一种短行程导轨供气的气浮式移动装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种短行程导轨供气的气浮式移动装置，属于气浮导轨技术领域。所述气浮式移动装置包括导轨、空气用快速接头、气浮滑块和底座，其中气浮滑块由上下安装的水平滑块和两侧安装的竖直滑块组成。其具有的特点是：(1)避免了一种传统的滑块供气方法中通气管及其他辅助结构与气浮滑块之间的连接，气浮滑块上没有通气管带来的额外约束力，可以更加准确的实现高精度的移动和定位。(2)避免了一种传统的滑块供气方法中气瓶及其他辅助结构与气浮滑块之间的固接，不会出现因气瓶中的气压逐步衰减而造成的气膜厚度不稳定及实验时间较短的问题，滑轨供气能使供气气压保持稳定，可以提供稳定且长时间的气浮效果。(3)避免了其他设备的干扰，提高了滑块移动和定位的准确度，同时提高了滑块和滑轨之间的气膜稳定性以及气膜刚度，有利于保证气膜厚度的均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种短行程导轨供气的气浮式移动装置
：本专利技术属于气浮导轨
，具体是一种短行程导轨供气的气浮式移动装置。
技术介绍
：气浮导轨是以空气为介质支撑滑块的导轨，空气充当导轨和滑块之间的润滑剂。气浮导轨具有高承载力、高刚度、高速度、高精度、无污染、无噪音、几乎无摩擦等优点,在精密机械中得到广泛的应用。传统气浮导轨使用的导轨长度较长，可以达到相当大的长宽比，滑块通过通气管与供气设备相连，高压气体使滑块在导轨上悬浮，产生的间隙避免了二者的接触，可以极大程度上减小它们之间的摩擦力。传统气浮导轨设计目标旨在追求更好的稳定性和定位性、更快的速度、更高的加速度等，以满足气浮滑块上所安装机构的定位、支撑、移动等功能需要。气浮导轨的内阻极小且移动灵活，很适合用来进行微位移和微力等数值的测量。传统的供气方法是通过通气管连接滑块供气，这样很容易引入因气管弹塑性而产生的约束力，在不安装外部驱动电机的情况下滑块位置会受气管弹塑性影响，另有一些气浮导轨使用气瓶供气来避免滑块连接通气管，但因其供气时间有限，所以气浮效果打折。
技术实现思路
:针对上述气浮导轨存在的问题，本专利技术旨在设计一种通气后滑块上无通气管连接、滑块自由悬浮移动的气浮式移动装置。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：一种短行程导轨供气的气浮式移动装置包括导轨、空气用快速接头、气浮滑块和底座，其中气浮滑块由上下安装的水平滑块和两侧安装的竖直滑块组成。各滑块之间通过螺栓固定，安装好的气浮滑块和导轨进行间隙配合，空气用快速接头安装在导轨前端面的靠上的通气孔上，导轨前后端面的其余通气孔使用螺栓封死。该装置通过空压机供气，高压气体经空气用快速接头进入导轨，从导轨上下左右四个面的排气孔进入导轨和气浮滑块之间的间隙，导轨上每一面的通气孔通过细小的气沟连接，气体从滑块和导轨之间的装配间隙流出，高压气体使导轨和气浮滑块之间形成几十微米厚度的气膜，使气浮滑块保持悬浮状态。优选的，导轨上下左右四个面均开有通气孔，并且每个面上的通气孔不少于4个。优选的，导轨上下左右四个面的通气孔通过细小的气沟连接，从而实现气膜厚度的均匀分布。优选的，导轨两端安装底座，底座可以限制气浮滑块移动的范围，为了保证气浮滑块始终覆盖导轨上的气沟，保证气膜的形成，两底座之间的距离不宜过长，如果连接通气孔的气沟沿运动方向的长度为l，气浮滑块长度为L，l<L，则气浮滑块的最大移动距离为L-l，受限于底座的安装实际移动长度小于L-l。本专利技术的有益作用：为了给微位移和微力的测量提供测试平台，该方案放弃了向滑块供气的方案，提出了向导轨供气的新方法，空压机通过气管、过滤调压阀等直接连接导轨上的空气用快速接头，在导轨内部加工气路，导轨上下左右四个面均开通气孔，每个面上的通气孔通过气沟连接，使通气后形成的气膜厚度更为均匀。导轨的刚度显著大于滑块，所以从导轨供气可以使用更高的供气气压，使得气浮承载力提高，滑块上不安装通气管，滑块在运动过程中不受因通气管的弹塑性而引起的约束力的影响，实现了高精度的移动和定位，极小的系统内阻使得微力的测量成为可能。附图说明图1是本专利技术的安装装配示意图；图2是本专利技术导轨和其通气孔以及气沟的示意图；图3是本专利技术导轨和其内部气路示意图。具体实施案例：下面结合附图和具体实施案例对本专利技术进行详细说明。本领域技术人员应该理解的是，这些实施方式仅仅用于解释专利技术的基本原理，并非旨在限制本专利技术的保护范围。需要说明的是，在本专利技术的描述中，所述“上”、“下”“左”、“右”、“前”“后”、“内”、“外”等旨在描述方向或者位置关系的属于基于附图所示的方向或者位置关系，这些只是为了便于描述，而不应该被理解为对本专利技术的限制。除此以外，在本专利技术的描述中，除非有明确的规定和限制，所述“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定的连接，也可以是可拆卸的连接，或一体地连接；可以是直接的连接，也可以是通过别的中间连接件连接。对应本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述语言在专利技术中的含义。如图1所示，一种短行程导轨供气的气浮式移动装置，包括导轨、空气用快速接头、气浮滑块和底座，其中气浮滑块由上下安装的水平滑块和两侧安装的竖直滑块组成。滑块之间通过螺栓固定，安装好的气浮滑块套在导轨上，空气用快速接头安装在导轨前端面的靠上的通气孔上，导轨前后端面其余通气孔通过螺栓封死。导轨安装在底座上，底座起到支撑作用。如图2所示，气浮式移动装置的导轨和导轨上的通气孔、气沟，导轨上下左右四个面上各钻出四个通气孔，这些通气孔通过导轨内部的气路与导轨前端面空气用快速接头处相通。如图3所示，气浮式移动装置的导轨内部的气路，通过图示方式在导轨内部连通这些通气孔。滑块之间通过螺栓固定，安装好的气浮滑块套在导轨上，空气用快速接头可以安装在导轨前端面的靠上的通气孔上，导轨前后端面的其余通气孔通过螺栓封死。该装置通过空压机供气，高压气体从空气用快速接头处进入导轨内部，从导轨上下左右四个面的排气孔排出，气体在气浮滑块和导轨之间形成约几十微米厚的气膜，该气膜使气浮滑块保持悬浮状态。本实施方案中的气浮式移动装置，其前后全长约为167mm，左右全宽约为128mm，上下全高约为92mm，设计的工作行程为10mm，导轨、气浮滑块、底座等均为铝合金材质。工作时连接空压机供气，气体经过过滤调压阀和手动阀及滑轨上的空气用快速接头进入滑轨，使用0.4MPa的压力供气，排量约130L/分钟，此条件下形成的气膜厚度大概在20微米，根据仿真软件计算可得，其承载能力在400N左右，即该装置的承重上限约40.8kg。当该装置作为微位移测量设备时，可以用来测量微小的位移量、微小形变值等：将待测量物体与气浮滑块进行刚性连接，测量之前，使用空压机进行供气，使气浮装置的气浮滑块悬浮并稳定在某一位置，对系统进行标定，由于气浮滑块运动过程中内阻很低，不会影响物体本身的移动和形变，所以可以用来测量物体产生的微小的位移量、微小形变值等，气浮滑块的移动量一般通过光学方法测量，如激光测距仪。当该装置作为微力测量设备时，可以用来测量微小的力：将弹性元件例如拉簧引入气浮移动装置形成线性弹性系统，测量之前，使用空压机进行供气，使气浮装置的气浮滑块悬浮并稳定在某一位置，对系统进行标定，然后在气浮滑块上安装一个受力靶标，当靶标受到微小的力的作用时，气浮滑块将产生位移，气浮滑块的移动量一般通过光学方法测量，如激光测距仪，因为是线性弹性系统，所以可将滑块移动量计算为力的大小。作为微力测量设备时可以测量多种力，如气流流经样品表面的粘性力、部分微结构的剪切力、微小推力、电磁力等。对于本专利所讨论的气浮导轨，当其工作环境温度基本恒定，导轨表面粗糙度为已知的固定值，气体即为普通压缩空气时，其摩擦系数将基本不会发生变化。所以，为了测得本专利所设计的气浮导轨的摩擦系数，可进行如下实验：调节测量系统其中一端的支撑柱上的微分头使导轨向另一端倾斜一个微小的角度，该角度应尽可能的小。在重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短行程导轨供气的气浮式移动装置，包括导轨、空气用快速接头、滑块和底座，其特征在于，所述滑块为气浮滑块，其由上下安装的水平滑块和两侧安装的竖直滑块组成。各滑块之间通过螺栓固定，安装好的气浮滑块和导轨进行间隙配合，空气用快速接头安装在导轨前端面的靠上的通气孔上，导轨前后端面的其余通气孔使用螺栓封死。该装置通过空压机供气，高压气体经空气用快速接头进入导轨，从导轨上下左右四个面的排气孔进入导轨和气浮滑块之间的间隙，导轨上每一面的通气孔通过细小的气沟连接，气体从滑块和导轨之间的装配间隙流出，高压气体使导轨和气浮滑块之间形成几十微米厚度的气膜，使气浮滑块保持悬浮状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种短行程导轨供气的气浮式移动装置，包括导轨、空气用快速接头、滑块和底座，其特征在于，所述滑块为气浮滑块，其由上下安装的水平滑块和两侧安装的竖直滑块组成。各滑块之间通过螺栓固定，安装好的气浮滑块和导轨进行间隙配合，空气用快速接头安装在导轨前端面的靠上的通气孔上，导轨前后端面的其余通气孔使用螺栓封死。该装置通过空压机供气，高压气体经空气用快速接头进入导轨，从导轨上下左右四个面的排气孔进入导轨和气浮滑块之间的间隙，导轨上每一面的通气孔通过细小的气沟连接，气体从滑块和导轨之间的装配间隙流出，高压气体使导轨和气浮滑块之间形成几十微米厚度的气膜，使气浮滑块保持悬浮状态。


2.一种如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑伟政，黄金艺，周文源，王圣坤，周子丹，何洋，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61