CN202901026U

CN202901026U - 一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置

Info

Publication number: CN202901026U
Application number: CN 201220540721
Authority: CN
Inventors: 孙建辉; 周丹锋; 周海清; 单晓杭
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2012-10-22
Filing date: 2012-10-22
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2022-10-22

Abstract

一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，包括平面运动气浮装置和直线导轨系统，所述平面运动气浮装置包括支撑部件和随动部件，所述支撑部件包括上吊架件、下吊架件、吊杆、导杆座和纵向气浮轴，所述气浮随动部件包括纵向气浮套、横向气浮套、横向气浮轴、气浮座、气浮支架和气浮垫；所述直线导轨系统包括横向导轨滑块、纵向导轨滑块、横向线性模组、纵向线性模组、横向导轨横梁和电机驱动系统；所述上吊架件与两块平行的横向导轨滑块连接。本实用新型提供一种平面运动气浮吊挂装置，增加承载力，有效适应气浮导轨长距离运动。

Description

一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置

技术领域

本实用新型涉及气浮装置，尤其是一种二维无摩擦运动的气浮吊挂装置。

背景技术

由于气浮导轨具有摩擦阻力小、运动精度高、清洁无污染等特点，因而气浮导轨代替常用导轨在实现无摩擦运动装置中得到广泛应用。气浮导轨由气浮轴和气浮套组成，气浮套与气浮轴之间的气隙要求极高，因此气浮轴的同轴度加工精度要求非常高。随着运动件移动距离的增加，气浮轴的长度增加，因为气浮轴是细长杆件，要保证气浮轴长度全长与气浮套之间的间隙，加工难度很大。所以，现有技术中，常使用气浮装置结合普通的直线导轨实现超长距离无摩擦运动。如专利申请号为201010165973.2 的“用于长距离的无摩擦气浮导轨”公开了一种利用常规直线导轨技术，通过主动控制普通直线导轨滑块运动，保证大范围运动时直线导轨的精度，并结合小范围气浮导轨技术，保证承导件运动时始终在气浮导轨范围内，，从而跟随承导件运动，实现长距离的无摩擦直线运动的装置。同样，专利申请号为201010165536.0 的“用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置”、专利申请号为201010165255.5的“不受气管扰动影响的超长距离跟随吊点一维运动轨迹的气浮装置”、专利申请号为201010165602.4的“不受气管扰动影响的长距离气浮直线导轨”、专利申请号为201010165658.X的“不受气管扰动力影响的超长距离跟随吊点运动轨迹的气浮装置”也都巧妙地将轴向长距离无摩擦移动嫁接到一般精度的滑块导轨组件上，即可实现气浮套在极短气浮轴随运动件的大位移移动。但是，这些方案只能实现一维的无摩擦平动。

专利申请号为201010165949.9 的“不受气管扰动影响的组合气浮装置”公布了一种双层气浮装置，这是一种通过多层叠加可实现各类无摩擦运动的装置。但是这种装置不能有很大的承重力。申请号为201010166032.0的“二维平面气浮导轨零重力吊架”公开了一种横向使用一根长气浮导轨，纵向上利用电机驱动直线长导轨配合小范围气浮导轨，从而实现二维无摩擦平动。但是由于横向气浮导轨加工难度的限制，无法进行横向大位移的随动运动，难以达到横向长距离传输，存在一定的缺陷。

发明内容

为了避免现有的气浮装置的不能适应气浮导轨长距离运动、承载力不大的不足，本实用新型提供一种平面运动气浮吊挂装置，增加承载力，有效适应气浮导轨长距离运动。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，包括平面运动气浮装置和直线导轨系统,所述平面运动气浮装置包括支撑部件和随动部件，所述支撑部件包括上吊架件、下吊架件、吊杆、导杆座和纵向气浮轴，所述气浮随动部件包括纵向气浮套、横向气浮套、横向气浮轴、气浮座、气浮支架和气浮垫；

所述上吊架件与两块平行的横向导轨滑块连接，所述下吊架件通过吊杆与下吊架件相连接，所述导杆座安装在下吊架件的平台上，所述纵向气浮轴纵向水平固定在导杆座上，所述纵向气浮套套装在纵向气浮轴上，气浮座与纵向气浮轴、横向纵向气浮套密封连接，所述横向气浮套套装在横向气浮轴上，所述横向气浮轴两端与气浮支架固定，所述气浮支架上安装气浮垫；

所述直线导轨系统包括横向导轨滑块、纵向导轨滑块、横向线性模组、纵向线性模组、横向导轨横梁和电机驱动系统；所述横向滑块可滑动地安装在横向线性模组上，所述横向线性模组安装在横向导轨横梁上，所述横向导轨横梁的两端固定在纵向导轨的纵向导轨滑块上，所述纵向导轨滑块可滑动地安装在纵向线性模组上，所述电机驱动系统可控制横向导轨滑块和纵向导轨滑块的运动。

进一步，所述气浮支架呈十字架型，所述四个气浮垫安装在气浮支架的四个角上。

更进一步，所述气浮垫为圆气浮垫。

再进一步，所述平面运动气浮装置还包括检测部件，所述的检测部件包括激光位移传感器和霍尔传感器，所述横向激光位移传感器和纵向激光位移传感器安装在下吊架上，对应的挡光板安装在气浮支架上，所述霍尔传感器安装在下吊架上，感应磁铁安装在对应的气浮支架上。

电机驱动系统可通过滚珠丝杠控制滑块移动，还可以通过同步带、皮带或钢丝绳等各类常规方式控制滑块移动。

本实用新型的有益效果主要表现在：增加承载力，提高平面运动气浮装置主动跟随精度，有效适应气浮导轨长距离运动。

附图说明

图1是平面运动气浮装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1，一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，包括支撑部件、随动部件、直线导轨系统及检测部件，其中支撑部件由上吊架件1、下吊架件6、四根吊杆3、两块横向滑块2、一对导杆座4、纵向气浮轴12构成。气浮随动部件由纵向气浮套5、横向气浮轴8、横向气浮套11、气浮座7、气浮支架9、四块圆气浮垫10组成。检测装置由横向纵向激光位移传感器及对应的挡光板、两对霍尔传感器及对应的永磁铁组成。

所述上吊架件1与两块平行的滑块2连接，所述上吊架件1通过四根吊杆3与下吊架件6相连接，所述导杆座4安装在下吊架件6的平台上，所述纵向气浮轴12纵向水平固定在导杆座上4，所述纵向气浮套5套装在纵向气浮轴12上，气浮座7与横向气浮套11、纵向气浮套5密封连接，所述横向气浮套11套装在横向气浮轴8上，所述横向气浮轴8两端与气浮支架9固定，所述气浮支架呈十字架型，所述四个圆气浮垫10安装在气浮支架的四个角上。所述横向激光位移传感器和纵向激光位移传感器安装在下吊架上，对应的挡光板安装在气浮支架上，通过激光反射可准确测量气浮支架横向纵向移动的相对位移。所述霍尔传感器安装在下吊架上，感应磁铁安装在对应的气浮支架上。

平面运动气浮装置采用的基本技术思路为：

通过支撑部件将气浮装置固定在横向导轨滑台的下方，可以随滑台一起运动，平面运动气浮装置的随动部件可以在气浮座上做无摩擦平面运动，即纵向气浮套能够沿着纵向无摩擦运动，横向气浮轴能够沿着横向无摩擦运动，通过气浮座，横向气浮套和纵向气浮套空间上呈90°，纵向气浮套运动时候将会带动横向气浮装置一起随动。横向气浮轴两端与十字状的气浮支架相连，气浮支架四只脚上均安装有圆形气浮垫，气浮垫与下吊挂件平行，这样气浮支架能够在下吊挂件的平面上无摩擦运动。因为气浮轴承加工要求高，承载力小，通过气浮支架的设计，增加了承载的强度。

气浮装置通过气浮座供气，伸缩气管接气浮座进气口，气浮座内部为空腔，可接通横向和纵向气浮套进气口。进气伸缩气管与下吊架固定，可随滑块横向伸缩运动，再供给气浮座，由于伸缩气管质轻，伸缩性好，随动距离短，因而气浮座沿轴向运动时，气管产生的扰动影响很小。

纵向和横向方向均装有激光位移传感器和霍尔传感器，激光位移传感器可测量横向气浮轴、纵向气浮套运动的相对位移，将信号反馈给导轨系统，通过伺服电机控制导轨滑块移动，保证气浮装置随动部件始终在其短行程范围内无摩擦运动，虚拟延长了被动跟随的范围。霍尔传感器起限位保护作用，当运动过程中位移传感器或其他部件产生故障，横向纵向气浮装置运动会超过极限行程，造成损坏，因而通过霍尔传感器反馈信号给导轨系统，限制原来方向的运动,起到保护的作用。

横向导轨可沿着横向线性模组运动，横向新型模组安装在横向导轨横梁上，横向导轨横梁的两端固定在纵向导轨的滑块上，纵向导轨滑块可沿着纵向导轨运动。横向和纵向伺服电机通过带轮驱动导轨滑块运动，纵向伺服电机随纵向滑块一起运动。横向和纵向导轨均有其传感器系统及控制系统，在太阳翼展开过程中，根据平面运动气浮装置反馈过来的位移信号，准确控制滑块移动相应的距离，保证承导件运动时始终在气浮导轨范围内，从而实现长距离无摩擦的平面运动。

本实用新型的效果及优点在于：

气浮导轨与气浮垫相互配合，增加了吊挂装置的承载力；导轨系统主动跟随，与平面运动气浮装置相互配合，放大了跟踪误差，虚拟延长了气浮支撑装置的被动跟随行程；激光位移传感器能准确的测量气浮装置的行程并反馈给导轨系统，通过位移速度加速度的计算，主动跟随系统可靠性高；安装了霍尔传感器，起到保护作用，安全系数高；平面运动气浮装置无电线扰动力的影响。

Claims

1.一种可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，其特征在于：包括

平面运动气浮装置和直线导轨系统，所述平面运动气浮装置包括支撑部件和随动部件，所述支撑部件包括上吊架件、下吊架件、吊杆、导杆座和纵向气浮轴，所述气浮随动部件包括纵向气浮套、横向气浮套、横向气浮轴、气浮座、气浮支架和气浮垫；

2.如权利要求1所述的可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，其特征在于：所述气浮支架呈十字架型，所述四个气浮垫安装在气浮支架的四个角上。

3.如权利要求2所述的可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，其特征在于：所述气浮垫为圆气浮垫。

4.如权利要求1~3之一所述的可实现长距离无摩擦平面运动的吊挂装置，其特征在于：所述平面运动气浮装置还包括检测部件，所述的检测部件包括激光位移传感器和霍尔传感器，所述横向激光位移传感器和纵向激光位移传感器安装在下吊架上，对应的挡光板安装在气浮支架上，所述霍尔传感器安装在下吊架上，感应磁铁安装在对应的气浮支架上。