖2和圖3，隔離耦合氣浮測力噴嘴包括圓柱狀的本體9，本體9軸向中部開設(shè)有貫通的通孔，本體上通孔的中部設(shè)有內(nèi)凹的空腔10；本體上半部的通孔為四棱柱狀的方孔，間隙配合裝有外部為四棱柱狀的缸體6，缸體6的軸向中部為圓柱孔；缸體6外部的四側(cè)壁上分別開設(shè)有一個側(cè)氣腔15，每個側(cè)氣腔15內(nèi)設(shè)有貫通缸體側(cè)壁的側(cè)氣孔16；缸體6的上端配合設(shè)有上端蓋3，缸體6的下端配合設(shè)有下端蓋7，上端蓋3的中心處開設(shè)有上氣孔2，下端蓋7的中心處開設(shè)有下氣孔8，上氣孔2、下氣孔8和缸體6三者同軸；上氣孔2和下氣孔8的直徑均為2㎜。上端蓋3的頂面設(shè)有浮板1。本體下部的通孔內(nèi)固定安裝有一維壓力傳感器11，一維壓力傳感器11的測量端與下端蓋7的底面對應(yīng)。本體9的側(cè)壁上均布開設(shè)有四個供氣道12，四個供氣道12的一端通過供氣孔14連通著本體上部的通孔，且與缸體6側(cè)壁上的四個側(cè)氣腔15分別對應(yīng)，另一端連通著本體9的軸向底面；相鄰供氣道12之間的本體上開設(shè)有軸向內(nèi)凹的排氣槽18，且每個排氣槽18的上部與本體中部的空腔10連通。

工作時，浮板1與上端蓋3的上端面平行并保持一定的間隙。向四個供氣道12同時供給具有一定壓力的氣體，氣體從供氣孔14噴出進(jìn)入側(cè)氣腔15；側(cè)氣腔15內(nèi)的氣體一部分經(jīng)側(cè)氣孔16進(jìn)入氣室4，另一部分經(jīng)本體9與缸體6、上端蓋3和下端蓋7之間的縫隙排出，與此同時缸體6、上端蓋3和下端蓋7三者組成的組合件被浮起；氣室4內(nèi)的氣體經(jīng)過上氣孔2和下氣孔8排出后分別經(jīng)過浮板1和上端蓋3之間的間隙以及一維壓力傳感器11與下端蓋7之間的間隙排出，從而在浮板1和上端蓋3之間的間隙以及一維壓力傳感器11與下端蓋7之間的間隙內(nèi)形成承載氣膜；當(dāng)外力作用在浮板1上時，該力可分解為正壓力分量和切向力分量（與浮板1和上端蓋3之間的氣膜垂直的力分量稱為正壓力分量，與浮板1和上端蓋3之間的氣膜平行的力分量稱為切向力分量），正壓力分量被沒有損失地傳遞給一維力傳感器11并被一維力傳感器11測出，而切向力分量無法傳遞給一維力傳感器11。