CN106855173B - 一种气浮平面运动的悬停机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气浮装置，具体的说是一种气浮平面运动的悬停机构，用于模拟低摩擦条件下设备在气浮平台***上的悬浮定位装置。所述悬停机构安装在可悬浮于气浮平台上的设备主机架上，悬停机构包括直线驱动机构、两套拉杆组件及两个摩擦头，其中两套拉杆组件分别铰接于直线驱动机构的两端，两个摩擦头分别安装在两套拉杆组件上，用于与气浮平台摩擦接触，直线驱动机构通过伸缩运动带动两侧拉杆组件运动，使悬停机构的高度改变，从而改变摩擦头与气浮平台之间的摩擦力。本发明对低摩擦环境仪器设备在实验和测量过程中的快速自主定位，不会影响原有气浮状态，并且在定位悬浮过程中不会对设备产生附加扰动力，也不会改变其原有姿态。

Description

一种气浮平面运动的悬停机构
技术领域
本发明涉及一种气浮装置，具体的说是一种气浮平面运动的悬停机构，用于模拟低摩擦条件下设备在气浮平台***上的悬浮定位装置。
背景技术
气浮平台主要应用于低摩擦领域，通过气足或气浮面使设备悬浮于平台上，主要用于高精度测量以及运动学和力学试验。工作时，气浮装置处于一种不稳平衡状态，即使空气流动这样很小的外界干扰力，也很容易使设备产生滑移。为使设备能稳定、精确定位并悬浮于平台上，需要一种悬浮定位装置。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种气浮平面运动的悬停机构。该悬停机构对低摩擦环境仪器设备在实验和测量过程中的快速自主定位，不会影响原有气浮状态，并且在定位悬浮过程中不会对设备产生附加扰动力，也不会改变其原有姿态。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种气浮平面运动的悬停机构，所述悬停机构安装在可悬浮于气浮平台上的设备主机架上，所述悬停机构包括直线驱动机构、两套拉杆组件及两个摩擦头，其中两套拉杆组件分别铰接于直线驱动机构的两端，所述两个摩擦头分别安装在两套拉杆组件上，用于与气浮平台摩擦接触，所述直线驱动机构通过水平方向伸缩运动带动两侧拉杆组件运动，使所述悬停机构的高度改变，从而改变摩擦头与气浮平台之间的摩擦力。
两套所述拉杆组件结构相同，均包括支架、拉杆、底座及转轴，其中拉杆的一端与所述直线驱动机构的输出端或尾部铰接，另一端与支架铰接，所述支架的上端通过转轴与底座连接，所述支架下端安装有所述摩擦头，所述摩擦头通过支架的带动可绕转轴转动，所述底座与所述设备主机架连接。
所述支架上设有用于调整支架初始角度的多个连接孔，所述拉杆通过销轴b与其中一个连接孔铰接。
所述支架为直角三角形结构，多个所述连接孔依次设置于该直角三角形结构的斜边上，所述底座和摩擦头分别连接在直角三角形结构的斜边两端。
所述拉杆的两端均设有U型结构的外接头，所述直线驱动机构的输出端和尾部均设有内接头，所述内接头插设于所述拉杆一端的外接头内、并通过销轴c铰接；所述支架插设于所述拉杆另一端的外接头内、并通过销轴b铰接。
所述拉杆的一端或两端的外接头可绕自身轴线回转，可旋转的外接头通过螺母固定。所述拉杆的长度可调。
所述设备主机架的底部安装有一套所述悬停机构，所述直线驱动机构位于设备主机架铅垂中心。
所述设备主机架的底部安装有两套所述悬停机构，两套所述悬停机构中的两个直线驱动机构分别对称设置于设备主机架铅垂中心两侧。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明在不改变原有测量实验装置悬浮状态下产生悬停作用。
2.本发明采用自动化控制，反应速度快，作业效率高。
3.本发明还具有结构简单，重量轻，自身重量对原有气浮设备影响不大。
4.本发明动作简单，作用力关于设备中心对称，不会产生附加干扰力。
5.本发明属于气浮平台工作中定位悬停机构，根据需要可在设备主架体与气浮平台之间安装悬停机构，通过直线驱动装置带动支架的旋转运动，使悬停机构的高度发生变化，通过摩擦头与气浮平台之间产生的摩擦力实现主机架悬停于气浮平台上。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的仰视图；
图4是本发明释放时的工作状态图；
图5是本发明悬停时的工作状态图。
其中，1为摩擦头，2为销轴a，3为支架，4为拉杆，5为销轴b，6为底座，7为转轴，8为螺钉，9为螺母，10为销轴c，11为外接头，12为内接头，13为直线驱动机构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-5所示，本发明提供的一种气浮平面运动的悬停机构，所述悬停机构安装在可悬浮于气浮平台上的设备主机架上，所述悬停机构包括直线驱动机构13、两套拉杆组件及两个摩擦头1，其中两套拉杆组件分别铰接于直线驱动机构13的输出端和尾部，所述两个摩擦头1分别安装在两套拉杆组件上，用于与气浮平台摩擦接触。所述直线驱动机构13通过水平方向伸缩运动带动两侧拉杆组件运动，使所述悬停机构的高度改变，从而改变摩擦头1与气浮平台之间的摩擦力。
所述拉杆组件位于设备主机架与气浮平台之间，并且固定在设备主机架底部，两套拉杆组件结构相同、并对称设置于直线驱动机构两侧，各拉杆组件均包括支架3、拉杆4、底座6及转轴7，其中拉杆4的一端与所述直线驱动机构13的输出端或尾部铰接，另一端与支架3铰接，所述支架3的上端通过安装底座6下端的转轴7连接，所述支架3下端通过销轴a2固定安装有所述摩擦头1，所述摩擦头1通过支架3的带动可绕转轴7转动，所述底座6通过螺钉8与所述设备主机架连接。
所述支架3上设有用于调整支架3初始角度的多个连接孔，所述拉杆4与其中一个连接孔铰接。
本实施例中，所述支架3采用直角三角形结构，多个所述连接孔依次设置于该直角三角形结构的斜边上，所述底座6和摩擦头1分别连接在直角三角形结构的斜边两端。
进一步地，所述拉杆4的两端均设有U型结构的外接头11，所述直线驱动机构13的输出端和尾部均设有内接头12，所述内接头12插设于所述拉杆4一端的外接头11内、并通过销轴c10铰接；所述支架3插设于所述拉杆4另一端的外接头11内、并通过销轴b5与支架3上的一个连接孔铰接。
所述拉杆4的长度可调，拉杆4的一端或两端的外接头11可绕自身轴线回转。本实施例中，所述拉杆4的一端与一外接头11螺纹连接、并通过螺母9固定，拉杆4的另一端与另一外接头11固接。通过旋转螺纹连接的外接头11来调整该连接头11的U型开口方向。
本发明是用于模拟低摩擦条件下设备在气浮平台***上的悬浮定位装置，所述直线驱动机构13安装在设备主架体与气浮平台之间，所述设备主机架是悬浮于气浮平台上的设备仪器本体。所述直线驱动机构13通过水平方向伸出缩回运动带动两侧拉杆组件运动，通过改变结构高度，在设备主架体与气浮平台之间产生摩擦力，从而产生悬停效果。
所述直线驱动机构13具有伸缩功能，可通过气动元件或电动原件实现直线往复运动，运动速度和行程可调节，直线驱动机构13的输出力也可根据实际需要调节。直线驱动机构13两端分别铰接的两个拉杆4同轴，并且两个拉杆组件相对直线驱动机构13对称放置，工作时同时运动，方向相反。本实施例中，所述直线驱动机构13为驱动气缸。摩擦头1采用轻质耐磨材料，用于在不增加装置质量的前提下尽可能增大摩擦系数。
本发明的工作过程如下：
设备主架体在气浮平台上浮动，在低磨擦条件下运动到达指定位置，所述悬停装置开始工作，所述直线驱动机构13动作，输出端缩回，直线驱动机构13带动拉杆4运动，从而带动支架3绕底座6上的转轴7转动，所述悬停装置产生高度变化，固定支架3上的摩擦头1与气浮平台接触，受力产生摩擦，当摩擦力大于***的不稳定干扰力时，产生悬停状态。
设备主机架通过气浮装置可悬浮于气浮平台上，设备主机架与气浮平台之间具有可使用悬停机构的空间，用于安装拉杆组件及直线驱动机构13，使用一套悬停装置时，直线驱动机构13位于设备主机架铅垂中心，两套拉杆组件同时关于设备主机架铅垂中心对称；同时使用两套悬停装置时，两套直线驱动机构13关于设备主机架铅垂中心对称，拉杆组件分别关于相应的直线驱动机构13中心对称。

Claims (9)

1.一种气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述悬停机构安装在可悬浮于气浮平台上的设备主机架上，所述悬停机构包括直线驱动机构(13)、两套拉杆组件及两个摩擦头(1)，其中两套拉杆组件分别铰接于直线驱动机构(13)的两端，所述两个摩擦头(1)分别安装在两套拉杆组件上，用于与气浮平台摩擦接触，所述直线驱动机构(13)通过水平方向伸缩运动带动两侧拉杆组件运动，使所述悬停机构的高度改变，从而改变摩擦头(1)与气浮平台之间的摩擦力。
2.根据权利要求1所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，两套所述拉杆组件结构相同，均包括支架(3)、拉杆(4)、底座(6)及转轴(7)，其中拉杆(4)的一端与所述直线驱动机构(13)的输出端或尾部铰接，另一端与支架(3)铰接，所述支架(3)的上端通过转轴(7)与底座(6)连接，所述支架(3)下端安装有所述摩擦头(1)，所述摩擦头(1)通过支架(3)的带动可绕转轴(7)转动，所述底座(6)与所述设备主机架连接。
3.根据权利要求2所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述支架(3)上设有用于调整支架(3)初始角度的多个连接孔，所述拉杆(4)通过销轴b(5)与其中一个连接孔铰接。
4.根据权利要求3所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述支架(3)为直角三角形结构，多个所述连接孔依次设置于该直角三角形结构的斜边上，所述底座(6)和摩擦头(1)分别连接在直角三角形结构的斜边两端。
5.根据权利要求2所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述拉杆(4)的两端均设有U型结构的外接头(11)，所述直线驱动机构(13)的输出端和尾部均设有内接头(12)，所述内接头(12)插设于所述拉杆(4)一端的外接头(11)内、并通过销轴c(10)铰接；所述支架(3)插设于所述拉杆(4)另一端的外接头(11)内、并通过销轴b(5)铰接。
6.根据权利要求5所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述拉杆(4)的一端或两端的外接头(11)可绕自身轴线回转，可旋转的外接头(11)通过螺母(9)固定。
7.根据权利要求6所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述拉杆(4)的长度可调。
8.根据权利要求1-7任一项所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述设备主机架的底部安装有一套所述悬停机构，所述直线驱动机构(13)位于设备主机架铅垂中心。
9.根据权利要求1-7任一项所述的气浮平面运动的悬停机构，其特征在于，所述设备主机架的底部安装有两套所述悬停机构，两套所述悬停机构中的两个直线驱动机构(13)分别对称设置于设备主机架铅垂中心两侧。
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