[发明专利]三维气浮随动装置

说明书

技术领域

本发明涉及气浮装置，尤其是一种能跟随运动件空间运动轨迹且 能提供恒定吊挂力的三维随动装置。

背景技术

绳索悬吊式减重装置，即利用绳索悬吊运动件，在运动件运动过 程中随动装置跟随运动件运动，必须保证运动过程中吊索都要处于拉 紧状态且始终能给运动件提供恒定的吊挂力。并且在吊点跟随运动件 运动过程中，尽可能的不产生附加力，从而影响运动件的空间位置或 运动状态。

现有的三维随动装置采用直线导轨、转轴和滑轮组来实现，存在 的缺陷：存在摩擦力的附加影响、不能适应高精度场合。

发明内容

为了克服现有的三维随动装置的存在摩擦力的附加影响、不能适 应高精度场合的不足，本发明提供了一种有效避免摩擦力的附加影响、 适应高精度场合的三维气浮随动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种三维气浮随动装置，包括立柱、能无摩擦旋转的转轴、长距 离直线导轨和悬挂绳，所述转轴上套装两个空气轴承，所述两个空气 轴承沿上下方向安装在所述立柱上，所述转轴的下端位于气浮垫上， 所述气浮垫安装在气浮垫安装座上，所述气浮垫安装座安装在立柱上， 所述转轴上固定套装一维运动横梁安装座，所述一维运动横梁安装座 与长距离直线导轨连接，所述长距离直线导轨上可滑动地套装滑块， 所述滑块与驱动机构传动连接，所述滑块与短距离气浮导轨连接，所 述短距离气浮导轨的贮气套与定滑轮座固定连接，所述定滑轮座与气 浮滑轮组件固定连接，所述气浮滑轮组件的气浮滑轮的轴心开有进气 孔，所述进气孔与连接气管连通，所述气浮滑轮上套装悬挂绳，运动 件吊挂在所述悬挂绳上。

进一步，所述短距离气浮导轨还包括气浮轴和气浮套，所述滑块 与气浮轴固定连接，气浮套套装在所述气浮轴上，所述气浮套至少有 两个，所述气浮套均与贮气套密封连接，所述贮气套与气浮轴之间为 贮气腔，所述气浮轴的轴心开有进气通道，所述进气通道连接压缩气 体进气管，所述进气通道与所述贮气腔连通，所述贮气腔设有出气口， 所述出气口通过连接气管与各个气浮套的进气口连通。

再进一步，所述气浮滑轮组件包括第一定滑轮、第二定滑轮、附 加定滑轮、动滑轮、悬挂绳和减重砝码，所述第一定滑轮和第二定滑 轮安装在定滑轮座上，所述动滑轮安装在动滑轮座上，所述动滑轮座 吊装所述运动件，悬挂绳的一端固定在悬挂绳固定板上，并依次穿过 第一定滑轮、动滑轮、第二定滑轮和附加定滑轮，所述悬挂绳的另一 端连接减重砝码，所述悬挂绳固定板与长距离直线导轨固定连接，所 述第一定滑轮和第二定滑轮均为气浮轴承滑轮，所述第一定滑轮和第 二定滑轮轴心均开有进气孔，所述附加定滑轮安装在转轴上。

所述附加定滑轮为气浮轴承滑轮，所述附加定滑轮轴心均开有进 气孔。

所述动滑轮为气浮轴承滑轮，所述动滑轮轴心均开有进气孔。动 滑轮在运动过程中，气管会跟随运动，气管弯曲会产生附加力影响。 通过延长气管固定点与动滑轮间的长度可以减少气管扰动影响。

所述气浮轴的两端分别套装气浮轴安装座，所述气浮轴安装座与 所述滑块固定连接。

所述三维气浮随动装置还包括用于检测气浮套水平运动靠近气浮 轴安装座的位置传感器，所述位置传感器安装在气浮轴安装座与气浮 套之间.

所述位置传感器为霍尔传感器和永磁铁，所述霍尔传感器安装在 所述气浮轴安装座上，所述永磁铁安装在气浮套靠近气浮轴安装座的 外侧。当然，也可以采用诸如光电传感器、光栅编码器之类的其他位 置传感器或其它非接触式接近开关。

所述气浮套与贮气套之间通过O型圈对贮气套密封。

本发明的技术构思为：空气轴承(又称为气浮轴承)指的是用气 体(通常是空气，但也有可能是其它气体)作为润滑剂的滑动轴承。 空气比油粘滞性小，耐高温，无污染，因而可用于高速机器、仪器及 放射性装置中。空气轴承能提供极高的径向和轴向旋转精度。由于没 有机械接触，磨损程度降到了最低，从而确保精度始终保持稳定。