CN203176652U

CN203176652U - 一种自动调平式空气弹簧隔振台

Info

Publication number: CN203176652U
Application number: CN 201320120498
Authority: CN
Inventors: 崔廷; 沈小燕; 胡佳成; 李加福; 王梅宝
Original assignee: China Jiliang University
Current assignee: China Jiliang University
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2023-03-15

Abstract

本实用新型公开了一种自动调平式空气弹簧隔振台。它主要包括空气弹簧、电气比例阀、矩形气室、节流管路、限位机构、双轴倾角传感器、控制单元等，气体分别通过三个控制阀进入三个矩形气室，其中较大的矩形气室向两个空气弹簧供气，两个较小的矩形气室分别向剩下的两个空气弹簧单独供气，矩形气室与空气弹簧间通过PU管进行节流，双轴倾角传感器实时监测隔振台水平姿态并向控制单元发送信号，经处理后控制电气比例阀的开断，实现空气弹簧的充放气，最终达到空气弹簧隔振台的绝对水平；空气弹簧设有上下限位机构，防止在无气或充气过多时损坏空气弹簧。本实用新型适用于超精密测量与加工领域，特别适用于需要隔振的精密仪器。

Description

一种自动调平式空气弹簧隔振台

技术领域

本实用新型涉及一种隔振台，尤其涉及一种能自动调平的仪器用空气弹簧隔振台。

背景技术

目前，由空气弹簧组成的隔振台已广泛应用在超精密测量与加工行业中。空气弹簧隔振台主要部分包括空气弹簧、控制阀、附加气室、控制单元等。当外界振动促使空气弹簧发生形变时，空气弹簧主气室与附加气室之间产生压力差，空气就会通过节流孔或管路在两者之间进行流动，产生阻尼效果，从而吸收一部分振动能量，起到隔离外界振动的作用。

根据“三点确定一平面”可得出三个空气弹簧即可将隔振台支撑起来，而在实际应用中为了稳定可靠，隔振平台多用四个空气弹簧支撑，用四个附加气室分别供气。而传统的节流方式多采用小孔节流，也限制了空气弹簧隔振台的机械结构。

空气弹簧在无气时处于压缩状态，长期易损坏空气弹簧气囊；空气弹簧在充气过多时处于过度伸长状态，同样不利于空气弹簧气囊。因此有必要设计专用的空气弹簧上下限位机构，以防止异常情况下空气弹簧遭受损坏。隔振台工作时，由于空气弹簧高度很难保持一致，使平台无法处于绝对水平姿态，因此有必要监测隔振台的平整状态，通过控制单元实现隔振台的绝对水平。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，提供了一种带有上下限位机构的仪器用空气弹簧隔振台，并能依靠控制单元快速实现隔振台的绝对水平。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用下述技术方案：

空气弹簧隔振台包括空气弹簧、限位机构、矩形气室、电气比例阀、节流管路、双轴倾角传感器和控制单元；气体分别通过三个电气比例阀进入三个矩形气室，其中较大的矩形气室向两个空气弹簧供气，两个较小的矩形气室向剩下的两个空气弹簧单独供气，矩形气室与空气弹簧间通过节流管路进行节流，同时空气弹簧在无气与充气过多时，限位机构起支撑作用；空气弹簧隔振台工作时，双轴倾角传感器监测平台的倾斜程度，由控制单元控制电气比例阀的通断，实现相应空气弹簧的充气或放气，最终达到空气弹簧隔振台的绝对水平姿态。

所述的较大气室体积是另外两个较小气室体积的两倍。

所述的节流管路采用PU管。

所述的限位机构采用Π型支架。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有的有益效果是：

1、可实时自动调平空气弹簧隔振台，为超精密仪器的使用提供了良好的平台。

2、三个矩形气室供气可有效地调整空气弹簧隔振台的姿态，减少了附加气室的数量。

3、采用PU管进行节流，使空气弹簧主气室与附加气室分离开来，同时可根据隔振台性能参数的要求，更换不同孔径与长度的PU管。

4、空气弹簧设有上下限位机构，在空气弹簧主气室无气或充气过多时可避免空气弹簧的气囊损坏。

本实用新型适用于超精密测量与加工领域，特别适用于粗糙度仪、圆度仪、原子力显微镜等需要隔振的精密仪器设备。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的等轴测视图；

图3是图1中空气弹簧3的等轴测视图；

图4是本实用新型的自动调平原理示意图；

图中：1、台面，2、进气口，3、空气弹簧，4、电气比例阀a，5、电气比例阀b，6、电气比例阀c，7、矩形气室a，8、矩形气室b，9、矩形气室c，10、PU管，11、空气弹簧a，12、空气弹簧b，13、空气弹簧c，14、空气弹簧d，15、橡胶底垫，16、Π型支架，17、下盖板，18、气囊，19、上盖板，20、M4内六角螺钉，21、M5内六角螺钉，22、M6内六角螺钉，23、垫片，24、顶板，25、供气装置，26、双轴倾角传感器，27、控制单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种自动调平式空气弹簧隔振台由四只完全相同空气弹簧3支撑，经压缩过滤干燥后的纯净空气通过进气口2向隔振台供气，其台面 1上可放置需要隔振的超精密仪器设备。

图2中，气源通过进气口2后，分别与电气比例阀4、电气比例阀5、电气比例阀6相连，分三路进入矩形气室7、矩形气室8和矩形气室9，较小的矩形气室7与矩形气室9体积相等，较大矩形气室8的体积是较小矩形气室7体积的两倍；矩形气室7中的空气通过PU管10进入空气弹簧11中，矩形气室9中的空气通过PU管进入空气弹簧12中，而矩形气室8中的空气通过两只PU管分别进入空气弹簧13与空气弹簧14中，空气弹簧11与空气弹簧12放置方式相同，空气弹簧13与空气弹簧14放置方式也相同，而空气弹簧11与空气弹簧13呈交叉垂直形式放置，以保证隔振台工作时的稳定坚固；当外界振动促使空气弹簧发生形变时，空气弹簧主气室与矩形气室间产生压力差，空气就会通过PU管进行流动，产生阻尼效果，吸收一部分振动能力，从而起到隔离外界振动的效果；该空气弹簧隔振台固有频率1.5～3Hz，承载力小于100kg，适用于小型精密仪器的隔振。

图3是图1中空气弹簧3的具体结构图，气源通过进气口2接入顶板24中，后通过顶板24的内孔进入空气弹簧的气囊18中，气囊18分别与上盖板19、下盖板17相连并密封起来，上盖板19通过四个M4内六角螺钉20将其固定在顶板上，下盖板17焊接在Π型支架16底面上，橡胶底垫15粘在Π型支架16上，两个对角的M5内六角螺钉21将空气弹簧顶板24与隔振台台面1相连，带有垫片23的M6内六角螺钉22拧进顶板24少许，Π型支架16的豁口可根据气囊18高度的变化沿着M6内六角螺钉22上下移动；当空气弹簧正常工作时，气囊18处于伸长状态，柔性支撑隔振台，起到隔离外界振动的效果；当空气弹簧内无气时，气囊18处于压缩状态，Π型支架16随之向上移动，与顶板24刚性接触，此时，Π型支架16起支撑作用，防止空气弹簧压缩过度以致损坏；当空气弹簧内充气过多时，气囊18处于过度伸长状态，Π型支架16随之向下移动，与垫片23刚性接触，此时，Π型支架16起支撑作用，防止空气弹簧伸长过度而损坏。

图4是本实用新型的自动调平原理示意图，供气装置25提供纯净干燥的稳压气源，压力范围为0.35MPa～0.6MPa，通过三个电气比例阀进入三个矩形气室内，通过电气比例阀4的开断控制矩形气室4的充气与放气，通过电气比例阀5的开断控制矩形气室5的充气与放气，通过电气比例阀6的开断控制矩形气室9的充气与放气，矩形气室7与矩形气室9分别向空气弹簧 11与空气弹簧12供气，矩形气室8同时向空气弹簧13与空气弹簧14供气，四个空气弹簧同时工作时将隔振台台面1支撑起来，双轴倾角传感器26位于台面1的中央，实时监测X、Y两轴的倾斜程度，并向控制单元27发送当前隔振台的姿态信号，经控制单元处理后控制电气比例阀4、电气比例阀5与电气比例阀6的开断，实现对应空气弹簧的充气与放气，循环往复，最终自动达到隔振台的绝对水平。

本实用新型结构设计小巧紧凑，具有上下限位功能，采用闭环控制系统，能自动实现空气弹簧隔振台的绝对水平，为超精密测量与加工提供了条件，也为需要隔振的超精密仪器提供了场合。

Claims

1.一种自动调平式空气弹簧隔振台，其特征在于：包括空气弹簧、限位机构、矩形气室、电气比例阀、节流管路、双轴倾角传感器和控制单元；气体分别通过三个电气比例阀进入三个矩形气室，其中较大的矩形气室向两个空气弹簧供气，两个较小的矩形气室向剩下的两个空气弹簧单独供气，矩形气室与空气弹簧间通过节流管路进行节流，同时空气弹簧在无气与充气过多时，限位机构起支撑作用；空气弹簧隔振台工作时，双轴倾角传感器监测平台的倾斜程度，由控制单元控制电气比例阀的通断，实现相应空气弹簧的充气或放气，最终达到空气弹簧隔振台的绝对水平姿态。

2.根据权利要求1所述的空气弹簧隔振台，其特征在于：所述的较大气室体积是另外两个较小气室体积的两倍。

3.根据权利要求1所述的空气弹簧隔振台，其特征在于：所述的节流管路采用PU管。

4.根据权利要求1所述的空气弹簧隔振台，其特征在于：所述的限位机构采用Π型支架。