[發明專利]一種高精度的恒力輸出氣浮裝置

有效

• 申請號: 201310504567.8
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103527570A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 謝毅
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;F15B15/20;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，氣體的響應速度慢，缸筒內活塞運動產生的體積變化會導致氣壓瞬變，引起輸出恒力的波動，因此，氣浮無摩擦氣缸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、穩定性好的一種高精度的恒力輸出氣浮裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高精度的恒力輸出氣浮裝置，包括輸出氣缸、補償氣缸；所述輸出氣缸包括缸筒、第一活塞、輸出軸、儲氣套、氣壓壓板，所述補償氣缸包括補償筒、第二活塞、活塞桿；所述一種高精度的恒力輸出氣浮裝置還包括激光位移傳感器、直線電機。

所述第一活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述第一活塞連接輸出軸，所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述補償筒一端與儲氣套固定且內腔和儲氣腔相通，所述補償筒另一端安裝端蓋，所述第二活塞套裝在補償筒內，所述第二活塞連接活塞桿，所述端蓋外固定空氣軸承，所述活塞桿穿過端蓋和空氣軸承與直線電機連接。

所述缸筒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，所述缸筒另一端安裝底蓋。

所述氣壓壓板套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述氣壓壓板下安裝力傳感器，所述力傳感器固定在底蓋上，所述底蓋上開有出氣口。

所述激光位移傳感器固定在缸筒上，所述輸出軸上套裝反光板，所述激光位移傳感器和反光板位置相對。

所述第一活塞上無輸出軸的一端中心開有進氣孔，所述第一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。

所述第一活塞上開有第一卸壓槽；所述第一泄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；所述軸向盲孔通向輸出軸與缸筒間的內腔，所述凹槽位于第一徑向節流孔的側面且靠近活塞上無輸出軸的一端；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。

所述氣壓壓板上沿圓周均布第三徑向節流孔，所述第三徑向節流孔與缸筒內腔相通，所述第三徑向節流孔內安裝節流塞。

所述缸筒靠近氣壓壓板的一端均布進氣孔，所述進氣孔連通缸筒內腔和儲氣腔。所述缸筒靠近密封端設有出氣孔，所述出氣孔與外界大氣相通。

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。

本發明的設計思路及優點表現在：