[发明专利]一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的三自由度气浮台

权利要求书

1.一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：该三自由度气浮实验平台包括平台底座、上下两层的平台台面、微孔气浮球轴承以及相应的质心调平机构和姿态执行机构，其中姿态执行机构包括磁力执行机构和喷气执行机构。磁力执行机构主要由永磁铁(14)、通电线圈(15)以及花瓣形柱体(16)、(18)构成；磁力执行机构的球形永磁铁(14)部分固定在下层平台台面(5)底侧，跟随整个平台台面一起运动，在底板上装有三组与球形永磁铁一一对应的花瓣柱体(16)，通电线圈(15)以不同的绕线方式缠绕在花瓣柱体(16)上，并且内外两侧的线圈分别供电，三组花瓣柱体(16)之间的角度为120°，喷气执行机构，设置于两层平台台面之间，气源通过三个高压气瓶(12)实现供气，气瓶内气体通过两级减压阀(11)实现低压输出，通过胶管连接，使得气体通过电磁阀(6)，最终连接到喷气喷嘴(7)。通过控制电磁阀(6)的开闭，实现对实验平台的姿态控制并达到快速响应的目的。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述平台底座由底板(3)和立柱(1)组成，底板(3)下设六个滚动车轮(2)，方便实验台的移动，立柱(1)通过螺栓连接固定于底板上侧，立柱(1)上连微孔气浮球轴承的球窝(13)，通过螺栓连接将其固定，通过给微孔气浮球轴承的球窝(13)供气，产生气膜间隙，实现球窝(13)和球轴承(10)的无摩擦接触，使用微孔气浮球轴承可以大大提高气浮实验平台的承载能力，实现实验平台的大型超重载化；气浮球轴承通过连接块与上层的平台台面(8)连接，上层平台台面(8)与下层平台台面(5)通过六根小型立柱(17)进行螺栓连接，上层平台台面(8)设置X、Y、Z三个方向的直线导轨(9)，实现实验平台的质心调平。气体通过球窝的气道(23)进入，通过排布的微孔(22)将气体排出，实现气浮台的启停。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述底板(3)和立柱(1)的截面形状可以是圆形、矩形、菱形、半圆形、三角形。

4.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述上下两层的平台台面的截面形状可以是圆形、矩形、菱形、半圆形、三角形。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述质心调平机构的直线导轨(9)，其布置方式可以是多样的，但必须设置X、Y、Z三个方向的直线导轨。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述花瓣柱体(16)的数量和排布方式可以是多种多样的，不受数量和排布方式的限制。

7.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述姿态执行机构，其磁力执行机构中的球形永磁体部分(14)的充磁方向可以是多种多样的，但尽量避免在一个平面内出现多个磁极，选择径向充磁或轴向充磁为最佳。

8.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述喷气执行机构的布置方式可以是多样的，但必须设置X、Y、Z三个方向的喷气装置，且一个方向至少两个喷嘴(7)。

9.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述高压气瓶(12)的排布方式可以是多样的，不受数量和排布方式的限制。

10.根据权利要求1所述的一种基于磁力驱动的微孔气浮球轴承的大型超重载的三自由度气浮实验平台，其特征在于：所述花瓣柱体(16)的截面形状可以是等腰三角形、菱形、半圆形。