[發明專利]帶有負壓槽的氣浮測力裝置

有效

• 申請號: 201611011250.0
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106644182B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 黃斌;劉春柱;李程偉;周子晨;孫慶琦
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01L1/02
• 分類號: G01L1/02;G01L15/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發明涉及帶負壓槽的氣浮測力噴嘴。包括上下軸向對應貼合的上噴嘴體和下噴嘴體；上噴嘴體上分別設有供氣節流孔、氣室、供氣管孔、油壓節流孔；下噴嘴體上分別設有測壓室和測壓孔；所述氣室外周的上噴嘴體的頂面設有負壓環槽，負壓環槽的一側設有負壓接孔，另一側設有壓測孔。本發明通過增加負壓環槽，使得流出噴嘴與浮板之間的氣體進入解壓環槽而被抽出，不會直射到大氣中，從而避免了對相鄰噴嘴正常工作的干擾。

技術領域

本發明屬于氣體靜壓支承技術領域，具體涉及一種氣浮測力裝置。

背景技術

氣體靜壓支承在工作過程中具有無直接接觸、摩擦阻力小且近似恒定、精度高、壽命長等特點，在工程應用已經十分廣泛。氣浮噴嘴因其能夠減小維間耦合而廣泛應用在多維力測量領域，氣體流經節流裝置可以形成穩定的氣膜，能夠達到很高的測量精度(0.2％FS)。現有的氣浮系統由多個氣浮噴嘴共同構成，各個氣浮噴嘴之間的氣體的相互擾動，影響測量精度，并且穩定工作的范圍較小。

發明內容

為了能夠有效的消除氣體的相互擾動，提高測量精度，本發明提供一種帶有負壓槽的氣浮測力裝置。

帶有負壓槽的氣浮測力裝置包括上噴嘴體10、下噴嘴體11和浮板13，上噴嘴體10和下噴嘴體11上下軸向對應貼合；上噴嘴體10的噴嘴端面與浮板13相對應的一側面構成噴嘴擋板式壓力傳感器。

所述上噴嘴體10的中心軸線處開設有貫通的供氣節流孔1，與供氣節流孔1連通的上噴嘴體10頂面開設有凹槽狀的氣室7；供氣節流孔1中部一側連通著供氣管孔3的一端，供氣管孔3的另一端位于上噴嘴體10的徑向側壁上；上噴嘴體10的軸向上開設有貫通軸向的油壓節流孔6，油壓節流孔6的一端連通著氣室7，另一端位于上噴嘴體10的底面；

所述下噴嘴體11的頂部開設有凹槽狀的測壓室4，測壓室4的頂部分別連通著供氣節流孔1的下端口和油壓節流孔6的下端口；測壓室4的徑向一側連通著測壓孔5的一端，測壓孔5的另一端位于下噴嘴體11徑向側壁上；

所述氣室7外周的上噴嘴體10的頂面設有負壓環槽9，負壓環槽9的一側連通著負壓接孔2的一端，負壓接孔2的另一端位于上噴嘴體10的徑向側壁上；負壓環槽9的另一側連通著負壓測孔8的一端，負壓測孔8的另一端位于上噴嘴體10的徑向側壁上。

進一步限定的技術方案如下：

所述負壓環槽9的外圓周與上噴嘴體10的外圓周之間的距離為5mm。

所述負壓環槽9的槽寬為6～9mm，槽深為3～5mm。

本發明通過增加負壓環槽，使得流出噴嘴與浮板之間的氣體進入解壓環槽而被抽出，不會直射到大氣中，從而避免了對相鄰噴嘴正常工作的干擾。

同時帶有負壓環槽的氣浮噴嘴能夠提高氣浮噴嘴的穩定性。氣體正壓使得氣浮面浮起，使其具有承受壓力的能力，負壓環槽提供吸力，使其具有承受拉力的能力。前者使氣膜厚度增加，后者使氣膜厚度減小，當兩者匹配時，就可以形成一個穩定的氣膜厚度，同時具有雙向剛度。負壓環槽內的壓力可以通過負壓測孔8測得，作用在浮板上的力通過供氣壓力和測得的負壓環槽內壓力計算得出。

本發明的積極效果是，具有負壓環槽9的氣浮測力噴嘴能夠避免氣體之間的相互擾動，保證氣浮系統的穩定性。測量誤差表示測量值與被測真實值之間的差，誤差越小說明測量更準確，測量精度越高，通過多次測量，計算得出精度(δ＝測量值x-真實值x₀，y_FS為傳感器的滿量程輸出)為0.16％FS，提高了測量精度。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為本發明用于氣浮測力示意圖。