专利名称：用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无摩擦气浮装置，尤其是一种实现直线运动的无摩擦气浮装置。
背景技术：
为实现-运动件在一个方向上移动，一般都涉及到复杂的导轨或滑块设计。而要 实现无摩擦运动则通常采用气浮实现方式，如专利申请号为CN200510085338. 2的“空气轴 承结构及使用空气轴承结构的直线驱动装置”中就公开了一种利用空气轴承结构实现高精 度运动的含直线马达的直线驱动装置。专利申请号为CN200610156698. 1的“空气轴承及其 安装方法以及具有空气轴承的直线驱动装置”也公布了一种利用空气轴承，在导轨上实现 无摩擦水平方向侧滑的设计。虽然上述两个专利都涉及直线驱动装置的设计，然而它们都 注重利用磁动控制气浮轴承的设计，不涉及对_运动件长距离的随动设计。除上述设计外，随着空气轴承的生产技术发展，空气轴承可以承受很高的径向负 载，将其应用在普通气浮轴上使其在轴向运动领域以实现水平方向随运动件无摩擦移动， 亦得到了很广的应用。如图1所示的方案就是一种将运动件1系于气浮套2(空气轴承) 上，气浮套2直接套在气浮轴3上，当运动件1沿气浮轴3做轴向运动时，要求气浮套2能 够随时跟踪运动件1做同样的运动，且在气浮套2和气浮轴3间无摩擦，从而避免因摩擦对 运动件1产生的影响。这类系统在高精度运动控制和测量领域有着很重要的意义。但是，为保证空气轴承的承载力，气浮套与气浮轴之间的气隙要求为微米级，因此 气浮轴的同轴度加工精度要求非常高。另一方面，由于受到运动件、气浮轴、气浮套等的重 力作用，对气浮轴材料的弯曲刚度要求很高。随着运动件移动距离的增加，气浮轴的长度增 加，因为气浮轴是细长杆件，要保证气浮轴长度全长与气浮套之间的间隙，加工难度很大。 因此，能应用在超长距离场合下气浮轴几乎无法加工。该方案可实现短距离的无摩擦运动， 对于长距离甚至超长距离的无摩擦运动几乎无法实现。即使可加工超长距离高精度的气浮 轴，也能难运输与安装，且很难维护，一旦气浮轴出现问题必须全部更换。
发明内容为了克服已有的气浮轴在超长距离场合同轴度加工精度要求很高、弯曲刚度要求 很高、成本高、可靠性及可维护性差的不足，本实用新型提供一种降低同轴度加工精度要 求、降低弯曲刚度要求、降低成本、提高可靠性和可维护性、且便于运输、安装及使用的用于 超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，包括气浮轴和气浮套， 所述气浮套套装在所述气浮轴上，所述气浮套与吊挂绳连接，所述吊挂绳与所述运动件随 动，所述无摩擦气浮装置还包括导轨，所述导轨上可滑动地安装滑块，所述滑块与所述气浮 轴固定连接。进一步，所述气浮轴的两端分别套装安装座，所述安装座与所述滑块固定连接。[0009]再进一步，所述无摩擦气浮装置还包括用以判断气浮套偏离气浮轴中间位置是否 达到设定值的位置传感器，所述位置传感器安装在安装座与气浮套之间。所述位置传感器为霍尔传感器和永磁铁，所述霍尔传感器安装在所述安装座上， 所述永磁铁安装在气浮套的两侧。当然，也可以采用诸如光电传感器之类的其它非接触式 接近开关。气浮套根据运动件吊点位置无摩擦随动，根据检测气浮套位置，主动控制电机等 驱动源，通过滚珠丝杠、同步带、皮带或钢丝绳等各类常规方式控制滑块移动，保证气浮套 位于气浮轴中心位置。这样就能够保证气浮套在超长距离移动情况下始终保持无摩擦。本实用新型的有益效果主要表现在降低同轴度加工精度要求、降低弯曲刚度要 求、降低成本、提高可靠性和可维护性、且便于运输、安装及使用。这样就能够保证运动件在 超长距离移动情况下始终保持无摩擦。
图1是现有的气浮轴随动部件的示意图。图2是本实用新型的用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置的结构 图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图2，一种用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，包括气浮轴3 和气浮套2，所述气浮套2套装在所述气浮轴3上，，所述气浮套2与吊挂绳连接，所述吊挂 绳与所述运动件1随动，所述无摩擦气浮装置还包括导轨4，所述导轨4上可滑动地安装滑 块5，所述滑块5与所述气浮轴3固定连接。所述气浮轴3的两端分别套装安装座6，所述安装座6与所述滑块5固定连接。所述无摩擦气浮装置还包括用以判断气浮套偏离气浮轴中间位置是否达到设定 值的位置传感器，所述位置传感器安装在安装座与气浮套之间。所述位置传感器为霍尔传感器7和永磁铁8，所述霍尔传感器7安装在所述安装座 上，所述永磁铁8安装在气浮套的两侧。所述气浮轴的截面可以采用圆形，也可以采用非圆截面，诸如矩形等，采用非圆截 面气浮轴可以防止轴转动。本实施例中，当运动件1沿与气浮轴3轴向平行的方向短距离移动时，随即拖动气 浮套2在气浮轴3上轴向随动，当某一方向的位置传感器检测到气浮套接近信号后，主动控 制电机等驱动源，通过滚珠丝杠、同步带、皮带或钢丝绳等各类常规方式控制滑块按气浮套 相同运动方向移动，从而保证气浮套位于气浮轴中心位置。对于长距离移动的场合，首先通过主动驱动机构带动滑块移动，由于气浮套与气 浮轴之间无摩擦运动的特性，滑块的移动过程并不对气浮套及运动件的空间位置及运动造 成影响。故而巧妙地将轴向长距离无摩擦移动嫁接到一般精度的滑块导轨组件上，即可实 现气浮套在极短气浮轴随运动件的大位移移动。由于微控制器在实时信号处理及计算功能的强大优势上，能够实现对一定速度下的运动件进行良好的跟随。
权利要求一种用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，包括气浮轴和气浮套，所述气浮套套装在所述气浮轴上，所述气浮套与吊挂绳连接，所述吊挂绳与所述运动件随动，其特征在于所述气浮装置还包括导轨，所述导轨上可滑动地安装滑块，所述滑块与所述气浮轴固定连接。
2.如权利要求1所述的用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，其特征在 于所述气浮轴的两端分别套装安装座，所述安装座与所述滑块固定连接。
3.如权利要求1或2所述的用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，其特 征在于所述气浮装置还包括用以判断气浮套偏离气浮轴中间位置是否达到设定值的位置 传感器，所述位置传感器安装在安装座与气浮套之间。
4.如权利要求3所述的用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，其特征在 于所述位置传感器为霍尔传感器和永磁铁，所述霍尔传感器安装在所述安装座上，所述永 磁铁安装在气浮套的两侧。
专利摘要一种用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置，包括气浮轴和气浮套，所述气浮套套装在所述气浮轴上，所述气浮套与吊挂绳连接，所述吊挂绳与所述运动件随动，所述无摩擦气浮装置还包括导轨，所述导轨上可滑动地安装滑块，所述滑块与所述气浮轴固定连接。本实用新型提供一种降低同轴度加工精度要求、降低弯曲刚度要求、降低成本、提高可靠性和可维护性、且便于运输、安装及使用的用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置。
文档编号F16C32/06GK201679861SQ201020182728
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月7日 优先权日2010年5月7日
发明者乐宁建, 单晓杭, 孙建辉, 汪庆武, 王航金, 谢明峰 申请人:浙江工业大学