一種二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置，包括平面運(yùn)動氣浮裝置和直線導(dǎo)軌系統(tǒng)，平面運(yùn)動氣浮裝置包括支撐部件和氣浮隨動部件，支撐部件包括兩塊上掛板、橫向?qū)к壔瑝K和一對縱向氣浮軸，氣浮隨動部件包括一個氣浮座、橫向氣浮套、一對縱向氣浮套、橫向氣浮軸和下掛架，檢測部件包括橫向位移傳感器和縱向位移傳感器，導(dǎo)軌系統(tǒng)包括橫向線性模組、橫向?qū)к墮M梁、縱向?qū)к壔瑝K和縱向?qū)к墸粰M向?qū)к壔瑝K可滑動地安裝在橫向線性模組上，橫向線性模組安裝在橫向?qū)к墮M梁上，橫向?qū)к墮M梁的兩端固定在縱向?qū)к壍目v向?qū)к壔瑝K上，縱向?qū)к壔瑝K可滑動地安裝在縱向?qū)к壣?。本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)大位移長距離隨動運(yùn)動。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及氣浮裝置 ，尤其是一種二維無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置。
技術(shù)介紹
由于氣浮導(dǎo)軌具有摩擦阻力小、運(yùn)動精度高、清潔無污染等特點(diǎn)，因而氣浮導(dǎo)軌代替常用導(dǎo)軌在實現(xiàn)無摩擦運(yùn)動裝置中得到廣泛應(yīng)用。氣浮導(dǎo)軌由氣浮軸和氣浮套組成，氣浮套與氣浮軸之間的氣隙要求極高，因此氣浮軸的同軸度加工精度要求非常高。隨著運(yùn)動件移動距離的增加，氣浮軸的長度增加，因為氣浮軸是細(xì)長桿件，要保證氣浮軸長度全長與氣浮套之間的間隙，加工難度很大。所以，現(xiàn)有技術(shù)中，常使用氣浮裝置結(jié)合普通的直線導(dǎo)軌實現(xiàn)超長距離無摩擦運(yùn)動。如專利申請?zhí)枮?01010165973. 2的“用于長距離的無摩擦氣浮導(dǎo)軌”公開了一種利用常規(guī)直線導(dǎo)軌技術(shù)，通過主動控制普通直線導(dǎo)軌滑塊運(yùn)動，保證大范圍運(yùn)動時直線導(dǎo)軌的精度，并結(jié)合小范圍氣浮導(dǎo)軌技術(shù)，保證承導(dǎo)件運(yùn)動時始終在氣浮導(dǎo)軌范圍內(nèi)，，從而跟隨承導(dǎo)件運(yùn)動，實現(xiàn)長距離的無摩擦直線運(yùn)動的裝置。同樣，專利申請?zhí)枮?01010165536.0的“用于超長距離跟隨吊點(diǎn)運(yùn)動軌跡的無摩擦氣浮裝置”、專利申請?zhí)枮?01010165255. 5的“不受氣管擾動影響的超長距離跟隨吊點(diǎn)一維運(yùn)動軌跡的氣浮裝置”、專利申請?zhí)枮?01010165602. 4的“不受氣管擾動影響的長距離氣浮直線導(dǎo)軌”、專利申請?zhí)枮?01010165658. X的“不受氣管擾動力影響的超長距離跟隨吊點(diǎn)運(yùn)動軌跡的氣浮裝置”也都巧妙地將軸向長距離無摩擦移動嫁接到一般精度的滑塊導(dǎo)軌組件上，即可實現(xiàn)氣浮套在極短氣浮軸隨運(yùn)動件的大位移移動。但是，這些方案只能實現(xiàn)一維的無摩擦平動。專利申請?zhí)枮?01010165949. 9的“不受氣管擾動影響的組合氣浮裝置”公布了一種雙層氣浮裝置，這是一種通過多層疊加可實現(xiàn)各類無摩擦運(yùn)動的裝置，但是由于氣浮軸是細(xì)長桿件，在長距離場合下氣浮軸幾乎無法加工，因此這種設(shè)計為短行程氣浮裝置。申請?zhí)枮?01010166032. O的“二維平面氣浮導(dǎo)軌零重力吊架”公開了一種橫向使用一根長氣浮導(dǎo)軌，縱向上利用電機(jī)驅(qū)動直線長導(dǎo)軌配合小范圍氣浮導(dǎo)軌，從而實現(xiàn)二維無摩擦平動。但是由于橫向氣浮導(dǎo)軌加工難度的限制，無法進(jìn)行橫向大位移的隨動運(yùn)動，難以達(dá)到橫向長距離傳輸，存在一定的缺陷。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服已有二維氣浮裝置的無法實現(xiàn)大位移長距離隨動運(yùn)動的不足，本專利技術(shù)提供一種實現(xiàn)大位移長距離隨動運(yùn)動的二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置，包括平面運(yùn)動氣浮裝置和直線導(dǎo)軌系統(tǒng)，所述平面運(yùn)動氣浮裝置包括支撐部件和氣浮隨動部件，所述支撐部件包括兩塊上掛板、橫向?qū)к壔瑝K和一對縱向氣浮軸，所述氣浮隨動部件包括一個氣浮座、橫向氣浮套、一對縱向氣浮套、橫向氣浮軸和下掛架；所述兩塊上掛板固定在橫向?qū)к壔瑝K上，所述兩根縱向氣浮軸平行安裝在所述兩塊上掛板之間上，所述縱向氣浮套套裝在縱向氣浮軸上，所述氣浮座與橫向氣浮套、縱向氣浮套密封連接，所述橫向氣浮套套裝在橫向氣浮軸上，所述橫向氣浮套通過氣浮座密封連接且與縱向氣浮軸空間上呈90°所述下掛架兩端固定在橫向氣浮軸上；所述直線導(dǎo)軌系統(tǒng)包括縱向?qū)к壔瑝K、橫向線性模組、縱向線性模組、橫向?qū)к墮M梁和用于控制橫向?qū)к壔瑝K和縱向?qū)к壔瑝K的運(yùn)動的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)；所述橫向?qū)к壔瑝K可滑動地安裝在橫向線性模組上，所述橫向線性模組安裝在橫向?qū)к墮M梁上，所述橫向?qū)к墮M梁的兩端固定在縱向?qū)к壍目v向?qū)к壔瑝K上，所述縱向?qū)к壔瑝K可滑動地安裝在縱向線性模組上。進(jìn)一步，所述電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)為驅(qū)動電機(jī)和滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，可以控制滑塊移動，還可以通過同步帶、皮帶或鋼絲繩等各類常規(guī)方式控制滑塊移動。更進(jìn)一步，所述氣浮套為一個整體設(shè)計，氣浮裝置供氣方便。再進(jìn)一步，所述平面運(yùn)動氣浮裝置還包括檢測部件，所述的檢測部件包括激光位 移傳感器和霍爾傳感器，所述橫向縱向位移傳感器通過傳感器安裝架固定在上掛板上，所述霍爾傳感器安裝在上掛板的內(nèi)側(cè)，感應(yīng)磁鐵安裝在所述氣浮座上。本專利技術(shù)的有益效果主要表現(xiàn)在氣浮裝置供氣簡單，可實現(xiàn)大位移長距離隨動運(yùn)動。附圖說明圖I是二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置的示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步描述。參照圖I，一種二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置，包括平面運(yùn)動氣浮裝置和直線導(dǎo)軌系統(tǒng)，所述平面運(yùn)動氣浮裝置包括支撐部件和氣浮隨動部件，其中支撐部件由兩塊上掛板3、橫向?qū)к壔瑝KI、一對縱向氣浮軸4構(gòu)成，氣浮隨動部件由一個氣浮座2、橫向氣浮套、一對縱向氣浮套、橫向氣浮軸5、下掛架6組成，檢測部件包括橫向位移傳感器和縱向位移傳感器，霍爾傳感器及對應(yīng)的永磁鐵，直線導(dǎo)軌系統(tǒng)包括橫向?qū)к壔瑝K、縱向?qū)к壔瑝K、橫向線性模組、縱向線性模組、橫向?qū)к墮M梁和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)；所述兩塊上掛板3固定在橫向?qū)к壔瑝KI上，所述縱兩根縱向氣浮軸4安裝在上掛板3上，所述縱向氣浮套套裝在縱向氣浮軸4上，所述氣浮座2與氣浮套密封連接，所述橫向氣浮套套裝在橫向氣浮軸5上，所述橫向氣浮套通過氣浮座密2封連接且與縱向氣浮軸4空間上呈90°，所述下掛架6兩端固定在橫向氣浮軸5上。所述橫向縱向位移傳感器通過傳感器安裝架固定在上掛板3上，可準(zhǔn)確測量橫向氣浮軸及縱向氣浮套移動的相對位移。霍爾傳感器安裝在上掛板的內(nèi)側(cè)，感應(yīng)磁鐵安裝在對應(yīng)的氣浮座上。本實施例的平面運(yùn)動氣浮裝置采用的基本技術(shù)思路為通過支撐部件將氣浮裝置固定在橫向?qū)к壔_的下方，可以隨滑臺一起運(yùn)動，平面運(yùn)動氣浮裝置的隨動部件可以在氣浮座上做無摩擦平面運(yùn)動，即縱向氣浮套能夠沿著縱向無摩擦運(yùn)動，橫向氣浮軸能夠沿著橫向無摩擦運(yùn)動，通過氣浮座，橫向氣浮套和縱向氣浮套空間上呈90°，縱向氣浮套運(yùn)動時候?qū)訖M向氣浮裝置一起隨動，橫向氣浮軸通過下掛架與吊掛裝置相連接，各隨動部件間互配合實現(xiàn)二維長距離無摩擦運(yùn)動。氣浮裝置通過氣浮座供氣，伸縮氣管接氣浮座進(jìn)氣口，氣浮座內(nèi)部為空腔，可接通橫向和縱向氣浮套進(jìn)氣口。進(jìn)氣伸縮氣管與橫向滑塊固定，可隨滑塊橫向伸縮運(yùn)動，再供給氣浮座，由于伸縮氣管質(zhì)輕，伸縮性好，隨動距離短，因而氣浮座沿軸向運(yùn)動時，氣管產(chǎn)生的擾動影響很小。氣浮裝置隨動部件僅為氣浮座及其對應(yīng)的氣浮套、橫向氣浮軸、下掛架，材質(zhì)為輕質(zhì)鋁合金材料，因而降低了太陽翼展開時隨動部件的慣性影響?？v向和橫向方向均裝有激光位移傳感器和霍爾傳感器，激光位移傳感器可測量橫向氣浮軸、縱向氣浮套運(yùn)動的相對位移，將信號反饋給導(dǎo)軌系統(tǒng)，通過伺服電機(jī)控制導(dǎo)軌滑塊移動，保證氣浮裝置隨動部件始終在其短行程范圍內(nèi)無摩擦運(yùn)動，虛擬延長了被動跟隨的范圍?；魻杺鞲衅髌鹣尬槐Ｗo(hù)作用，當(dāng)運(yùn)動過程中位移傳感器或其他部件產(chǎn)生故障，橫向縱向氣浮裝置運(yùn)動會超過極限行程，造成損壞，因而通過霍爾傳感器反饋信號給導(dǎo)軌系統(tǒng)，限制原來方向的運(yùn)動，起到保護(hù)的作用。 橫向?qū)к壙裳刂鴻M向線性模組運(yùn)動，橫向新型模組安裝在橫向?qū)к墮M梁上，橫向?qū)к墮M梁的兩端固定在縱向?qū)к壍幕瑝K上，縱向?qū)к壔瑝K可沿著縱向?qū)к夁\(yùn)動，橫向和縱向伺服電機(jī)通過帶輪驅(qū)動導(dǎo)軌滑塊運(yùn)動，縱向伺服電機(jī)隨縱向滑塊一起運(yùn)動，橫向和縱向?qū)к壘衅鋫鞲衅飨到y(tǒng)及控制系統(tǒng)，根據(jù)平面運(yùn)動氣浮裝置反饋過來的位移信號，可準(zhǔn)確控制滑塊移動相應(yīng)的距離，保證承導(dǎo)件運(yùn)動時始終在氣浮導(dǎo)軌范圍內(nèi)，從而實現(xiàn)長距離無摩擦的平面運(yùn)動。本實施例的導(dǎo)軌系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種二維長距離無摩擦運(yùn)動的氣浮裝置，其特征在于：包括平面運(yùn)動氣浮裝置和直線導(dǎo)軌系統(tǒng)，所述平面運(yùn)動氣浮裝置包括支撐部件和氣浮隨動部件，所述支撐部件包括兩塊上掛板、橫向?qū)к壔瑝K和一對縱向氣浮軸，所述氣浮隨動部件包括一個氣浮座、橫向氣浮套、一對縱向氣浮套、橫向氣浮軸和下掛架；所述兩塊上掛板固定在橫向?qū)к壔瑝K上，所述兩根縱向氣浮軸平行安裝在所述兩塊上掛板之間上，所述縱向氣浮套套裝在縱向氣浮軸上，所述氣浮座與橫向氣浮套、縱向氣浮套密封連接，所述橫向氣浮套套裝在橫向氣浮軸上，所述橫向氣浮套通過氣浮座密封連接且與縱向氣浮軸空間上呈90°所述下掛架兩端固定在橫向氣浮軸上；所述直線導(dǎo)軌系統(tǒng)包括、縱向?qū)к壔瑝K、橫向線性模組、縱向線性模組、橫向?qū)к墮M梁和用于控制橫向?qū)к壔瑝K和縱向?qū)к壔瑝K的運(yùn)動的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)；所述橫向滑塊可滑動地安裝在橫向線性模組上，所述橫向線性模組安裝在橫向?qū)к墮M梁上，所述橫向?qū)к墮M梁的兩端固定在縱向?qū)к壍目v向?qū)к壔瑝K上，所述縱向?qū)к壔瑝K可滑動地安裝在縱向線性模組上。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：單曉杭，周海清，孫建輝，周丹鋒，
申請(專利權(quán))人：浙江工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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