CN104863961A - 节流嘴直供气单浮板气足 - Google Patents

Abstract

节流嘴直供气单浮板气足，属于气足技术领域。本发明是为了解决现有气足结构复杂、节流嘴更换不便的问题。它包括气足基板、节流嘴、环形供气管、紧固连接孔、快速连接三通、节流嘴供气管和进气管，气足基板与气浮平台相配合设置，气足基板上沿径向的中段位置沿圆周方向均匀设置N个螺纹孔，N为大于或者等于3的整数，每个螺纹孔内对应配合安装一个节流嘴，每个节流嘴对应插入一个节流嘴供气管的首端，每个节流嘴供气管的末端通过一个快速连接三通与环形供气管连通，环形供气管与进气管连接；气足基板的上表面中心处，沿圆周方向均匀设置多个紧固连接孔。本发明为一种气足。

Description

节流嘴直供气单浮板气足

技术领域

本发明涉及节流嘴直供气单浮板气足，属于气足技术领域。

背景技术

精密测量、高精度位置控制、微弱力测量和驱动、零重力环境模拟等要求相对运动的两体间不存在摩擦力或者摩擦力尽可能的小。气悬浮技术通过从节流嘴喷出高压气体在相对运动的两体之间形成高压气膜，从而实现相对运动两体的非接触低摩擦相对运动。在平面内的两体相对运动，常常采用气足实现，即通过气足上的节流嘴喷出高压气体，在气足和气浮平台间形成高压气膜，使气足悬浮在气浮平台之上，实现气足相对于气浮平台的非接触微摩擦运动。基于气足的支撑系统具有高刚度、零摩擦等特点，因此在空间零重力环境模拟、精密装配、高精度测量等领域得到了广泛的应用。

传统的气足包括基板和封气板，通过多个O型密封圈在基板和封气板之间形成封闭气腔，基板上安装节流嘴，封气板上加工供气孔。通过供气孔、气腔、节流嘴形成完整气路。供气孔供入高压气体后，通过气腔均压然后从节流嘴喷出，在气足和与之配合的气浮平台间形成高压气膜，从而实现悬浮和微摩擦运动。这样的设计，一方面零部件多、结构复杂，加工装配难度大、成本高；另一方面，节流嘴很难更换，维修不便，一旦出现节流嘴堵塞，需要拆卸整个气足，将气足拆解为零件，才能实现节流嘴更换。如图3所示，为传统气足的结构原理图，它包括环形气腔11、节流嘴12、紧固件13、气浮平台14、封气板15、O型密封圈16和气足基板17。

随着技术的发展，特别是空间探索的不断深入，快速低成本实现地面航天器零重力试验、高精度装配、测量等对气足实现低成本和快速维修提出了迫切需求。

发明内容

本发明目的是为了解决现有气足结构复杂、节流嘴更换不便的问题，提供了一种节流嘴直供气单浮板气足。

本发明所述节流嘴直供气单浮板气足，它包括气足基板、节流嘴、环形供气管、紧固连接孔、快速连接三通、节流嘴供气管和进气管，

气足基板与气浮平台相配合设置，气足基板上沿径向的中段位置沿圆周方向均匀设置N个螺纹孔，N为大于或者等于3的整数，每个螺纹孔内对应配合安装一个节流嘴，每个节流嘴对应插入一个节流嘴供气管的首端，每个节流嘴供气管的末端通过一个快速连接三通与环形供气管连通，环形供气管与进气管连接；

气足基板的上表面中心处，沿圆周方向均匀设置多个紧固连接孔。

节流嘴的外圆表面中段具有圆环状突起，该圆环状突起使节流嘴外环表面形成阶梯面，节流嘴通过该阶梯面与螺纹孔和节流嘴供气管定位固定。

所述节流嘴供气管上安装调压阀和开关阀。

本发明的优点：本发明旨在提供一种简易型、模块化、能够快速装配和维修、在平面内实现非接触微摩擦相对运动的气浮单元系统。它采用单浮板结构，即只有一个气足基板，节流嘴直接装在安装在气足基板上，通过管路直接向每一个节流嘴供气，所有节流嘴供气管与环形供气管连接形成均压气腔。这种气足具有结构简单，模块化装配便捷的优势，在节流嘴堵塞的时候可以直接拆卸节流嘴而无需拆卸整个气足，降低了加工装配难度、方便维修，并且提高了适应能力及加工和维修效率、降低了系统成本。

本发明由于取消了封气板，气浮基板也没有了密封要求，降低了加工装配难度，实现了节流嘴的独立快速更换，降低了维修难度，提高了维修效率，应用于基于气足的高精度装配、测量、零重力试验设备或系统时，可以降低整个系统的开发难度、缩短开发周期，提高维修效率和适应性。

附图说明

图1是本发明所述节流嘴直供气单浮板气足的结构示意图；

图2是图1所示节流嘴直供气单浮板气足的俯视图；

图3是传统气足的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述节流嘴直供气单浮板气足，它包括气足基板1、节流嘴2、环形供气管3、紧固连接孔4、快速连接三通5、节流嘴供气管6和进气管7，

气足基板1与气浮平台8相配合设置，气足基板1上沿径向的中段位置沿圆周方向均匀设置N个螺纹孔，N为大于或者等于3的整数，每个螺纹孔内对应配合安装一个节流嘴2，每个节流嘴2对应插入一个节流嘴供气管6的首端，每个节流嘴供气管6的末端通过一个快速连接三通5与环形供气管3连通，环形供气管3与进气管7连接；

气足基板1的上表面中心处，沿圆周方向均匀设置多个紧固连接孔4。

本实施方式通过快速连接三通5实现从环形供气管3向节流嘴2供气，环形供气管3与节流嘴供气管相互连通，形成均压气腔。环形供气管3再通过快速连接三通实现均压气腔与外供气源的连通。

本实施方式中，气足基板1与气浮平台8配合实现相对运动，节流嘴2通过螺纹孔与气足基板1配合，并通过阶梯面定位，它喷出的高压气体在气足和气浮平台之间形成高压气膜，由此实现气足基板1与气浮平台8之间的非接触无摩擦相对运动。

气浮平台8可采用花岗岩气浮平台；紧固连接孔4用于实现气足与负载的连接。

具体实施方式二：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，节流嘴2的外圆表面中段具有圆环状突起，该圆环状突起使节流嘴2外环表面形成阶梯面，节流嘴2通过该阶梯面与螺纹孔和节流嘴供气管6定位固定。

节流嘴2的外表面形成阶梯圆柱形结构，其中心通过精密钻孔或激光打孔等精密加工手段加工Φ0.1mm～0.5mm的孔，具体的孔直径根据气足要求的承载能力、气足的直径和节流孔的数量进行设计。节流嘴2通过螺纹配合安装在气足基板1上，通过阶梯面实现定位，保证节流嘴下表面与气足基板下表面的相对位置精度。节流嘴2与气足基板1的下表面采用研磨等加工手段保证一定的平面度。当进气管7通入0.2MPa～0.6MPa的气源后，高压气体通过环形供气管3均压后供入节流嘴供气管6，最终从节流嘴2喷出，在气足基板1和气浮平台8之间形成高压、高刚度气膜，使气足相对于气浮平台8处于悬浮状态；从而实现气足及其上负载的气悬浮支撑和平面内无摩擦三自由度运动。进气管7、环形供气管3、快速连接三通5、节流嘴供气管6和节流嘴2形成了完整气路。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，所述节流嘴供气管6上安装调压阀和开关阀。

在节流嘴供气管6上加装调压阀和开关阀，可以实现对节流嘴2供气压力和通断的独立控制。关闭堵塞节流嘴的开关阀，在不对气足断气的情况下即可实现对堵塞节流嘴的更换。

本发明所述气足的节流嘴通过节流嘴供气管直接从环形供气管供气，取消了传统气足中的封气板，降低了气足基板对密封的要求，从而降低了加工装配难度，同时，节流嘴与气足基板之间采用螺纹配合，采用阶梯面定位，在节流嘴堵塞时，可以直接对堵塞的节流嘴进行拆卸更换，直接在对应的快速连接三通位置拆下对应的节流嘴供气管，通过旋转节流嘴拆卸堵塞的节流嘴，然后通过螺纹配合安装新的节流嘴，即完成节流嘴维修或更换，整个过程无需拆卸气足，降低了维修难度，提高了维修效率。作为扩展，可以在节流嘴供气管上加装调压阀，实现节流嘴供气压力的单独调节，提高气足的适应性。

Claims (3)

1.一种节流嘴直供气单浮板气足，其特征在于，它包括气足基板(1)、节流嘴(2)、环形供气管(3)、紧固连接孔(4)、快速连接三通(5)、节流嘴供气管(6)和进气管(7)，

气足基板(1)与气浮平台(8)相配合设置，气足基板(1)上沿径向的中段位置沿圆周方向均匀设置N个螺纹孔，N为大于或者等于3的整数，每个螺纹孔内对应配合安装一个节流嘴(2)，每个节流嘴(2)对应插入一个节流嘴供气管(6)的首端，每个节流嘴供气管(6)的末端通过一个快速连接三通(5)与环形供气管(3)连通，环形供气管(3)与进气管(7)连接；

气足基板(1)的上表面中心处，沿圆周方向均匀设置多个紧固连接孔(4)。

2.根据权利要求1所述的节流嘴直供气单浮板气足，其特征在于，节流嘴(2)的外圆表面中段具有圆环状突起，该圆环状突起使节流嘴(2)外环表面形成阶梯面，节流嘴(2)通过该阶梯面与螺纹孔和节流嘴供气管(6)定位固定。

3.根据权利要求1或2所述的节流嘴直供气单浮板气足，其特征在于，所述节流嘴供气管(6)上安装调压阀和开关阀。