[發明專利]一種恒轉矩輸出氣浮裝置

有效

• 申請號: 201310493297.5
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103527569A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 葉必卿;劉坤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;F15B15/20;F15B15/24;F15B15/28
• 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

本發明涉及恒轉矩領域，尤其是一種恒轉矩的加載。

背景技術

現有技術中，恒轉矩加載可通過恒轉矩電機和磁粉制動器等來實現，此類加載裝置在一定的轉速范圍內適用，且加載精度不高，對于超過其額定轉速的低轉速場合，會產生力的突變，轉矩難以平衡，因此只能通過其他方式進行恒轉矩加載。恒轉矩加載過程中既要保證任意位置任意時刻作用在工件轉軸上的轉矩保持不變，又不能對工件轉軸產生附加擾動影響，實現起來比較困難。

發明內容

針對現有恒轉矩加載裝置難以適應低轉速場合的問題，本發明提供一種在低轉速狀態下控制精度高的、穩定性好的恒轉矩加載裝置。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：一種恒轉矩輸出氣浮裝置，包含附加轉盤、恒力輸出氣缸、氣浮滑輪、卷繩電機、拉繩等。

所述附加轉盤套裝在工件轉軸上，所述氣浮滑輪固定在恒力輸出氣缸的輸出軸上，所述拉繩一端纏繞在附加轉盤上，另一端繞過氣浮滑輪連接卷繩電機，所述氣浮滑輪兩端的拉繩均與恒力輸出氣缸的輸出軸相平行。

所述拉繩和恒力輸出氣缸至少有兩組，所述兩組拉繩在附加轉盤上的纏繞方向相同且不相互影響，所述兩組恒力輸出氣缸對稱安裝。

所述恒力輸出氣缸上安裝有激光位移傳感器，所述恒力輸出氣缸的輸出軸上安裝反光板，所述激光位移傳感器與反光板位置相對，所述激光位移傳感器的測量數據反饋給卷繩電機。

進一步，所述恒力輸出氣缸包括缸筒、活塞、輸出軸、儲氣座；所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述活塞連接輸出軸，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒上端安裝底蓋。

所述缸筒靠近缸筒密封端的一側均布進氣口，所述進氣口連通缸筒內腔和儲氣腔，所述底蓋上開有出氣口，所述儲氣套上開有儲氣進氣口，所述儲氣進氣口通過氣管連接比例閥。

所述活塞下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔，所述第一徑向節流孔與進氣孔相通，所述第一徑向節流孔內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組。

所述活塞上開有第一卸壓槽；所述第一卸壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽、凹槽內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位于第一徑向節流孔的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔、進氣孔間相互隔離。

所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔，所述第二徑向節流孔沿軸向上至少有兩組，所述第二徑向節流孔內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座，所述缸筒密封端與氣浮座間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔相通；所述氣浮座上設有氣浮進氣口。

所述儲氣套與缸筒間、缸筒與氣浮座間均采用O型圈密封。

本發明的測試方法是：先將附加轉盤鎖定，為恒力輸出氣缸供氣，氣壓恒定后，釋放附加轉盤。利用激光位移傳感器測量輸出軸位移，以活塞位于缸筒中部為基準，控制卷繩電機收繩和放繩，使得活塞不超出行程。

本發明的設計思路是：為了得到一個恒轉矩負載，本發明在工件轉軸外套裝一個附加轉盤，拉繩纏繞在附加轉盤上引出，因此可保證拉繩與附加轉盤始終相切，在工件轉軸旋轉過程中，拉繩上作用力方向不變，作用在工件轉軸上的力臂值不變，只要保證拉繩上的拉力值恒定，就可實現恒轉矩加載。

拉繩上的恒力由恒力輸出氣缸提供，由于活塞橫截面積一定，所以只要保證進入到缸筒內腔的氣體壓力恒定，則可保證輸出的力值恒定。由于恒力輸出氣缸的行程有限，因此拉繩另一端繞過恒力輸出氣缸頂端的氣浮滑輪連接卷繩電機，恒力輸出氣缸上安裝有激光位移傳感器，可測量出輸出軸的位移，將信息反饋給卷繩電機，卷繩電機控制收繩和放繩，可使得恒力輸出氣缸的活塞始終位于有效行程內；拉繩繞過氣浮滑輪，因此作用在工件轉軸上的拉力為恒力輸出氣缸輸出力值的1/2。