[发明专利]用于超长距离跟随吊点运动轨迹的无摩擦气浮装置

说明书

技术领域

本发明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，本发明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。

本发明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。

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。

本发明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。

附图说明

图1是现有的气浮轴随动部件的示意图。

图2是本发明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

下面结合附图对本发明作进一步描述。

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。