本實用新型專利技術(shù)涉及一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，屬于氣浮實驗技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型專利技術(shù)包括定量泵、溢流閥、第一減壓閥、調(diào)速閥、第二減壓閥、支架、氣缸、負載、大理石平臺；所述大理石平臺上放置氣浮塊，負載放置在氣浮塊上面，氣缸安裝在支架上，溢流閥、第一減壓閥安裝在定量泵的出氣管上，調(diào)速閥、第二減壓閥分別安裝在氣缸和氣浮塊的支路上，定量泵中的氣體經(jīng)過溢流閥和第一減壓閥的減壓后，經(jīng)過調(diào)速閥與第二減壓閥的調(diào)節(jié)分別輸送到氣缸和氣浮塊中。本實用新型專利技術(shù)工藝簡潔，操作便捷，實用價值高。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，屬于氣浮實驗精密設(shè)備
技術(shù)介紹
氣體靜壓氣浮導(dǎo)軌具有摩擦功耗低、運動精度高、低速時不出現(xiàn)爬行和蠕動、運動平穩(wěn)、壽命長、無污染等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于三坐標測量機、超精密機床、電子加工、醫(yī)療器械領(lǐng)域。近年來，出現(xiàn)在應(yīng)用于光刻機超精密氣浮臺平面上的靜壓氣浮軸承,要求具有納米級的運動定位精度。在實際使用過程中，從高氣壓氣體的入口至出口的極短時間內(nèi)，氣體流態(tài)發(fā)生多次改變，從而引發(fā)氣浮塊振動。因流態(tài)引發(fā)的氣浮塊的振動分為以下兩種形式，其一為微振動，它主要是由于氣膜內(nèi)部與支撐臺面之間各點作用力分布不均勻產(chǎn)生的氣膜間隙在平衡位置附近發(fā)生一定微幅值的有規(guī)律的上下或偏擺振動，振動幅值為幾納米到幾十納米之間，頻率從幾十赫茲到幾千赫茲，對流場反作用不大，是一種穩(wěn)態(tài)振動。但是隨著超精密運動平臺對運動精度要求的不斷提高，微振動已經(jīng)成為制約氣浮支撐技術(shù)發(fā)展的重大問題。其二，當系統(tǒng)內(nèi)部或者外部受到某種干擾，其頻率與軸承系統(tǒng)的固有頻率時，軸承會出現(xiàn)高頻率的振動嘯叫，學術(shù)界稱為氣錘振動現(xiàn)象，氣錘振動幅值大，破壞氣膜內(nèi)氣體流態(tài)，嚴重影響靜壓導(dǎo)軌的使用精度。氣浮導(dǎo)軌這種特有的振動現(xiàn)象是制約其提高定位精度、進給精度、加工精度、和測量精度的重大問題，提高實驗裝置中氣浮塊的靜剛度對于提高靜壓導(dǎo)軌的使用精度和從根本上研究解決氣浮振動的方法具有重大意義，在以往的氣浮塊靜態(tài)參數(shù)測試中，增加不同質(zhì)量的砝碼作為變載荷，通過電感測微儀測量氣浮塊的靜態(tài)參數(shù)。該方法存在的問題是：在向氣浮塊上放置砝碼時，會出現(xiàn)氣錘振動現(xiàn)象。氣錘振動現(xiàn)象會使測微儀數(shù)據(jù)出現(xiàn)漂移，影響測量精度，所以必須經(jīng)過多次測量，并對數(shù)據(jù)進行分析后才能得出導(dǎo)軌的大概靜態(tài)參數(shù)。此方法測量出的數(shù)據(jù)準確性差，而且數(shù)據(jù)分析量大，效率極低。本技術(shù)專利提出一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗技術(shù)與裝置，可以使實驗裝置中的氣浮塊擁有極高的剛度。有效減小由于負載變化時產(chǎn)生的干擾信號對測試結(jié)果的影響，減小測量誤差，提高測量精度，保證測量結(jié)果準確性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是：本技術(shù)專利提供了一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，用于解決氣浮塊供氣壓力變化引起剛度變化，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。本技術(shù)技術(shù)方案是：一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，包括定量泵1、溢流閥2、第一減壓閥3、調(diào)速閥5、第二減壓閥6、支架8、氣缸9、負載10、大理石平臺12；所述大理石平臺12上放置氣浮塊11，負載10放置在氣浮塊11上面，氣缸9安裝在支架8上，溢流閥2、第一減壓閥3安裝在定量泵1的出氣管上，調(diào)速閥5、第二減壓閥6分別安裝在氣缸9和氣浮塊11的支路上。所述支架8平行于大理石平臺12安裝，氣缸9垂直于大理石平臺12安置，以保證施加的外力不會產(chǎn)生分力，影響控制精度。所述氣浮塊11與負載10的直徑相同，便于定位和測量的準確性，從而實現(xiàn)垂直方向上測試裝置的質(zhì)心與其幾何圓心重合，保證該裝置的測試精度。本技術(shù)的工作原理是：定量泵1中的氣體經(jīng)過溢流閥2和第一減壓閥3后，以一定的氣壓由三通分出兩路氣體分別給氣缸9和氣浮塊11供氣，其中定量泵1的出氣管上設(shè)置有壓力表，用于測量氣體經(jīng)過溢流閥2和第一減壓閥3后的壓力，當壓力過大時，通過第一減壓閥3進行壓力的調(diào)節(jié)，給氣缸9供氣的支路上安裝有調(diào)速閥5用以控制氣缸9的運動，給氣缸9供氣的支路上還安裝有兩位三通電磁換向閥7，用于控制氣缸9的上下移動。給氣浮塊11供氣的支路上裝有第二減壓閥6，在增大供氣壓力的過程中，負載不變，氣膜厚度增大，此時通過調(diào)速閥5調(diào)節(jié)氣缸9的運動來增加或者減小給負載的外力，實現(xiàn)氣膜厚度不變或變化量非常小，從而實現(xiàn)提高系統(tǒng)剛度的目的。當負載發(fā)生變化的時候，氣膜厚度也會相應(yīng)的變化，此時通過變化氣缸施加在負載上的壓力，抑制氣膜厚度發(fā)生變化，保持了實驗裝置中氣浮塊的靜剛度。在負載增加的過程中，氣膜厚度不會發(fā)生變化。有效減小由于負載變化時產(chǎn)生的干擾信號對測試結(jié)果的影響。本技術(shù)的有益效果是：1、采用單一氣源分別給氣浮塊和氣缸供氣，節(jié)約資源，降低成本。2、采用閥控來調(diào)節(jié)對應(yīng)氣浮塊的供氣壓力，氣缸輸出壓力，易操作，可行性強3、采用了溢流閥保證出氣安全，氣壓表監(jiān)測壓力變化以及尺寸適宜的大理石平臺，保證了實驗過程中人身和實驗器材的安全性。4、通過氣缸運動來減小氣膜厚度變化，實現(xiàn)理論剛度無限大,提高了系統(tǒng)運行過程中的穩(wěn)定性。5、此技術(shù)專利可以應(yīng)用于氣浮塊，空氣靜壓導(dǎo)軌等氣浮裝置的剛度控制，應(yīng)用范圍廣。附圖說明圖1是本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中各標號：1-定量泵、2-溢流閥、3-第一減壓閥、4-壓力表、5-調(diào)速閥，6-第二減壓閥，7-兩位三通電磁換向閥，8-支架，9-氣缸，10-負載，11-氣浮塊，12-大理石平臺。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本技術(shù)作進一步說明。實施例1：如圖1所示，一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，包括定量泵1、溢流閥2、第一減壓閥3、調(diào)速閥5、第二減壓閥6、支架8、氣缸9、負載10、大理石平臺12；所述大理石平臺12上放置氣浮塊11，負載10放置在氣浮塊11上面，氣缸9安裝在支架8上，溢流閥2、第一減壓閥3安裝在定量泵1的出氣管上，調(diào)速閥5、第二減壓閥6分別安裝在氣缸9和氣浮塊11的支路上。所述支架8平行于大理石平臺12安裝，氣缸9垂直于大理石平臺12安置，以保證施加的外力不會產(chǎn)生分力，影響控制精度。所述氣浮塊11與負載10的直徑相同，便于定位和測量的準確性，從而實現(xiàn)垂直方向上測試裝置的質(zhì)心與其幾何圓心重合，保證該裝置的測試精度。定量泵1中的氣體經(jīng)過溢流閥2和第一減壓閥3后，以一定的氣壓由三通分出兩路氣體分別給氣缸9和氣浮塊11供氣，其中定量泵1的出氣管上設(shè)置有壓力表，用于測量氣體經(jīng)過溢流閥2和第一減壓閥3后的壓力，當壓力過大時，通過第一減壓閥3進行壓力的調(diào)節(jié)，給氣缸9供氣的支路上安裝有調(diào)速閥5用以控制氣缸9的運動，給氣缸9供氣的支路上還安裝有兩位三通電磁換向閥7，用于控制氣缸9的上下移動。給氣浮塊11供氣的支路上裝有第二減壓閥6，在增大供氣壓力的過程中，負載不變，氣膜厚度增大，此時通過調(diào)速閥5調(diào)節(jié)氣缸9的運動來增加或者減小給負載的外力，實現(xiàn)氣膜厚度不變或變化量非常小，從而實現(xiàn)提高系統(tǒng)剛度的目的。當負載發(fā)生變化的時候，氣膜厚度也會相應(yīng)的變化，此時通過變化氣缸施加在負載上的壓力，抑制氣膜厚度發(fā)生變化，保持了實驗裝置中氣浮塊的靜剛度。在負載增加的過程中，氣膜厚度不會發(fā)生變化。有效減小由于負載變化時產(chǎn)生的干擾信號對測試結(jié)果的影響。上面結(jié)合附圖對本技術(shù)的具體實施例作了詳細說明，但是本技術(shù)并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本技術(shù)宗旨的前提下作出各種變化。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，其特征在于：包括定量泵（1）、溢流閥（2）、第一減壓閥（3）、調(diào)速閥（5）、第二減壓閥（6）、支架（8）、氣缸（9）、負載（10）、大理石平臺（12）；所述大理石平臺（12）上放置氣浮塊（11），負載（10）放置在氣浮塊（11）上面，氣缸（9）安裝在支架（8）上，溢流閥（2）、第一減壓閥（3）安裝在定量泵（1）的出氣管上，調(diào)速閥（5）、第二減壓閥（6）分別安裝在氣缸（9）和氣浮塊（11）的支路上。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于外反饋調(diào)節(jié)的高剛度氣浮實驗裝置，其特征在于：包括定量泵（1）、溢流閥（2）、第一減壓閥（3）、調(diào)速閥（5）、第二減壓閥（6）、支架（8）、氣缸（9）、負載（10）、大理石平臺（12）；所述大理石平臺（12）上放置氣浮塊（11），負載（10）放置在氣浮塊（11）上面，氣缸（9）安裝在支架（8）上，溢流閥（2）、第一減壓閥（3）安裝在定量泵（1）的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：龍威，楊紹華，裴浩，寧方偉，公玲，吳張永，張曉龍，魏鏡弢，王庭有，
申請(專利權(quán))人：昆明理工大學，
類型：新型
國別省市：云南;53
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