一種高精度恆力吊掛裝置製造方法
2023-05-29 04:21:06 3
一種高精度恆力吊掛裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種高精度恆力吊掛裝置，包括配重塊、電機、懸掛繩、輸出氣缸、直線導軌、雷射位移傳感器、反光板、支架。所述輸出氣缸側面通過滑塊連接豎直方向的直線導軌，所述輸出氣缸缸筒頂端通懸掛繩連接電機，所述電機安裝在支架上，所述支架上安裝定滑輪，所述懸掛繩繞在電機輸出軸上，最後通過定滑輪連接配重塊，所述雷射位移傳感器安裝在輸出氣缸上。本發明在輸出氣缸外增加了一個儲氣套，提高了恆力輸出的精度和穩定性，通過懸掛繩帶動缸筒運動，實現長距離的恆力輸出，懸掛繩另一端繞過定滑輪連接配重塊進行減重，實現大質量吊掛。
【專利說明】—種高精度恆力吊掛裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及恆力輸出裝置。
【背景技術】
[0002]為實現恆力吊掛，常用的做法是通過懸掛繩和滑輪組將目標工件與減重砝碼連接起來，減重砝碼質量恆定，因此作用在目標工件上的吊掛力恆定，但是當目標工件做加速或減速運動時，砝碼會因自身慣性力的影響而產生一個作用的目標工件上的附加的力，且砝碼質量越大影響越大，因此這種方法只適用於目標工件低速或勻速運動的場合。通過電機、傳感器和卷繩組件也可以實現恆力吊掛，力傳感器測量出懸掛繩上拉力的大小，反饋給電機控制卷繩組件實現懸掛繩的收放，但是傳感器的測量會存在一定的誤差，且電機控制精度不會很高，極大的影響了恆力吊掛的精度；另一方面，若目標工件質量大，必須通過很大的力才能驅動，則會導致電機的功耗過大，難以控制。
【發明內容】
[0003]針對現有恆力吊掛裝置中吊掛力不穩定、恆力吊掛精度不高、難以實現大質量吊掛的問題，本發明提供一種操作方便、穩定性好、控制精度高的恆力吊掛裝置。
[0004]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0005]一種高精度恆力吊掛裝置，包括配重塊、電機、懸掛繩、輸出氣缸、直線導軌、雷射位移傳感器、反光板、支架。所述輸出氣缸側面通過滑塊連接豎直方向的直線導軌，所述輸出氣缸缸筒頂端通懸掛繩連接電機，所述電機安裝在支架上，所述支架上安裝定滑輪，所述懸掛繩繞在電機輸出軸上，最後通過定滑輪連接配重塊，所述雷射位移傳感器安裝在輸出氣缸上。
[0006]所述輸出氣缸包括缸筒、活塞、輸出軸、儲氣座；所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述活塞連接輸出軸，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒上端安裝底蓋，所述儲氣套上端安裝連接架，所述連接架連接懸掛繩；所述輸出軸上連接目標工件。
[0007]所述雷射位移傳感器安裝在缸筒的下端，所述反光板套裝在輸出軸上，所述雷射位移傳感器與反光板位置相對。
[0008]所述缸筒靠近缸筒密封端的一側均布進氣口，所述進氣口連通缸筒內腔和儲氣腔，所述底蓋上開有出氣口，所述儲氣套上開有儲氣進氣口，所述儲氣進氣口通過氣管連接比例閥。
[0009]所述活塞下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔，所述第一徑向節流孔與進氣孔相通，所述第一徑向節流孔內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組。
[0010]所述活塞上開有第一卸壓槽；所述第一洩壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽、凹槽內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位於第一徑向節流孔的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔、進氣孔間相互隔離。
[0011]所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔，所述第二徑向節流孔沿軸向上至少有兩組，所述第二徑向節流孔內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座，所述缸筒密封端與氣浮座間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔相通；所述氣浮座上設有氣浮進氣口。
[0012]所述儲氣套與缸筒間、缸筒與氣浮座間均採用O型圈密封。
[0013]本發明的設計思路及優點表現在:
[0014]對於氣浮無摩擦氣缸來說，由於活塞橫截面積一定，所以只要保證進入到缸筒內腔的氣體壓力恆定，則可保證輸出的力值恆定，但是普通的氣浮無摩擦氣缸行程太短，且活塞移動引起腔體容積變化，從而引起氣壓瞬變，導致輸出力波動。因此，本發明將輸出氣缸通過滑塊連接直線導軌，直線導軌為輸出氣缸提供導向作用，輸出氣缸上安裝有雷射位移傳感器，雷射位移傳感器可測量出輸出軸的位移，然後將信息反饋給直線電機，通過懸掛繩帶動缸筒運動相應的距離，使得活塞始終在缸筒的有效行程內；懸掛繩繞在電機輸出軸上，一端連接輸出氣缸缸筒，另一端繞過定滑輪連接配重塊，因此作用在缸筒上的力可通過配重塊減重，用很小功率的電機即可帶動缸筒運動，且還可以抑制配重塊慣性力的影響，從而實現長距離的恆力吊掛。
[0015]在缸筒外增加一個儲氣套，儲氣套與缸筒間形成儲氣腔，儲氣腔通過氣管連接比例閥和儲氣罐，儲氣腔與缸筒進氣腔相通，相當於增大了缸筒進氣腔的容積，活塞運動引起的容積變化對氣壓突變的影響較小，另一方面，利用懸掛繩控制缸筒隨動，減小了因活塞運動弓I起缸筒腔體體積的突變，進一步提高了恆力輸出的精度。
[0016]活塞上設有第一徑向節流孔，缸筒進氣腔內的高壓氣體通過活塞上的進氣孔進入第一徑向節流孔，在缸筒與活塞的間隙形成氣膜；缸筒密封端設有第二徑向節流孔，通過氣浮座上的氣浮進氣口進行獨立供氣，為輸出軸提供潤滑和支撐；結構及供氣方式簡單、承載能力好。
[0017]徑向節流孔附近均設有卸壓槽，卸壓槽與外界常壓相通，一方面防止缸筒內高壓氣體進入氣浮間隙對氣膜產生影響，起到密封作用，另一方面在間隙內形成常壓區，促進氣膜的形成。
[0018]本發明的優點表現在:結構簡單、精度高、穩定性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是一種高精度恆力吊掛裝置示意圖
[0020]圖2是輸出氣缸示意圖
【具體實施方式】
[0021]—種高精度恆力吊掛裝置，包括配重塊25、電機22、懸掛繩21、輸出氣缸、直線導軌20、雷射位移傳感器18、反光板19、支架24。所述輸出氣缸側面通過滑塊17連接豎直方向的直線導軌20，所述輸出氣缸缸筒頂端通懸掛繩21連接電機22，所述電機22安裝在支架24上，所述支架24上安裝定滑輪23，所述懸掛繩21繞在電機輸出軸上，最後通過定滑輪23連接配重塊25。
[0022]所述輸出氣缸包括缸筒6、活塞14、輸出軸1、儲氣套7 ;所述儲氣套7套裝在缸筒6外且與缸筒間形成儲氣腔8，所述活塞14套裝在缸筒6內且與缸筒6內壁間存在極小間隙，所述活塞14連接輸出軸I,所述缸筒6下端包含一段缸筒密封端,所述輸出軸I穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒6上端安裝底蓋12，所述儲氣套7上端安裝連接架10，所述連接架10連接懸掛繩21 ;所述輸出軸I上連接目標工件。
[0023]所述雷射位移傳感器18安裝在缸筒6的下端，所述反光板19套裝在輸出軸I上，所述雷射位移傳感器18與反光板19位置相對。
[0024]所述缸筒6靠近缸筒密封端的一側均布進氣口 9，所述進氣口 9連通缸筒內腔和儲氣腔8，所述底蓋12上開有出氣口 11，所述儲氣套7上開有儲氣進氣口 16，所述儲氣進氣口16通過氣管連接比例閥和大儲氣罐。
[0025]所述活塞14下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔13，所述第一徑向節流孔13與進氣孔相通,所述第一徑向節流孔13內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向有兩組。
[0026]所述活塞14上開有第一卸壓槽；所述第一洩壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽15、凹槽15內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒6的上端，所述凹槽15位於第一徑向節流孔13的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔13、進氣孔間相互隔離。
[0027]所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔4，所述第二徑向節流孔4沿軸向上有三組，所述第二徑向節流孔4內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座2，所述缸筒密封端與氣浮座2間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔4相通；所述氣浮座2上設有氣浮進氣口 3。
[0028]所述儲氣套7與缸筒6間、缸筒6與氣浮座2間均採用O型圈密封。
【權利要求】
1.一種高精度恆力吊掛裝置，其特徵在於:包括配重塊、電機、懸掛繩、輸出氣缸、直線導軌、雷射位移傳感器、反光板、支架；所述輸出氣缸側面通過滑塊連接豎直方向的直線導軌，所述輸出氣缸缸筒頂端通懸掛繩連接電機，所述電機安裝在支架上，所述支架上安裝定滑輪，所述懸掛繩繞在電機輸出軸上，最後通過定滑輪連接配重塊，所述輸出氣缸的輸出軸上連接目標工件，所述雷射位移傳感器安裝在輸出氣缸上。
2.如權利要求1所述的一種高精度恆力吊掛裝置，其特徵在於:所述輸出氣缸包括缸筒、活塞、輸出軸、儲氣座；所述儲氣套套裝在缸筒外且與缸筒間形成儲氣腔，所述活塞套裝在缸筒內且與缸筒內壁間存在極小間隙，所述活塞連接輸出軸，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述輸出軸穿過缸筒密封端且和缸筒密封端內壁間形成極小間隙，所述缸筒上端安裝底蓋，所述儲氣套上端安裝連接架，所述連接架連接懸掛繩； 所述雷射位移傳感器安裝在缸筒的下端，所述反光板套裝在輸出軸上，所述雷射位移傳感器與反光板位置相對； 所述缸筒靠近缸筒密封端的一側均布進氣口，所述進氣口連通缸筒內腔和儲氣腔，所述底蓋上開有出氣口，所述儲氣套上開有儲氣進氣口，所述儲氣進氣口通過氣管連接比例閥； 所述活塞下端均布進氣孔，所述活塞上沿圓周均布第一徑向節流孔，所述第一徑向節流孔與進氣孔相通，所述第一徑向節流孔內安裝節流塞；所述第一徑向節流孔沿軸向方向至少有兩組； 所述活塞上開有第一卸壓槽；所述第一洩壓槽包含活塞外圓柱面上沿圓周方向的凹槽、凹槽內均布的徑向盲孔以及與徑向盲孔相通的軸向盲孔；所述軸向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位於第一徑向節流孔的下側；所述第一卸壓槽與第一徑向節流孔、進氣孔間相互隔離； 所述缸筒密封端沿圓周方向均布第二徑向節流孔，所述第二徑向節流孔沿軸向上至少有兩組，所述第二徑向節流孔內安裝節流塞；所述缸筒密封端外套裝氣浮座，所述缸筒密封端與氣浮座間設有密封腔，所述密封腔與第二徑向節流孔相通；所述氣浮座上設有氣浮進氣口。
【文檔編號】B66C1/10GK103527627SQ201310492624
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】謝毅 申請人:浙江工商大學