CN108730341B - 一种基于气压控制的联锁结构及联锁方法 - Google Patents
一种基于气压控制的联锁结构及联锁方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于气压控制的联锁结构及联锁方法,包括基座、内动子及摩擦块,基座上运动导向台,外动子配合设置在运动导向台外侧,内动子插设在运动导向台内,工作台固定连接于外动子上方,摩擦块固定设置在内动子上;在运动导向台顶面与内动子之间设有气浮面,气浮面连通有正压供气通道,在气浮面位置对应设有真空腔,真空腔连通有负压供气通道。利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及超精密运动、超精密测量技术领域,具体涉及一种基于气压控制的联锁结构及联锁方法。
背景技术
在超精密运动领域,经常会出现一种“宏微结合”的运动方式,通过大电机驱动进行大行程驱动,再通过精密电机进行超精密微调。以上运动过程涉及到两套支承及驱动方式的切换,需要一种可实现精密联锁的结构。
联锁结构要实现两套运动部件由非接触状态变为接触状态,可采用油、气、电等多种形式。如油缸、气缸及电磁铁等,通过外界控制,改变接触面的距离,从而实现两个部件接触状态的变化。但以上方式主要应用于静止部件和运动部件的联锁,即实现刹车功能。针对两个运动部件的联锁,如采用以上方式,则需要向运动部件传递油、气及电等动力源,实现难度较大,且存在一定的可靠性问题。
发明内容
本发明的目的即在于克服现有技术不足,提供一种基于气压控制的联锁结构及联锁方法,利用运动部件自身结构的联锁结构,在不增加额外执行机构的基础上,实现了运动部件之间的联锁。用以实现两个运动部件的平滑联锁与分离。
本发明通过下述技术方案实现:
一种基于气压控制的联锁结构,包括基座、外动子、工作台、内动子及摩擦块,所述基座上运动导向台,所述外动子配合设置在运动导向台外侧,所述内动子插设在运动导向台内,工作台固定连接于外动子上方,所述摩擦块固定设置在内动子上;
在运动导向台与内动子之间设有气浮面,气浮面连通有正压供气通道,运动导向台顶面与内动子之间设有真空腔,真空腔连通有负压供气通道。
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
进一步的,所述运动导向台为设置在基座上的两个凸台结构,所述外动子、工作台和内动子为直线滑动动件,每件运动导向台顶面与内动子之间设有的气浮面为条型面,所述真空腔为条型槽。
进一步的,所述运动导向台为设置在基座上的环套结构,所述外动子、工作台和内动子为转动件,运动导向台顶面与内动子之间设有的气浮面为环型面,所述真空腔为环型槽。
进一步的,所述正压供气通道设置在基座内与气浮面连通,所述负压供气通道也设置在基座内与真空腔连通,所述真空腔设置在运动导向台顶面上。
进一步的,所述正压供气通道设置在内动子内与气浮面连通,所述负压供气通道也设置在内动子内与真空腔连通,所述真空腔设置在与运动导向台顶面对应的内动子上。
进一步的,所述内动子上摩擦块与工作台之间实现联锁配合。
进一步的,所述内动子上摩擦块与外动子之间实现联锁配合。
进一步的,所述正压供气通道和负压供气通道分别连接有调压阀;所述的外动子与基座之间的支承形式为气体静压支承、液体静压支承、滑动支承或滚动支承的任一种形式。
本发明通过下述另一技术方案实现:
一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,包括步骤:
步骤1气浮面连通外端与供气泵连接,负压供气通道外端与真空泵连接;
步骤2供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道和负压供气通道均开通,内动子浮于基座1上,同时摩擦块与工作台及外动子均保留有5~10μm间隙;摩擦块与工作台或外动子2不发生接触,工作台和外动子相对于基座自由运动;
步骤3断开负压供气通道,继续保持正压供气通道开通,内动子上浮,摩擦块与工作台摩擦接触,内动子与工作台发生联锁,内动子与工作台及外动子同步运动。
进一步的,所述步骤3为,断开正压供气通道,负压供气通道保持开通,内动子下浮,摩擦块与外动子摩擦接触,内动子与外动子发生联锁,内动子与工作台及外动子同步运动。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明一种基于气压控制的联锁结构的转动结构立体示意图;
图2为本发明一种基于气压控制的联锁结构的转动结构剖视示意图;
图3为本发明一种基于气压控制的联锁结构的直线滑动结构立体示意图;
图4为本发明一种基于气压控制的联锁结构的直线滑动结构剖视示意图;
附图中标记及对应的零部件名称:
1-基座,2-外动子,3-工作台,4-内动子,5-摩擦块,6-运动导向台,7-气浮面,8-正压供气通道,9-真空腔,10-负压供气通道,11-上摩擦面,12-下摩擦面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-2所示,本发明一种基于气压控制的联锁结构,包括基座1、外动子2、工作台3、内动子4及摩擦块5,所述基座1上运动导向台6,所述外动子2配合设置在运动导向台6外侧,所述内动子4插设在运动导向台内,工作台3为环形凹型结构,工作台3固定连接于外动子2上方,工作台3将内动子4罩着扣在外动子2上,所述摩擦块5固定设置在内动子4上;在运动导向台6与内动子4之间整个接触面上设有气浮面7,气浮面7是相对密闭的空间,气浮面7连通有正压供气通道8,运动导向台6顶面与内动子4之间设有真空腔9,真空腔9也是相对密闭的空间,真空腔9连通有负压供气通道10。
运动导向台6为设置在基座1上的环套结构,所述外动子2、工作台3和内动子4为转动件,外动子2套在运动导向台6上,内动子4为环形凸型结构,内动子4下端部插设在运动导向台6的套筒内,运动导向台6顶面与内动子4之间设有的气浮面7为环型面,所述真空腔9为环型槽。
所述正压供气通道8设置在基座1内与气浮面7连通,所述负压供气通道10也设置在基座1内与真空腔9连通,所述真空腔9设置在运动导向台6顶面上。所述正压供气通道8和负压供气通道10分别连接有调压阀(附图未显示);所述的外动子2与基座1之间的支承形式为气体静压支承、液体静压支承、滑动支承或滚动支承的任一种形式。所述内动子4上摩擦块5与工作台3之间通过上摩擦面11连接实现联锁配合。
本发明联锁方法为:气浮面连通8外端与供气泵连接,负压供气通道10外端与真空泵连接;真空泵可以为真空发生器等能够产生负压的器件。供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道8和负压供气通道10均开通,内动子4浮于基座1上,同时摩擦块5与工作台3及外动子2均保留有5~10μm间隙;摩擦块5与工作台3或外动子2不发生接触,工作台3和外动子2相对于基座1自由运动;断开负压供气通道10,继续保持正压供气通道8开通,内动子4上浮,摩擦块5与工作台3摩擦接触,内动子4与工作台3发生联锁,内动子4与工作台3及外动子2同步旋转运动。
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
实施例2
如图1-2所示,本发明一种基于气压控制的联锁结构,在实施例1的基础上,所述正压供气通道8设置在内动子4内与气浮面7连通,所述负压供气通道10也设置在内动子4内与真空腔9连通,所述真空腔9设置在与运动导向台6顶面对应的内动子4上。内动子4上摩擦块5与外动子2之间通过下摩擦面12连接实现联锁配合。
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
实施例3
如图3-4所示,本发明一种基于气压控制的联锁结构,包括基座1、外动子2、工作台3、内动子4及摩擦块5,所述基座1上运动导向台6,所述外动子2配合设置在运动导向台6外侧,内动子4为凸型结构,所述内动子4插设在运动导向台内,工作台3为凹型结构,工作台3固定连接于外动子2上方,所述摩擦块5固定设置在内动子4上;在运动导向台6与内动子4之间设有气浮面7,气浮面7连通有正压供气通道8,运动导向台6顶面与内动子4之间设有真空腔9,真空腔9连通有负压供气通道10。
运动导向台6为设置在基座1上的两个凸台结构,两个凸台结构(导轨功能)平行设置在基座1上,所述外动子2、工作台3和内动子4为直线滑动动件,内动子4为凸型结构,内动子4的凸起部位插在两个凸台结构之间,每件运动导向台6顶面与内动子4之间设有的气浮面7为条型面,所述真空腔9为条型槽。所述正压供气通道8设置在基座1内与气浮面7连通,所述负压供气通道10也设置在基座1内与真空腔9连通,所述真空腔9设置在运动导向台6顶面上。所述正压供气通道8和负压供气通道10分别连接有调压阀;所述的外动子2与基座1之间的支承形式为气体静压支承、液体静压支承、滑动支承或滚动支承的任一种形式。外动子2与基座1之间的支承形式采用可以减小摩擦力,所述内动子4上摩擦块5与工作台3之间实现联锁配合。
本发明联锁方法为:气浮面连通8外端与供气泵连接,负压供气通道10外端与真空泵连接;供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道8和负压供气通道10均开通,内动子4浮于基座1上,同时摩擦块5与工作台3及外动子2均保留有5~10μm间隙;摩擦块5与工作台3或外动子2不发生接触,工作台3和外动子2相对于基座1自由运动;断开正压供气通道8,负压供气通道10保持开通,并通过真空吸紧,内动子4下浮,摩擦块5与外动子2摩擦接触,内动子4与外动子2发生联锁,内动子4与工作台3及外动子2同步直线水平滑行运动。
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
实施例4
如图3-4所示,本发明一种基于气压控制的联锁结构,在实施例3的基础上,,所述正压供气通道8设置在内动子4内与气浮面7连通,所述负压供气通道10也设置在内动子4内与真空腔9连通,所述真空腔9设置在与运动导向台6顶面对应的内动子4上。内动子4上摩擦块5与外动子2之间实现联锁配合。
本发明一种基于气压控制的联锁结构,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
实施例5
如图1-2或3-4所示,本发明一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,包括步骤:
步骤1气浮面连通8外端与供气泵连接,负压供气通道10外端与真空泵连接;真空泵可以为真空发生器等能够产生负压的器件。
步骤2供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道8和负压供气通道10均开通,内动子4浮于基座1上,同时摩擦块5与工作台3及外动子2均保留有5~10μm间隙;摩擦块5与工作台3或外动子2不发生接触,工作台3和外动子2相对于基座1自由运动;
步骤3断开负压供气通道10,继续保持正压供气通道8开通,内动子4上浮,摩擦块5与工作台3摩擦接触,内动子4与工作台3发生联锁,内动子4与工作台3及外动子2同步运动。
本发明一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
实施例6
如图1-2或3-4所示,本发明一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,包括步骤:
步骤1气浮面连通8外端与供气泵连接,负压供气通道10外端与真空泵连接;
步骤2供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道8和负压供气通道10均开通,使进气和出气形成平衡,内动子4浮于基座1上,同时摩擦块5与工作台3及外动子2均保留有5~10μm间隙;摩擦块5与工作台3或外动子2不发生接触,工作台3和外动子2相对于基座1自由运动;
所述步骤3为,断开正压供气通道8,负压供气通道10保持开通,并通过真空吸紧,内动子4下浮,摩擦块5与外动子2摩擦接触,内动子4与外动子2发生联锁,内动子4与工作台3及外动子2同步运动。
本发明一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,利用正、负压的开闭,实现了两个运动部件接触和非接触状态的转化,从而实现了运动部件之间的联锁与解锁。该结构没有增加外部执行机构,完全利用了内动子的气浮支承形式,仅在此基础上增加了负压的调节,不改变原有结构。整体结构简单轻巧,控制方便,连接可靠,同时可适用于回转运动机构和直线运动机构。该联锁结构为高精度运动定位提供了很好的基础条件,具有很高的实用价值。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于气压控制的联锁结构,包括基座(1)、外动子(2)、工作台(3)、内动子(4)及摩擦块(5),其特征在于:所述基座(1)上设置有运动导向台(6),所述外动子(2)配合设置在运动导向台(6)外侧,所述内动子(4)插设在运动导向台内,工作台(3)固定连接于外动子(2)上方,所述摩擦块(5)固定设置在内动子(4)上;
在运动导向台(6)与内动子(4)之间设有气浮面(7),气浮面(7)连通有正压供气通道(8),运动导向台(6)顶面与内动子(4)之间设有真空腔(9),真空腔(9)连通有负压供气通道(10)。
2.根据权利要求1所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述运动导向台(6)为设置在基座(1)上的两个凸台结构,所述外动子(2)、工作台(3)和内动子(4)为直线滑动动件,每件运动导向台(6)顶面与内动子(4)之间设有的气浮面(7)为条型面,所述真空腔(9)为条型槽。
3.根据权利要求1所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述运动导向台(6)为设置在基座(1)上的环套结构,所述外动子(2)、工作台(3)和内动子(4)为转动件,运动导向台(6)顶面与内动子(4)之间设有的气浮面(7)为环型面,所述真空腔(9)为环型槽。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述正压供气通道(8)设置在基座(1)内与气浮面(7)连通,所述负压供气通道(10)也设置在基座(1)内与真空腔(9)连通,所述真空腔(9)设置在运动导向台(6)顶面上。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述正压供气通道(8)设置在内动子(4)内与气浮面(7)连通,所述负压供气通道(10)也设置在内动子(4)内与真空腔(9)连通,所述真空腔(9)设置在与运动导向台(6)顶面对应的内动子(4)上。
6.根据权利要求2或3所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述内动子(4)上摩擦块(5)与工作台(3)之间实现联锁配合。
7.根据权利要求2或3所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述内动子(4)上摩擦块(5)与外动子(2)之间实现联锁配合。
8.根据权利要求2或3所述的一种基于气压控制的联锁结构,其特征在于:所述正压供气通道(8)和负压供气通道(10)分别连接有调压阀;所述的外动子(2)与基座(1)之间的支承形式为气体静压支承、液体静压支承、滑动支承或滚动支承的任一种形式。
9.一种基于气压控制联锁结构的联锁方法,其特征在于,采用权利要求1~6和8中任意一项所述的基于气压控制的联锁结构,包括步骤:
步骤1)气浮面(7)连通外端与供气泵连接,负压供气通道(10)外端与真空泵连接;
步骤2)供气泵和真空泵同时开启,正压供气通道(8)和负压供气通道(10)均开通,内动子(4)浮于基座(1)上,同时摩擦块(5)与工作台(3)及外动子(2)均保留有5~10μm间隙;摩擦块(5)与工作台(3)或外动子(2)不发生接触,工作台(3)和外动子(2)相对于基座(1)自由运动;
步骤3)断开负压供气通道(10),继续保持正压供气通道(8)开通,内动子(4)上浮,摩擦块(5)与工作台(3)摩擦接触,内动子(4)与工作台(3)发生联锁,内动子(4)与工作台(3)及外动子(2)同步运动。
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