CN110005821A - 一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航天地面模拟试验技术领域，更具体的说是一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置,包括气封套、横向两自由度传动轴、密封装置、连接装置、纵向平面移动气浮、底座气浮、高低温箱和纵向平面三角吊钩装置，横向传动轴具有绕轴线旋转与沿轴线纵向运动两个自由度，在气封套和横向两自由度传动轴之间形成稳定的气膜，输出的干燥无尘气体的气压大于高低温箱中的气压，避免高低温箱中的干燥无尘气体的溢出，达到密封效果；平面三角吊钩装置通过供气设备对平面三角吊钩装置和纵向平面移动气浮之间的间隙Ⅲ内提供气压，底座气浮和纵向平面移动气浮之间间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮浮在底座气浮上。

Description

一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置

技术领域

本发明涉及航天地面模拟试验技术领域，更具体的说是一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置。

背景技术

横置穿箱轴在航天设备的地面模拟装置中应用比较广泛。由于要尽量模拟太空中的环境，保持住高低温箱内部的湿度、露点温度，内部的洁净度等，如果采用传统的轴密封圈或者通过液油等方式密封，其不能解决传动轴横置时重力对高低温箱内设备运行带来的影响，同时传统的密封方式容易在传动轴运行过程与传动轴之间产生摩擦，使测试结果失真。因此，需提供一种气密性好、无污染、能抵抗穿箱轴重力、多自由度的高低温箱横置穿箱轴密封装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，可以提供一种气密性好、无污染、能抵消气封套与横向两自由度传动轴重力、多自由度的高低温箱横置穿箱轴密封装置。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，包括气封套、横向两自由度传动轴、密封装置、连接装置、纵向平面移动气浮、底座气浮、高低温箱和纵向平面三角吊钩装置，所述横向两自由度传动轴套装在气封套内，横向传动轴具有绕轴线旋转与沿轴线纵向运动两个自由度，传动轴和气封套之间形成间隙Ⅰ，气封套通过供气设备向间隙Ⅰ内提供气压，间隙Ⅰ内的气压高于高低温箱内的气压，密封装置的内侧固定连接在气封套上，密封装置的外侧固定连接在连接装置上，连接装置上固定连接有纵向平面移动气浮，高低温箱上固定连接有底座气浮，纵向平面移动气浮和底座气浮之间形成间隙Ⅱ，纵向平面移动气浮和底座气浮均通过供气设备向间隙Ⅱ内提供气压，高低温箱上固定连接有纵向平面三角吊钩装置，纵向平面三角吊钩装置的内侧和纵向平面移动气浮之间形成间隙Ⅲ，纵向平面三角吊钩装置通过供气设备向间隙Ⅲ内提供气压，间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮浮在底座气浮侧端的竖直面上。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述气封套包括气封套体、安装凸台、凹槽、传输通道、输出孔Ⅰ、输气管Ⅰ和铜套喷嘴Ⅰ，气封套体的上端一体成型有安装凸台，气封套体上设置有凹槽，传输通道设置有多个，多个传输通道均沿凹槽的圆周均匀分布，每个传输通道内均连通有两个输出孔Ⅰ，气封套体和横向两自由度传动轴之间形成间隙Ⅰ，多个输出孔Ⅰ的内端均和间隙Ⅰ连通，多个输出孔Ⅰ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅰ，凹槽内设置有输气管Ⅰ，输气管Ⅰ上连接有供气设备。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述多个输出孔Ⅰ均与横向两自由度传动轴的轴线方向垂直设置，每一个输出孔Ⅰ均以横向两自由度传动轴轴线为中心对称设置有另一个输出孔Ⅰ。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述密封装置包括气封套法兰盘和密封套，螺钉Ⅰ依次穿过套法兰盘和密封套固定连接在气封套体上，密封套和气封套体接触将凹槽密封，输气管Ⅰ穿过气封套法兰盘和密封套和凹槽连通。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述连接装置包括垫圈Ⅰ、垫圈Ⅱ和圆环状橡胶，螺栓Ⅰ依次穿过垫圈Ⅰ和圆环状橡胶固定连接在安装凸台上。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述纵向平面移动气浮包括移动气浮盖、移动气浮、密封橡胶环Ⅰ、传输通道Ⅰ、输气管Ⅱ、输出孔Ⅱ、铜套喷嘴Ⅱ、限位挡环、吊钩悬浮凸台、大理石和磁铁Ⅰ，螺栓Ⅱ依次穿过垫圈Ⅱ和圆环状橡胶固定连接在安装凸台上，螺栓Ⅲ依次穿过移动气浮、移动气浮盖和圆环状橡胶固定连接在垫圈Ⅱ上，移动气浮盖和移动气浮之间设置有两个密封橡胶环Ⅰ，移动气浮上设置有传输通道Ⅰ，两个密封橡胶环Ⅰ均和传输通道Ⅰ同轴设置，传输通道Ⅰ的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅰ之间，输出孔Ⅱ设置有多个，多个输出孔Ⅱ均沿传输通道Ⅰ周向均匀分布，多个输出孔Ⅱ均和传输通道Ⅰ连通，多个输出孔Ⅱ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅱ，输气管Ⅱ穿过移动气浮盖和传输通道Ⅰ连通，输气管Ⅱ上连接有供气设备，移动气浮下端的内侧固定连接有限位挡环，移动气浮盖上固定连接有吊钩悬浮凸台，移动气浮盖上固定连接有大理石，吊钩悬浮凸台的内侧固定连接有磁铁Ⅰ。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述底座气浮包括底座、底座气浮、密封橡胶环Ⅱ、传输通道Ⅱ、输气管Ⅲ、输出孔Ⅲ和铜套喷嘴Ⅲ，螺钉Ⅱ依次穿过底座和底座气浮固定连接在高低温箱上，底座和底座气浮之间设置有两个密封橡胶环Ⅱ，底座上设置有传输通道Ⅱ，两个密封橡胶环Ⅱ均和传输通道Ⅱ同轴设置，传输通道Ⅱ的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅱ之间，输气管Ⅲ穿过底座和传输通道Ⅱ连通，输气管Ⅲ上连接有供气设备，输出孔Ⅲ设置有多个，多个输出孔Ⅲ均沿传输通道Ⅱ周向均匀分布，多个输出孔Ⅲ均和传输通道Ⅱ连通，多个输出孔Ⅲ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅲ，底座和移动气浮之间形成间隙Ⅱ，多个输出孔Ⅲ的轴向均相对传输通道Ⅱ垂直设置，底座气浮的内直径和高低温箱的内直径相等，多个输出孔Ⅱ的轴向均相对传输通道Ⅰ垂直设置，相对传输通道Ⅰ的内直径大于传输通道Ⅱ的外直径。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述限位挡环左端的竖直位置位于底座气浮右端竖直位置的左侧。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述纵向平面三角吊钩装置包括伺服电机Ⅰ、丝杆Ⅰ、移动板、移动平台、同步带、吊钩、输气管Ⅳ、输气槽、输出孔Ⅳ、铜套喷嘴、伺服电机Ⅱ、丝杆Ⅱ、滑动平台、丝杆螺母座和磁铁Ⅱ，伺服电机Ⅰ设置有两个，两个电机Ⅰ均固定连接在高低温箱上，两个电机Ⅰ的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅰ，两个丝杆Ⅰ上均通过螺纹连接有移动板，两个移动板分别固定连接在移动平台的两端，移动平台上固定连接有伺服电机Ⅲ，伺服电机Ⅲ的输出轴上传动连接有同步带，同步带上固定连接有吊钩，伺服电机Ⅱ设置有两个，两个伺服电机Ⅱ的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅱ，两个丝杆Ⅱ上均通过螺纹连接有丝杆螺母座，滑动平台设置有两个，两个丝杆螺母座分别固定连接在两个滑动平台上，两个丝杆螺母座上均固定连接有吊钩，吊钩设置有三个，三个吊钩上均连接有输气管Ⅳ，三个输气管Ⅳ上均连接有连接有供气设备，三个吊钩上均连接有输气槽，三个输气管Ⅳ分别和三个输气槽连通，三个吊钩上均设置有多个输出孔Ⅳ，每个输出孔Ⅳ内均固定连接有铜套喷嘴Ⅲ，每个铜套喷嘴Ⅲ的一端均和对应的输气槽连通，每个铜套喷嘴Ⅲ的出口端均为大理石，三个吊钩的外侧均固定连接有磁铁Ⅱ，三个磁铁Ⅱ均和磁铁Ⅰ相对应，三个吊钩和吊钩悬浮凸台之间存在间隙Ⅲ。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，所述三个吊钩在纵向平面移动气浮的右侧呈正三角形设置。

本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置的有益效果为：

本发明一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，可以通过外界供气设备提供高压无尘干燥气体，在气封套和横向两自由度传动轴之间形成稳定的、厚度均匀的气膜，输出的干燥无尘气体的气压大于高低温箱中的气压，从而避免高低温箱中的干燥无尘气体的溢出，达到密封效果；平面三角吊钩装置通过供气设备对平面三角吊钩装置和纵向平面移动气浮之间的间隙Ⅲ内提供气压，底座气浮和纵向平面移动气浮之间间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮浮在底座气浮上，使气封套在高低温箱侧面横向平面内进行两自由度的自由移动。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置整体结构示意图；

图2是本发明的高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置右视图结构示意图；

图3是本发明的高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置局部结构示意图一；

图4是本发明的高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置局部结构示意图二；

图5是本发明的A局部放大图结构示意图；

图6是本发明的气封套结构示意图；

图7是本发明的B局部放大图结构示意图；

图8是本发明的密封装置结构示意图；

图9是本发明的连接装置结构示意图；

图10是本发明的纵向平面移动气浮结构示意图；

图11是本发明的D局部放大图结构示意图；

图12是本发明的底座气浮结构示意图；

图13是本发明的E局部放大图结构示意图；

图14是本发明的纵向平面三角吊钩装置结构示意图；

图15是本发明的H局部放大图结构示意图。

图中：气封套1；气封套体1-1；安装凸台1-2；凹槽1-3；传输通道1-4；输出孔Ⅰ1-5；输气管Ⅰ1-6；铜套喷嘴Ⅰ1-7；横向两自由度传动轴2；密封装置3；气封套法兰盘3-1；密封套3-2；连接装置4；垫圈Ⅰ4-1；垫圈Ⅱ4-2；圆环状橡胶4-3；纵向平面移动气浮5；移动气浮盖5-1；移动气浮5-2；密封橡胶环Ⅰ5-3；传输通道Ⅰ5-4；输气管Ⅱ5-5；输出孔Ⅱ5-6；铜套喷嘴Ⅱ5-7；限位挡环5-8；吊钩悬浮凸台5-9；大理石5-10；磁铁Ⅰ5-11；底座气浮6；底座6-1；底座气浮6-2；密封橡胶环Ⅱ6-3；传输通道Ⅱ6-4；输气管Ⅲ6-5；输出孔Ⅲ6-6；铜套喷嘴Ⅲ6-7；高低温箱7；纵向平面三角吊钩装置8；伺服电机Ⅰ8-1；丝杆Ⅰ8-2；移动板8-3；移动平台8-4；同步带8-5；吊钩8-6；输气管Ⅳ8-7；输气槽8-8；输出孔Ⅳ8-9；铜套喷嘴Ⅲ8-10；伺服电机Ⅱ8-11；丝杆Ⅱ8-12；滑动平台8-13；丝杆螺母座8-14；磁铁Ⅱ8-15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中,需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中,除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

具体实施方式一：

下面结合图1-15说明本实施方式，一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，包括气封套1、横向两自由度传动轴2、密封装置3、连接装置4、纵向平面移动气浮5、底座气浮6、高低温箱7和纵向平面三角吊钩装置8，所述横向两自由度传动轴2套装在气封套1内，传动轴2和气封套1之间形成间隙Ⅰ，气封套1通过供气设备向间隙Ⅰ内提供气压，间隙Ⅰ内的气压高于高低温箱7内的气压，密封装置3的内侧固定连接在气封套1上，密封装置3的外侧固定连接在连接装置4上，连接装置4上固定连接有纵向平面移动气浮5，高低温箱7上固定连接有底座气浮6，纵向平面移动气浮5和底座气浮6之间形成间隙Ⅱ，纵向平面移动气浮5和底座气浮6均通过供气设备向间隙Ⅱ内提供气压，高低温箱7上固定连接有纵向平面三角吊钩装置8，纵向平面三角吊钩装置8的内侧和纵向平面移动气浮5之间形成间隙Ⅲ，纵向平面三角吊钩装置8通过供气设备向间隙Ⅲ内提供气压，间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮5浮在底座气浮6侧端的竖直面上；可以通过外界供气设备提供高压无尘干燥气体，在气封套1和横向两自由度传动轴2之间形成稳定的、厚度均匀的气膜，输出的干燥无尘气体的气压大于高低温箱7中的气压，从而避免高低温箱7中的干燥无尘气体的溢出，达到密封效果；平面三角吊钩装置8通过供气设备对平面三角吊钩装置8和纵向平面移动气浮5之间的间隙Ⅲ内提供气压，底座气浮6和纵向平面移动气浮5之间间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮5浮在底座气浮6上，使气封套1在高低温箱7侧面横向平面内进行两自由度的自由移动，从而能够降低航天及航天地面模拟装置中对横向两自由度传动轴2的安装精度的要求；除此以外，本发明具有结构简单、重量轻、没有摩擦、能抵消气封套1与横向两自由度传动轴2重力、多自由度以及不会造成污染等优点。

具体实施方式二：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述气封套1包括气封套体1-1、安装凸台1-2、凹槽1-3、传输通道1-4、输出孔Ⅰ1-5、输气管Ⅰ1-6和铜套喷嘴Ⅰ1-7，气封套体1-1的上端一体成型有安装凸台1-2，气封套体1-1上设置有凹槽1-3，传输通道1-4设置有多个，多个传输通道1-4均沿凹槽1-3的圆周均匀分布，每个传输通道1-4内均连通有两个输出孔Ⅰ1-5，气封套体1-1和横向两自由度传动轴2之间形成间隙Ⅰ，多个输出孔Ⅰ1-5的内端均和间隙Ⅰ连通，多个输出孔Ⅰ1-5内均固定连接有铜套喷嘴Ⅰ1-7，凹槽1-3内设置有输气管Ⅰ1-6，输气管Ⅰ1-6上连接有供气设备；外界供气设备将干燥、纯净的气体通过输气管Ⅰ1-6进入到气封套1的凹槽1-3内，凹槽1-3通过密封装置3完全密封，传输通道1-4沿凹槽1-3的圆周均匀分布，每个传输通道1-4内均连通有两个输出孔Ⅰ1-5，输出孔Ⅰ1-5出口端为气封套1的内壁，传输通道1-4的长度小于气封套1的长度，与气封套1的底端封死，另一端与密封装置3紧密接触，防止密封气体泄漏；传输通道1-4靠向横向两自由度传动轴2的一侧设有输出孔Ⅰ1-5，输出孔Ⅰ1-5轴向方向与传传输通道1-4轴向垂直，输出孔Ⅰ1-5的一端与传输通道相连，输出孔Ⅰ1-5的另外一端与横向两自由度传动轴2的外壁形成相隔一个0.1mm至0.2mm的气膜；输出孔Ⅰ1-5的内部设有孔径为0.2mm的铜套喷嘴Ⅰ1-7，输出孔Ⅰ1-5沿传输通道1-4轴向方向设置两个；每一个输出孔Ⅰ1-5均以横向两自由度传动轴2轴线为中心对称设置有另一个输出孔Ⅰ1-5，在通过输出气体对横向两自由度传动轴2进行密封的过程中同时也保证输出气体对传动轴的作用力均衡。

具体实施方式三：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述多个输出孔Ⅰ1-5均与横向两自由度传动轴2的轴线方向垂直设置，每一个输出孔Ⅰ1-5均以横向两自由度传动轴2轴线为中心对称设置有另一个输出孔Ⅰ1-5。

具体实施方式四：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述密封装置3包括气封套法兰盘3-1和密封套3-2，螺钉Ⅰ依次穿过套法兰盘3-1和密封套3-2固定连接在气封套体1-1上，密封套3-2和气封套体1-1接触将凹槽1-3密封，输气管Ⅰ1-6穿过气封套法兰盘3-1和密封套3-2和凹槽1-3连通。

具体实施方式五：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述连接装置4包括垫圈Ⅰ4-1、垫圈Ⅱ4-2和圆环状橡胶4-3，螺栓Ⅰ依次穿过垫圈Ⅰ4-1和圆环状橡胶4-3固定连接在安装凸台1-2上；横向两自由度传动轴2在横向存在两个自由度，横向两自由度传动轴2既可以在横向自由移动，同时横向两自由度传动轴2还可以绕着自身轴线旋转；横向两自由度传动轴2穿过气封套1与高低温箱7内部相通，气封套1通过连接装置4与横向移动气浮5连为一体，连接装置4的垫圈Ⅰ4-1的外径与垫圈Ⅱ4-2的内径至少相距5cm，垫圈Ⅰ4-1与垫圈Ⅱ4-2之间通过圆环状橡胶4-3连接，在航天地面模拟试验过程中，可以通过圆环状橡胶4-3减小气封套1和横向两自由度传动轴2在安装过程中由于装配误差所带来的影响。

具体实施方式六：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述纵向平面移动气浮5包括移动气浮盖5-1、移动气浮5-2、密封橡胶环Ⅰ5-3、传输通道Ⅰ5-4、输气管Ⅱ5-5、输出孔Ⅱ5-6、铜套喷嘴Ⅱ5-7、限位挡环5-8、吊钩悬浮凸台5-9、大理石5-10和磁铁Ⅰ5-11，螺栓Ⅱ依次穿过垫圈Ⅱ4-2和圆环状橡胶4-3固定连接在安装凸台1-2上，螺栓Ⅲ依次穿过移动气浮5-2、移动气浮盖5-1和圆环状橡胶4-3固定连接在垫圈Ⅱ4-2上，移动气浮盖5-1和移动气浮5-2之间设置有两个密封橡胶环Ⅰ5-3，移动气浮5-2上设置有传输通道Ⅰ5-4，两个密封橡胶环Ⅰ5-3均和传输通道Ⅰ5-4同轴设置，传输通道Ⅰ5-4的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅰ5-3之间，输出孔Ⅱ5-6设置有多个，多个输出孔Ⅱ5-6均沿传输通道Ⅰ5-4周向均匀分布，多个输出孔Ⅱ5-6均和传输通道Ⅰ5-4连通，多个输出孔Ⅱ5-6内均固定连接有铜套喷嘴Ⅱ5-7，输气管Ⅱ5-5穿过移动气浮盖5-1和传输通道Ⅰ5-4连通，输气管Ⅱ5-5上连接有供气设备，移动气浮5-2下端的内侧固定连接有限位挡环5-8，移动气浮盖5-1上固定连接有吊钩悬浮凸台5-9，移动气浮盖5-1上固定连接有大理石5-10，吊钩悬浮凸台5-9的内侧固定连接有磁铁Ⅰ5-11。

具体实施方式七：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述底座气浮6包括底座6-1、底座气浮6-2、密封橡胶环Ⅱ6-3、传输通道Ⅱ6-4、输气管Ⅲ6-5、输出孔Ⅲ6-6和铜套喷嘴Ⅲ6-7，螺钉Ⅱ依次穿过底座6-1和底座气浮6-2固定连接在高低温箱7上，底座6-1和底座气浮6-2之间设置有两个密封橡胶环Ⅱ6-3，底座6-1上设置有传输通道Ⅱ6-4，两个密封橡胶环Ⅱ6-3均和传输通道Ⅱ6-4同轴设置，传输通道Ⅱ6-4的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅱ6-3之间，输气管Ⅲ6-5穿过底座6-1和传输通道Ⅱ6-4连通，输气管Ⅲ6-5上连接有供气设备，输出孔Ⅲ6-6设置有多个，多个输出孔Ⅲ6-6均沿传输通道Ⅱ6-4周向均匀分布，多个输出孔Ⅲ6-6均和传输通道Ⅱ6-4连通，多个输出孔Ⅲ6-6内均固定连接有铜套喷嘴Ⅲ6-7，底座6-1和移动气浮5-2之间形成间隙Ⅱ，多个输出孔Ⅲ6-6的轴向均相对传输通道Ⅱ6-4垂直设置，底座气浮6-2的内直径和高低温箱7的内直径相等，多个输出孔Ⅱ5-6的轴向均相对传输通道Ⅰ5-4垂直设置，相对传输通道Ⅰ5-4的内直径大于传输通道Ⅱ6-4的外直径；纵向平面移动气浮5通过输气管Ⅱ5-5一端与外界供气设备相通，输气管Ⅱ5-5的另一端与传输通道Ⅰ5-4相通，传输通道Ⅰ5-4沿纵向平面移动气浮5的圆周方向均匀分布输出孔Ⅱ5-6，输出孔Ⅱ5-6的气体输出端为底座气浮6，底座气浮6通过螺钉Ⅱ固定在高低温箱7上，输气管Ⅲ6-5一端与外界供气设备相通，输气管Ⅲ6-5的另一端与传输通道Ⅱ6-4相通，传输通道Ⅱ6-4沿底座气浮6的圆周方向均匀分布输出孔Ⅲ6-6，输出孔Ⅲ6-6的气体输出端为纵向平面移动气浮5，通过外界供气设备使纵向平面移动气浮5与底座气浮6相互吹气，在间隙Ⅱ内形成气压。

具体实施方式八：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述限位挡环5-8左端的竖直位置位于底座气浮6-2右端竖直位置的左侧；限位挡环5-8可以在自由移动的过程中对纵向平面移动气浮5平面移动范围进行限制，保证本装置时刻处在最佳气密性条件下工作。

具体实施方式九：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述纵向平面三角吊钩装置8包括伺服电机Ⅰ8-1、丝杆Ⅰ8-2、移动板8-3、移动平台8-4、同步带8-5、吊钩8-6、输气管Ⅳ8-7、输气槽8-8、输出孔Ⅳ8-9、铜套喷嘴Ⅲ8-10、伺服电机Ⅱ8-11、丝杆Ⅱ8-12、滑动平台8-13、丝杆螺母座8-14和磁铁Ⅱ8-15，伺服电机Ⅰ8-1设置有两个，两个电机Ⅰ8-1均固定连接在高低温箱7上，两个电机Ⅰ8-1的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅰ8-2，两个丝杆Ⅰ8-2上均通过螺纹连接有移动板8-3，两个移动板8-3分别固定连接在移动平台8-4的两端，移动平台8-4上固定连接有伺服电机Ⅲ，伺服电机Ⅲ的输出轴上传动连接有同步带8-5，同步带8-5上固定连接有吊钩8-6，伺服电机Ⅱ8-11设置有两个，两个伺服电机Ⅱ8-11的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅱ8-12，两个丝杆Ⅱ8-12上均通过螺纹连接有丝杆螺母座8-14，滑动平台8-13设置有两个，两个丝杆螺母座8-14分别固定连接在两个滑动平台8-13上，两个丝杆螺母座8-14上均固定连接有吊钩8-6，吊钩8-6设置有三个，三个吊钩8-6上均连接有输气管Ⅳ8-7，三个输气管Ⅳ8-7上均连接有连接有供气设备，三个吊钩8-6上均连接有输气槽8-8，三个输气管Ⅳ8-7分别和三个输气槽8-8连通，三个吊钩8-6上均设置有多个输出孔Ⅳ8-9，每个输出孔Ⅳ8-9内均固定连接有铜套喷嘴8-10，每个铜套喷嘴Ⅲ8-10的一端均和对应的输气槽8-8连通，每个铜套喷嘴Ⅲ8-10的出口端均为大理石5-10，三个吊钩8-6的外侧均固定连接有磁铁Ⅱ8-15，三个磁铁Ⅱ8-15均和磁铁Ⅰ5-11相对应，三个吊钩8-6和吊钩悬浮凸台5-9之间存在间隙Ⅲ；伺服电机Ⅰ8-1转动时，伺服电机Ⅰ8-1的输出轴带动丝杆Ⅰ8-2以自身轴线为中心进行转动，丝杆Ⅰ8-2带动移动板8-3在丝杆Ⅰ8-2的轴线方向上进行运动，两个移动板8-3带动移动平台8-4在丝杆Ⅰ8-2的轴线方向上进行运动，伺服电机Ⅲ转动时带动同步带8-5进行运动，同步带8-5带动其上固定连接的吊钩8-6进行运动，改变同步带8-5上吊钩8-6的相对位置，伺服电机Ⅱ8-11转动时，伺服电机Ⅱ8-11的输出轴带动丝杆Ⅱ8-12以自身轴线为中心进行转动，丝杆Ⅱ8-12带动丝杆螺母座8-14在丝杆Ⅱ8-12的轴线方向上进行运动，丝杆螺母座8-14带动其上固定连接的吊钩8-6进行运动，改变同步带8-5上吊钩8-6的相对位置，三个吊钩8-6的相对位置改变带动纵向平面移动气浮5在底座气浮6上位置的改变，通过磁铁Ⅱ8-15和磁铁Ⅰ5-11之间产生的磁力使得三个不吊钩8-6均不与吊钩悬浮凸台5-9接触；通过纵向平面三角吊钩装置8平衡气封套1和纵向平面移动气浮5的重力，同时外界供气设备提供干燥无尘的气体，通过三个吊钩8-6外壁上的输气管Ⅳ8-7进入输气槽8-8内，从铜套喷嘴Ⅲ8-10均匀喷出在间隙Ⅲ内形成气压，平衡纵向平面移动气浮5在水平方向受到由底座气浮6传递的气压，使纵向平面移动气浮5和气封套1能够稳定在竖直方向。

具体实施方式九：

下面结合图1-15说明本实施方式，所述三个吊钩8-6在纵向平面移动气浮5的右侧呈正三角形设置；如图2所示三个吊钩8-6在纵向平面移动气浮5的右侧呈正三角形设置，纵向平面三角吊钩装置8能够平衡气封套1和纵向平面移动气浮5的重力和水平方向由底座气浮6提供的气压使纵向平面移动气浮5和气封套1稳定在竖直方向。

本发明的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其工作原理为：

可以通过外界供气设备提供高压无尘干燥气体，在气封套1和横向两自由度传动轴2之间形成稳定的、厚度均匀的气膜，输出的干燥无尘气体的气压大于高低温箱7中的气压，从而避免高低温箱7中的干燥无尘气体的溢出，达到密封效果；平面三角吊钩装置8通过供气设备对平面三角吊钩装置8和纵向平面移动气浮5之间的间隙Ⅲ内提供气压，底座气浮6和纵向平面移动气浮5之间间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮5浮在底座气浮6上，使气封套1在高低温箱7侧面横向平面内进行两自由度的自由移动，从而能够降低航天及航天地面模拟装置中对横向两自由度传动轴2的安装精度的要求；除此以外，本发明具有结构简单、重量轻、没有摩擦、多自由度以及不会造成污染等优点；横向两自由度传动轴2在横向存在两个自由度，横向两自由度传动轴2既可以在横向自由移动，同时横向两自由度传动轴2还可以绕着自身轴线旋转；横向两自由度传动轴2穿过气封套1与高低温箱7内部相通，气封套1通过连接装置4与横向移动气浮5连为一体，连接装置4的垫圈Ⅰ4-1的外径与垫圈Ⅱ4-2的内径至少相距5cm，垫圈Ⅰ4-1与垫圈Ⅱ4-2之间通过圆环状橡胶4-3连接，在航天地面模拟试验过程中，可以通过圆环状橡胶4-3减小气封套1和横向两自由度传动轴2在安装过程中由于装配误差所带来的影响；纵向平面移动气浮5通过输气管Ⅱ5-5一端与外界供气设备相通，输气管Ⅱ5-5的另一端与传输通道Ⅰ5-4相通，传输通道Ⅰ5-4沿纵向平面移动气浮5的圆周方向均匀分布输出孔Ⅱ5-6，输出孔Ⅱ5-6的气体输出端为底座气浮6，底座气浮6通过螺钉Ⅱ固定在高低温箱7上，输气管Ⅲ6-5一端与外界供气设备相通，输气管Ⅲ6-5的另一端与传输通道Ⅱ6-4相通，传输通道Ⅱ6-4沿底座气浮6的圆周方向均匀分布输出孔Ⅲ6-6，输出孔Ⅲ6-6的气体输出端为纵向平面移动气浮5，通过外界供气设备使纵向平面移动气浮5与底座气浮6相互吹气，在间隙Ⅱ内形成气压；伺服电机Ⅰ8-1转动时，伺服电机Ⅰ8-1的输出轴带动丝杆Ⅰ8-2以自身轴线为中心进行转动，丝杆Ⅰ8-2带动移动板8-3在丝杆Ⅰ8-2的轴线方向上进行运动，两个移动板8-3带动移动平台8-4在丝杆Ⅰ8-2的轴线方向上进行运动，伺服电机Ⅲ转动时带动同步带8-5进行运动，同步带8-5带动其上固定连接的吊钩8-6进行运动，改变同步带8-5上吊钩8-6的相对位置，伺服电机Ⅱ8-11转动时，伺服电机Ⅱ8-11的输出轴带动丝杆Ⅱ8-12以自身轴线为中心进行转动，丝杆Ⅱ8-12带动丝杆螺母座8-14在丝杆Ⅱ8-12的轴线方向上进行运动，丝杆螺母座8-14带动其上固定连接的吊钩8-6进行运动，改变同步带8-5上吊钩8-6的相对位置，三个吊钩8-6的相对位置改变带动纵向平面移动气浮5在底座气浮6上位置的改变，通过磁铁Ⅱ8-15和磁铁Ⅰ5-11之间产生的磁力使得三个不吊钩8-6均不与吊钩悬浮凸台5-9接触；通过纵向平面三角吊钩装置8平衡气封套1和纵向平面移动气浮5的重力，同时外界供气设备提供干燥无尘的气体，通过三个吊钩8-6外壁上的输气管Ⅳ8-7进入输气槽8-8内，从铜套喷嘴Ⅲ8-10均匀喷出在间隙Ⅲ内形成气压，平衡纵向平面移动气浮5在水平方向受到由底座气浮6传递的气压，使纵向平面移动气浮5和气封套1能够稳定在竖直方向。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，包括气封套(1)、横向两自由度传动轴(2)、密封装置(3)、连接装置(4)、纵向平面移动气浮(5)、底座气浮(6)、高低温箱(7)和纵向平面三角吊钩装置(8)，其特征在于：所述横向两自由度传动轴(2)套装在气封套(1)内，传动轴(2)和气封套(1)之间形成间隙Ⅰ，气封套(1)通过供气设备向间隙Ⅰ内提供气压，间隙Ⅰ内的气压高于高低温箱(7)内的气压，密封装置(3)的内侧固定连接在气封套(1)上，密封装置(3)的外侧固定连接在连接装置(4)上，连接装置(4)上固定连接有纵向平面移动气浮(5)，高低温箱(7)上固定连接有底座气浮(6)，纵向平面移动气浮(5)和底座气浮(6)之间形成间隙Ⅱ，纵向平面移动气浮(5)和底座气浮(6)均通过供气设备向间隙Ⅱ内提供气压，高低温箱(7)上固定连接有纵向平面三角吊钩装置(8)，纵向平面三角吊钩装置(8)的内侧和纵向平面移动气浮(5)之间形成间隙Ⅲ，纵向平面三角吊钩装置(8)通过供气设备向间隙Ⅲ内提供气压，间隙Ⅱ内的气压和间隙Ⅲ内的气压相平衡推动纵向平面移动气浮(5)浮在底座气浮(6)侧端的竖直面上。

2.根据权利要求1所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述气封套(1)包括气封套体(1-1)、安装凸台(1-2)、凹槽(1-3)、传输通道(1-4)、输出孔Ⅰ(1-5)、输气管Ⅰ(1-6)和铜套喷嘴Ⅰ(1-7)，气封套体(1-1)的上端一体成型有安装凸台(1-2)，气封套体(1-1)上设置有凹槽(1-3)，传输通道(1-4)设置有多个，多个传输通道(1-4)均沿凹槽(1-3)的圆周均匀分布，每个传输通道(1-4)内均连通有两个输出孔Ⅰ(1-5)，气封套体(1-1)和横向两自由度传动轴(2)之间形成间隙Ⅰ，多个输出孔Ⅰ(1-5)的内端均和间隙Ⅰ连通，多个输出孔Ⅰ(1-5)内均固定连接有铜套喷嘴Ⅰ(1-7)，凹槽(1-3)内设置有输气管Ⅰ(1-6)，输气管Ⅰ(1-6)上连接有供气设备。

3.根据权利要求2所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述多个输出孔Ⅰ(1-5)均与横向两自由度传动轴(2)的轴线方向垂直设置，每一个输出孔Ⅰ(1-5)均以横向两自由度传动轴(2)轴线为中心对称设置有另一个输出孔Ⅰ(1-5)。

4.根据权利要求2所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述密封装置(3)包括气封套法兰盘(3-1)和密封套(3-2)，螺钉Ⅰ依次穿过套法兰盘(3-1)和密封套(3-2)固定连接在气封套体(1-1)上，密封套(3-2)和气封套体(1-1)接触将凹槽(1-3)密封，输气管Ⅰ(1-6)穿过气封套法兰盘(3-1)和密封套(3-2)和凹槽(1-3)连通。

5.根据权利要求4所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述连接装置(4)包括垫圈Ⅰ(4-1)、垫圈Ⅱ(4-2)和圆环状橡胶(4-3)，螺栓Ⅰ依次穿过垫圈Ⅰ(4-1)和圆环状橡胶(4-3)固定连接在安装凸台(1-2)上。

6.根据权利要求5所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述纵向平面移动气浮(5)包括移动气浮盖(5-1)、移动气浮(5-2)、密封橡胶环Ⅰ(5-3)、传输通道Ⅰ(5-4)、输气管Ⅱ(5-5)、输出孔Ⅱ(5-6)、铜套喷嘴Ⅱ(5-7)、限位挡环(5-8)、吊钩悬浮凸台(5-9)、大理石(5-10)和磁铁Ⅰ(5-11)，螺栓Ⅱ依次穿过垫圈Ⅱ(4-2)和圆环状橡胶(4-3)固定连接在安装凸台(1-2)上，螺栓Ⅲ依次穿过移动气浮(5-2)、移动气浮盖(5-1)和圆环状橡胶(4-3)固定连接在垫圈Ⅱ(4-2)上，移动气浮盖(5-1)和移动气浮(5-2)之间设置有两个密封橡胶环Ⅰ(5-3)，移动气浮(5-2)上设置有传输通道Ⅰ(5-4)，两个密封橡胶环Ⅰ(5-3)均和传输通道Ⅰ(5-4)同轴设置，传输通道Ⅰ(5-4)的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅰ(5-3)之间，输出孔Ⅱ(5-6)设置有多个，多个输出孔Ⅱ(5-6)均沿传输通道Ⅰ(5-4)周向均匀分布，多个输出孔Ⅱ(5-6)均和传输通道Ⅰ(5-4)连通，多个输出孔Ⅱ(5-6)内均固定连接有铜套喷嘴Ⅱ(5-7)，输气管Ⅱ(5-5)穿过移动气浮盖(5-1)和传输通道Ⅰ(5-4)连通，输气管Ⅱ(5-5)上连接有供气设备，移动气浮(5-2)下端的内侧固定连接有限位挡环(5-8)，移动气浮盖(5-1)上固定连接有吊钩悬浮凸台(5-9)，移动气浮盖(5-1)上固定连接有大理石(5-10)，吊钩悬浮凸台(5-9)的内侧固定连接有磁铁Ⅰ(5-11)。

7.根据权利要求6所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述底座气浮(6)包括底座(6-1)、底座气浮(6-2)、密封橡胶环Ⅱ(6-3)、传输通道Ⅱ(6-4)、输气管Ⅲ(6-5)、输出孔Ⅲ(6-6)和铜套喷嘴Ⅲ(6-7)，螺钉Ⅱ依次穿过底座(6-1)和底座气浮(6-2)固定连接在高低温箱(7)上，底座(6-1)和底座气浮(6-2)之间设置有两个密封橡胶环Ⅱ(6-3)，底座(6-1)上设置有传输通道Ⅱ(6-4)，两个密封橡胶环Ⅱ(6-3)均和传输通道Ⅱ(6-4)同轴设置，传输通道Ⅱ(6-4)的内外直径均位于两个密封橡胶环Ⅱ(6-3)之间，输气管Ⅲ(6-5)穿过底座(6-1)和传输通道Ⅱ(6-4)连通，输气管Ⅲ(6-5)上连接有供气设备，输出孔Ⅲ(6-6)设置有多个，多个输出孔Ⅲ(6-6)均沿传输通道Ⅱ(6-4)周向均匀分布，多个输出孔Ⅲ(6-6)均和传输通道Ⅱ(6-4)连通，多个输出孔Ⅲ(6-6)内均固定连接有铜套喷嘴Ⅲ(6-7)，底座(6-1)和移动气浮(5-2)之间形成间隙Ⅱ，多个输出孔Ⅲ(6-6)的轴向均相对传输通道Ⅱ(6-4)垂直设置，底座气浮(6-2)的内直径和高低温箱(7)的内直径相等，多个输出孔Ⅱ(5-6)的轴向均相对传输通道Ⅰ(5-4)垂直设置，相对传输通道Ⅰ(5-4)的内直径大于传输通道Ⅱ(6-4)的外直径。

8.根据权利要求7所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述限位挡环(5-8)左端的竖直位置位于底座气浮(6-2)右端竖直位置的左侧。

9.根据权利要求8所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述纵向平面三角吊钩装置(8)包括伺服电机Ⅰ(8-1)、丝杆Ⅰ(8-2)、移动板(8-3)、移动平台(8-4)、同步带(8-5)、吊钩(8-6)、输气管Ⅳ(8-7)、输气槽(8-8)、输出孔Ⅳ(8-9)、铜套喷嘴Ⅲ(8-10)、伺服电机Ⅱ(8-11)、丝杆Ⅱ(8-12)、滑动平台(8-13)、丝杆螺母座(8-14)和磁铁Ⅱ(8-15)，伺服电机Ⅰ(8-1)设置有两个，两个电机Ⅰ(8-1)均固定连接在高低温箱(7)上，两个电机Ⅰ(8-1)的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅰ(8-2)，两个丝杆Ⅰ(8-2)上均通过螺纹连接有移动板(8-3)，两个移动板(8-3)分别固定连接在移动平台(8-4)的两端，移动平台(8-4)上固定连接有伺服电机Ⅲ，伺服电机Ⅲ的输出轴上传动连接有同步带(8-5)，同步带(8-5)上固定连接有吊钩(8-6)，伺服电机Ⅱ(8-11)设置有两个，两个伺服电机Ⅱ(8-11)的输出轴上均固定连接有丝杆Ⅱ(8-12)，两个丝杆Ⅱ(8-12)上均通过螺纹连接有丝杆螺母座(8-14)，滑动平台(8-13)设置有两个，两个丝杆螺母座(8-14)分别固定连接在两个滑动平台(8-13)上，两个丝杆螺母座(8-14)上均固定连接有吊钩(8-6)，吊钩(8-6)设置有三个，三个吊钩(8-6)上均连接有输气管Ⅳ(8-7)，三个输气管Ⅳ(8-7)上均连接有连接有供气设备，三个吊钩(8-6)上均连接有输气槽(8-8)，三个输气管Ⅳ(8-7)分别和三个输气槽(8-8)连通，三个吊钩(8-6)上均设置有多个输出孔Ⅳ(8-9)，每个输出孔Ⅳ(8-9)内均固定连接有铜套喷嘴Ⅲ(8-10)，每个铜套喷嘴Ⅲ(8-10)的一端均和对应的输气槽(8-8)连通，每个铜套喷嘴Ⅲ(8-10)的出口端均为大理石(5-10)，三个吊钩(8-6)的外侧均固定连接有磁铁Ⅱ(8-15)，三个磁铁Ⅱ(8-15)均和磁铁Ⅰ(5-11)相对应，三个吊钩(8-6)和吊钩悬浮凸台(5-9)之间存在间隙Ⅲ。

10.根据权利要求9所述的一种高低温箱横置四自由度穿箱轴气体密封装置，其特征在于：所述三个吊钩(8-6)在纵向平面移动气浮(5)的右侧方呈正三角形设置。