[發(fā)明專利]一種不受氣管擾動影響的恒力輸出裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310494723.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103511392A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單曉杭;劉坤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及恒力輸出裝置。

背景技術(shù)

根據(jù)其不同的應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用要求，恒力輸出有多種結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法。動態(tài)恒力輸出是指將一個恒定的力值加載在動態(tài)運動的目標(biāo)工件上。

通過砝碼與目標(biāo)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(zhì)量恒定，所以作用在目標(biāo)工件上的力保持不變，但是當(dāng)目標(biāo)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(chǎn)生一個作用在目標(biāo)工件上的附加力，且砝碼質(zhì)量越大影響越大，因此這種方法只適用于目標(biāo)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(yīng)用于恒力輸出領(lǐng)域。如專利申請?zhí)枮?01120495617.7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(tài)，因此會影響測量值的精確度。氣浮無摩擦氣缸在實現(xiàn)超精密恒力輸出控制、微壓動作控制中得到廣泛應(yīng)用，專利申請?zhí)枮?01110072339.9的“帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”公布了一種氣浮無摩擦氣缸，由于其活塞桿上連接進(jìn)氣管道，會對輸出的力值產(chǎn)生影響；專利申請?zhí)枮?01210595104.2的“泄氣槽均壓式無摩擦氣缸”公布了一種采用缸筒自身高壓氣體實現(xiàn)氣體潤滑的無摩擦氣缸，因此缸筒內(nèi)的氣體壓力不能太小，否則會影響缸筒與活塞間氣膜的形成，不適用于微壓動作控制場合；再者氣體的響應(yīng)速度慢，一般用來實現(xiàn)動作輸出，恒壓控制比較困難，所以難以保證輸出力值的恒定。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)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(zhǔn)、微小恒力難以控制等問題，本發(fā)明提供一種不受氣管擾動影響、輸出力值精確、穩(wěn)定性好的恒力輸出裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種不受氣管擾動影響的恒力輸出裝置，包括活塞、活塞桿、缸筒、端蓋、缸筒蓋、進(jìn)氣套；所述進(jìn)氣套包含第一進(jìn)氣套和第二進(jìn)氣套。

所述活塞桿連接活塞，所述活塞套裝在缸筒內(nèi)且和缸筒壁間存有極小間隙，所述缸筒兩端分別套裝端蓋和缸筒蓋，所述活塞桿穿過缸筒蓋且和缸筒蓋內(nèi)壁間存有極小間隙；所述第一進(jìn)氣套套裝在缸筒上，所述第二進(jìn)氣套套裝在缸筒蓋上。

所述第一進(jìn)氣套和缸筒間留有間隙形成第一儲氣腔，所述第一進(jìn)氣套上設(shè)有第一進(jìn)氣口，所述第一進(jìn)氣口與第一儲氣腔相通。所述第二進(jìn)氣套和缸筒蓋間留有間隙形成第二儲氣腔，所述第二進(jìn)氣套上設(shè)有第二進(jìn)氣口，所述第二進(jìn)氣口與第二儲氣腔相通。

所述缸筒沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與第一儲氣腔相通，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第一徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞。

所述缸筒蓋上沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與第二儲氣腔相通，所述第二徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組，所述第二徑向節(jié)流孔內(nèi)安裝節(jié)流塞。

所述活塞上設(shè)有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含活塞中心的軸向盲孔、活塞外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)的第一徑向通孔；所述第一徑向通孔與軸向盲孔相通，所述第一凹槽至少有兩組且位于活塞的兩端。

所述活塞桿中心開有軸向通孔形成卸氣孔，所述卸氣孔與活塞中心的軸向盲孔相通。

所述缸筒蓋上設(shè)有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含缸筒蓋內(nèi)壁上的第二凹槽、第二凹槽內(nèi)的第二徑向通孔；所述第二徑向通孔與外界大氣相通。

所述端蓋上設(shè)有進(jìn)氣孔，所述缸筒蓋上設(shè)有出氣孔；所述進(jìn)氣孔通過氣管連接氣壓傳感器和大儲氣罐，所述大儲氣罐內(nèi)儲存恒壓氣體。

所述端蓋與缸筒之間、缸筒與第一進(jìn)氣套之間、缸筒蓋與缸筒之間、缸筒蓋與第二進(jìn)氣套之間均采用O型圈密封。

進(jìn)一步，所述活塞亦可連接雙活塞桿形成雙作用氣缸。

本發(fā)明的設(shè)計思路表現(xiàn)在：

一種不受氣管擾動影響的恒力輸出裝置，缸筒和缸筒蓋上分別設(shè)有徑向節(jié)流孔，徑向節(jié)流孔外套有進(jìn)氣套，高壓氣體從進(jìn)氣套上的進(jìn)氣口進(jìn)入，通過徑向節(jié)流孔在活塞與缸筒之間、活塞桿與缸筒蓋之間形成氣膜，為活塞提供支撐和潤滑；活塞不受進(jìn)氣管路的影響，進(jìn)氣方式簡單，穩(wěn)定性好。

活塞和缸筒蓋上均設(shè)有卸壓槽，卸壓槽與外界大氣相通，在氣膜形成的間隙內(nèi)形成常壓區(qū)，使間隙內(nèi)存在壓力梯度，促進(jìn)穩(wěn)定氣膜的形成，承載能力好；缸筒上的徑向節(jié)流孔位于缸筒的中部位置，活塞有一定的長度，在活塞移動過程中，可保證缸筒上的徑向節(jié)流孔始終在其運動范圍內(nèi)；