[发明专利]一种带气缸补偿的恒力输出气浮装置

说明书

技术领域

本发明涉及恒力输出装置。

背景技术

根据其不同的应用环境及应用要求，恒力输出有多种结构和实现方法。动态恒力输出是指将一个恒定的力值加载在动态运动的目标工件上。

通过砝码与目标工件吊挂是最为简单和常用的施加恒力的方法，由于砝码质量恒定，所以作用在目标工件上的力保持不变，但是当目标工件做加速或减速运动时，砝码会因自身惯性力的影响而产生一个作用在目标工件上的附加力，且砝码质量越大影响越大，因此这种方法只适用于目标工件低速或匀速运动的场合。力矩电机、液压气缸等也常被应用于恒力输出领域。如专利申请号为201120495617.7的“恒力输出的液压装置”就公布了一种通过PLC控制器、电磁比例阀、压力传感器输出精确力值的液压装置,但是此装置中压力传感器安装在液压装置的输出端，压力传感器处于运动状态，因此会影响测量值的精确度。气浮无摩擦气缸在实现超精密恒力输出控制、微压动作控制中得到广泛应用，活塞与缸筒间通过气体润滑不存在摩擦力，因此作用在活塞上的力与活塞的横截面积和缸筒内的气压大小有关；专利申请号为201110072339.9的“带有气浮轴承的无摩擦气缸”公布了一种气浮无摩擦气缸，由于其活塞杆上连接进气管道，会对输出的力值产生影响；再者气体的响应速度慢，缸筒内活塞运动产生的体积变化会导致气压瞬变，引起输出恒力的波动，因此，气浮无摩擦气缸一般用来实现动作输出，恒压控制比较困难，难以保证输出力值的恒定。发明内容

针对现有恒力输出装置中输出力值难以保持恒定、传感器测量不够精准、微小恒力难以控制等问题，本发明提供一种不受气管扰动影响、带气缸补偿、输出力值精确、稳定性好的恒力输出气浮装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种带气缸补偿的恒力输出气浮装置，包括输出气缸、补偿气缸；所述输出气缸包括第一连杆活塞、第一缸筒、储气套，气浮套，其中，所述气浮套包含第一气浮套、第二气浮套和第三气浮套；所述补偿气缸包括第二连杆活塞、第二缸筒；所述输出气缸和补偿气缸均通过连接支架与固定板连接，所述输出气缸内的第一连杆活塞和补偿气缸内的第二连杆活塞的轴心在同一直线上。

所述第一气浮套套装在储气套内，所述储气套与第一缸筒端面固接，所述第二气浮套套装在储气套的上端，所述第三气浮套套装在第一缸筒的下端；所述第一连杆活塞由长杆、短杆和中间活塞组成，所述中间活塞套装在第一缸筒内，所述中间活塞的活塞壁与第一缸筒之间留有极小的间隙，所述长杆穿过第一气浮套、第二气浮套且和第一气浮套、第二气浮套内壁间留有极小的间隙，所述短杆端穿过第三气浮套且和第三气浮套内壁间留有极小的间隙，所述第二气浮套和第三气浮套分别与第一连接支架固定。

所述第二连杆活塞包含活塞和活塞杆，所述活塞套装在第二缸筒内且和第二缸筒内壁之间留有极小的间隙，所述第二缸筒两端分别与第二连接支架固定，所述活塞杆穿过第二连接支架；所述第一连杆活塞的长杆与第二连杆活塞的活塞通过浮动接头和连接杆连接，所述连接杆和活塞杆上均套有气浮轴承，所述气浮轴承与第二连接支架固定。

所述第一缸筒内径远大于第二缸筒内径。

所述储气套与长杆之间形成储气腔，所述储气套上设有第一进气口，所述第一进气口与储气腔相通；所述第一缸筒两端分别设有第二进气口、第一出气口和气浮进气口，所述第二进气口通过气管连接差压传感器和大储气罐，所述第二缸筒两端分别设有第三进气口和第四进气口，所述第三进气口和第四进气口分别通过气管连接比例阀和小储气罐。

所述长杆中心打轴向盲孔形成第一进气孔，所述中间活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与所述第一进气孔相通，所述第一径向节流孔内套装节流塞，所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组；所述长杆上开有径向通孔形成第二进气孔，所述第二进气孔与第一进气孔相通，所述第二进气孔位于储气腔内；所述长杆端面套装密封盖。

所述连杆活塞上设有第一卸压槽，所述第一卸压槽包含中间活塞外圆柱面上的第一凹槽、第一凹槽内均布的第一径向盲孔、短杆内均布的与第一径向盲孔相通的第一轴向盲孔；所述第一凹槽至少有两组且位于第一径向节流孔的两侧；所述第一卸压槽与所述第一节流孔、第一进气孔之间相互隔离。