CN103527553B - 双向恒力输出气浮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双向恒力输出气浮装置，包括缸筒、连杆活塞、端盖、输出轴、限位块。所述活塞套装在缸筒内，所述缸筒两端通过端盖密封，所述缸筒中部开有两处上下对称的轴向凹槽，所述轴向凹槽两端安装限位块，所述连杆活塞包含两端凸起的第一活塞、第二活塞和中间的活塞杆，所述第一活塞、第二活塞与缸筒间留有极小的间隙，所述活塞杆中部连接输出轴，所述输出轴穿过缸筒上的轴向凹槽，所述缸筒两端分别设有第一进气口和第二进气口，所述第一进气口和第二进气口通过气管分别连接比例阀和储气罐。缸筒和活塞均为一体设计，连杆活塞上均布径向节流孔，结构及供气方式简单，承载能力好，可实现高精度的恒力输出。

Description

双向恒力输出气浮装置

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的目标工件上的附加的力，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，但是由于气体的瞬时响应速度比较慢、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、恒力输出精度不高等问题，本发明提供一种输出力值精确的、稳定性好的双向恒力输出气浮装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种双向恒力输出气浮装置，包括缸筒、连杆活塞、端盖、输出轴、限位块。

所述活塞套装在缸筒内，所述缸筒两端通过端盖密封。

所述缸筒中部开有两处上下对称的轴向凹槽，所述轴向凹槽两端安装限位块。

所述连杆活塞包含两端凸起的第一活塞、第二活塞和中间的活塞杆，所述第一活塞、第二活塞与缸筒间留有极小的间隙，所述活塞杆中部连接输出轴，所述输出轴穿过缸筒上的轴向凹槽。

所述缸筒两端分别设有第一进气口和第二进气口。所述第一进气口和第二进气口通过气管分别连接比例阀和储气罐。

所述第一活塞和第二活塞上沿圆周均布径向节流孔，所述第一活塞和第二活塞分别沿端面打轴向盲孔形成进气孔，所述进气孔与所述径向节流孔相通；所述第一活塞和第二活塞靠近端面处分别设有一圈凹槽，所述凹槽内均布径向盲孔形成第一卸气孔，从活塞杆一端分别向第一活塞和第二活塞打轴向盲孔形成第二卸气孔，所述第一卸气孔与第二卸气孔相通。

所述径向节流孔内安装节流塞；

所述径向节流孔沿轴向方向至少有两组；所述径向节流孔、进气孔与第一卸气孔和第二卸气孔间相互隔离。

本发明的设计思路及优点表现在：缸筒和活塞均为一体设计，一方面加工简单，另一方面能满足装配精度要求。

连杆活塞上均布径向节流孔，缸筒内的高压气体通过进气孔进入径向节流孔，在缸筒与活塞的间隙形成气膜，两处气膜为活塞提供支撑和润滑，结构及供气方式简单、承载能力好。

径向节流孔附近均设有卸压槽，卸压槽与外界常压相通，一方面防止缸筒内高压气体进入气浮间隙对气膜产生影响，起到密封作用，另一方面在间隙内形成常压区，促进气膜的形成。

缸筒中部开有两处上下对称的轴向凹槽，活塞杆中部连接输出轴，输出轴穿过缸筒上的轴向凹槽，输出轴的运动范围在轴向凹槽内。

缸筒两端分别设有两个进气口，进气口通过气管连接比例阀和储气罐，输出轴上输出力值的大小与缸筒两端输入的压力大小有关，通过比例阀和储气罐控制缸筒两端输入气压的压力大小，保证缸筒两端的压差值保持不变，即可实现恒力输出。

附图说明

图1是双向恒力输出气浮装置示意图

图2是缸筒立体示意图

图3是连杆活塞示意图

具体实施方式

一种双向恒力输出气浮装置，包括缸筒3、连杆活塞6、端盖1、输出轴8、限位块10。

活塞6套装在缸筒3内，缸筒3两端通过端盖1密封。

缸筒3中部开有两处上下对称的轴向凹槽，轴向凹槽两端安装限位块10。

连杆活塞6包含两端凸起的第一活塞、第二活塞和中间的活塞杆，所述第一活塞、第二活塞与缸筒3间留有极小的间隙，活塞杆中部连接输出轴8，输出轴8穿过缸筒3上的轴向凹槽。

缸筒3两端分别设有第一进气口2和第二进气口9。

第一活塞和第二活塞上沿圆周均布径向节流孔5，径向节流孔内安装节流塞；第一活塞和第二活塞分别沿端面打轴向盲孔形成进气孔7，进气孔7与所述径向节流孔5相通；第一活塞和第二活塞靠近端面处分别设有一圈凹槽4，凹槽4内均布径向盲孔形成第一卸气孔11，从活塞杆一端分别向第一活塞和第二活塞打轴向盲孔形成第二卸气孔12，第一卸气孔11与第二卸气孔12相通。

径向节流孔5沿轴向方向至少有两组；径向节流孔5、进气孔7与第一卸气孔11和第二卸气孔12间相互隔离。

Claims (1)

1.双向恒力输出气浮装置，其特征在于：包括缸筒、连杆活塞、端盖、输出轴、限位块；

所述活塞套装在缸筒内，所述缸筒两端通过端盖密封；

所述缸筒中部开有两处上下对称的轴向凹槽，所述轴向凹槽两端安装限位块；

所述连杆活塞包含两端凸起的第一活塞、第二活塞和中间的活塞杆，所述第一活塞、第二活塞与缸筒间留有极小的间隙，所述活塞杆中部连接输出轴，所述输出轴穿过缸筒上的轴向凹槽；

所述缸筒两端分别设有第一进气口和第二进气口；所述第一进气口和第二进气口通过气管分别连接比例阀和储气罐；

所述第一活塞和第二活塞上沿圆周均布径向节流孔，所述第一活塞和第二活塞分别沿端面打轴向盲孔形成进气孔，所述进气孔与所述径向节流孔相通；所述第一活塞和第二活塞靠近端面处分别设有一圈凹槽，所述凹槽内均布径向盲孔形成第一卸气孔，从活塞杆一端分别向第一活塞和第二活塞打轴向盲孔形成第二卸气孔，所述第一卸气孔与第二卸气孔相通；

所述径向节流孔内安装节流塞；

所述径向节流孔沿轴向方向至少有两组；所述径向节流孔、进气孔与第一卸气孔和第二卸气孔间相互隔离。