[發明專利]雙向恒力輸出氣浮裝置

有效

• 申請號: 201310492751.5
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103527553A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 孫建輝;劉坤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明涉及恒力輸出裝置。

背景技術

根據其不同的應用環境及應用要求，恒力輸出有多種結構和實現方法。動態恒力輸出是指將一個恒定的力值加載在動態運動的目標工件上。

通過砝碼與目標工件吊掛是最為簡單和常用的施加恒力的方法，由于砝碼質量恒定，所以作用在目標工件上的力保持不變，但是當目標工件做加速或減速運動時，砝碼會因自身慣性力的影響而產生一個作用的目標工件上的附加的力，且砝碼質量越大影響越大，因此這種方法只適用于目標工件低速或勻速運動的場合。力矩電機、液壓氣缸等也常被應用于恒力輸出領域。如專利申請號為201120495617.7的“恒力輸出的液壓裝置”就公布了一種通過PLC控制器、電磁比例閥、壓力傳感器輸出精確力值的液壓裝置,但是此裝置中壓力傳感器安裝在液壓裝置的輸出端，壓力傳感器處于運動狀態，因此會影響測量值的精確度。氣浮無摩擦氣缸在實現超精密恒力輸出控制、微壓動作控制中得到廣泛應用。活塞與缸筒間通過氣體潤滑不存在摩擦力，因此作用在活塞上的力與活塞的橫截面積和缸筒內的氣壓大小有關，但是由于氣體的瞬時響應速度比較慢、一般用來實現動作輸出，恒壓控制比較困難，難以保證輸出力值的恒定。

發明內容

針對現有恒力輸出裝置中輸出力值難以保持恒定、傳感器測量不夠精準、恒力輸出精度不高等問題，本發明提供一種輸出力值精確的、穩定性好的雙向恒力輸出氣浮裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種雙向恒力輸出氣浮裝置，包括缸筒、連桿活塞、端蓋、輸出軸、限位塊。

所述活塞套裝在缸筒內，所述缸筒兩端通過端蓋密封。

所述缸筒中部開有兩處上下對稱的軸向凹槽，所述軸向凹槽兩端安裝限位塊。

所述連桿活塞包含兩端凸起的第一活塞、第二活塞和中間的活塞桿，所述第一活塞、第二活塞與缸筒間留有極小的間隙，所述活塞桿中部連接輸出軸，所述輸出軸穿過缸筒上的軸向凹槽。

所述缸筒兩端分別設有第一進氣口和第二進氣口。所述第一進氣口和第二進氣口通過氣管分別連接比例閥和儲氣罐。

所述第一活塞和第二活塞上沿圓周均布徑向節流孔，所述第一活塞和第二活塞分別沿端面打軸向盲孔形成進氣孔，所述進氣孔與所述徑向節流孔相通；所述第一活塞和第二活塞靠近端面處分別設有一圈凹槽，所述凹槽內均布徑向盲孔形成第一卸氣孔，從活塞桿一端分別向第一活塞和第二活塞打軸向盲孔形成第二卸氣孔，所述第一卸氣孔與第二卸氣孔相通。

所述徑向節流孔內安裝節流塞；

所述徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組；所述徑向節流孔、進氣孔與第一卸氣孔和第二卸氣孔間相互隔離。

本發明的設計思路及優點表現在：缸筒和活塞均為一體設計，一方面加工簡單，另一方面能滿足裝配精度要求。

連桿活塞上均布徑向節流孔，缸筒內的高壓氣體通過進氣孔進入徑向節流孔，在缸筒與活塞的間隙形成氣膜，兩處氣膜為活塞提供支撐和潤滑，結構及供氣方式簡單、承載能力好。

徑向節流孔附近均設有卸壓槽，卸壓槽與外界常壓相通，一方面防止缸筒內高壓氣體進入氣浮間隙對氣膜產生影響，起到密封作用，另一方面在間隙內形成常壓區，促進氣膜的形成。

缸筒中部開有兩處上下對稱的軸向凹槽，活塞桿中部連接輸出軸，輸出軸穿過缸筒上的軸向凹槽，輸出軸的運動范圍在軸向凹槽內。

缸筒兩端分別設有兩個進氣口，進氣口通過氣管連接比例閥和儲氣罐，輸出軸上輸出力值的大小與缸筒兩端輸入的壓力大小有關，通過比例閥和儲氣罐控制缸筒兩端輸入氣壓的壓力大小，保證缸筒兩端的壓差值保持不變，即可實現恒力輸出。

附圖說明

圖1是雙向恒力輸出氣浮裝置示意圖

圖2是缸筒立體示意圖

圖3是連桿活塞示意圖

具體實施方式

一種雙向恒力輸出氣浮裝置，包括缸筒3、連桿活塞6、端蓋1、輸出軸8、限位塊10。

活塞6套裝在缸筒3內，缸筒3兩端通過端蓋1密封。

缸筒3中部開有兩處上下對稱的軸向凹槽，軸向凹槽兩端安裝限位塊10。

連桿活塞6包含兩端凸起的第一活塞、第二活塞和中間的活塞桿，所述第一活塞、第二活塞與缸筒3間留有極小的間隙，活塞桿中部連接輸出軸8，輸出軸8穿過缸筒3上的軸向凹槽。

缸筒3兩端分別設有第一進氣口2和第二進氣口9。