[实用新型]一种高精度恒力吊挂装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及恒力输出装置。

背景技术

为实现恒力吊挂，常用的做法是通过悬挂绳和滑轮组将目标工件与减重砝码连接起来，减重砝码质量恒定，因此作用在目标工件上的吊挂力恒定，但是当目标工件做加速或减速运动时，砝码会因自身惯性力的影响而产生一个作用的目标工件上的附加的力，且砝码质量越大影响越大，因此这种方法只适用于目标工件低速或匀速运动的场合。通过电机、传感器和卷绳组件也可以实现恒力吊挂，力传感器测量出悬挂绳上拉力的大小，反馈给电机控制卷绳组件实现悬挂绳的收放，但是传感器的测量会存在一定的误差，且电机控制精度不会很高，极大的影响了恒力吊挂的精度；另一方面，若目标工件质量大，必须通过很大的力才能驱动，则会导致电机的功耗过大，难以控制。

发明内容

针对现有恒力吊挂装置中吊挂力不稳定、恒力吊挂精度不高、难以实现大质量吊挂的问题，本实用新型提供一种操作方便、稳定性好、控制精度高的恒力吊挂装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高精度恒力吊挂装置，包括配重块、电机、悬挂绳、输出气缸、直线导轨、激光位移传感器、反光板、支架。所述输出气缸侧面通过滑块连接竖直方向的直线导轨，所述输出气缸缸筒顶端通悬挂绳连接电机，所述电机安装在支架上，所述支架上安装定滑轮，所述悬挂绳绕在电机输出轴上，最后通过定滑轮连接配重块，所述激光位移传感器安装在输出气缸上。

所述输出气缸包括缸筒、活塞、输出轴、储气座；所述储气套套装在缸筒外且与缸筒间形成储气腔，所述活塞套装在缸筒内且与缸筒内壁间存在极小间隙，所述活塞连接输出轴，所述缸筒下端包含一段缸筒密封端，所述输出轴穿过缸筒密封端且和缸筒密封端内壁间形成极小间隙，所述缸筒上端安装底盖，所述储气套上端安装连接架，所述连接架连接悬挂绳；所述输出轴上连接目标工件。

所述激光位移传感器安装在缸筒的下端，所述反光板套装在输出轴上，所述激光位移传感器与反光板位置相对。

所述缸筒靠近缸筒密封端的一侧均布进气口，所述进气口连通缸筒内腔和储气腔，所述底盖上开有出气口，所述储气套上开有储气进气口，所述储气进气口通过气管连接比例阀。

所述活塞下端均布进气孔，所述活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与进气孔相通，所述第一径向节流孔内安装节流塞；所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组。

所述活塞上开有第一卸压槽；所述第一泄压槽包含活塞外圆柱面上沿圆周方向的凹槽、凹槽内均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的轴向盲孔；所述轴向盲孔通向缸筒的上端，所述凹槽位于第一径向节流孔的下侧；所述第一卸压槽与第一径向节流孔、进气孔间相互隔离。

所述缸筒密封端沿圆周方向均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔沿轴向上至少有两组，所述第二径向节流孔内安装节流塞；所述缸筒密封端外套装气浮座，所述缸筒密封端与气浮座间设有密封腔，所述密封腔与第二径向节流孔相通；所述气浮座上设有气浮进气口。

所述储气套与缸筒间、缸筒与气浮座间均采用O型圈密封。

本实用新型的设计思路及优点表现在：

对于气浮无摩擦气缸来说，由于活塞横截面积一定，所以只要保证进入到缸筒内腔的气体压力恒定，则可保证输出的力值恒定，但是普通的气浮无摩擦气缸行程太短，且活塞移动引起腔体容积变化，从而引起气压瞬变，导致输出力波动。因此，本实用新型将输出气缸通过滑块连接直线导轨，直线导轨为输出气缸提供导向作用，输出气缸上安装有激光位移传感器，激光位移传感器可测量出输出轴的位移，然后将信息反馈给直线电机，通过悬挂绳带动缸筒运动相应的距离，使得活塞始终在缸筒的有效行程内；悬挂绳绕在电机输出轴上，一端连接输出气缸缸筒，另一端绕过定滑轮连接配重块，因此作用在缸筒上的力可通过配重块减重，用很小功率的电机即可带动缸筒运动，且还可以抑制配重块惯性力的影响，从而实现长距离的恒力吊挂。

在缸筒外增加一个储气套，储气套与缸筒间形成储气腔，储气腔通过气管连接比例阀和储气罐，储气腔与缸筒进气腔相通，相当于增大了缸筒进气腔的容积，活塞运动引起的容积变化对气压突变的影响较小，另一方面，利用悬挂绳控制缸筒随动，减小了因活塞运动引起缸筒腔体体积的突变，进一步提高了恒力输出的精度。

活塞上设有第一径向节流孔，缸筒进气腔内的高压气体通过活塞上的进气孔进入第一径向节流孔，在缸筒与活塞的间隙形成气膜；缸筒密封端设有第二径向节流孔，通过气浮座上的气浮进气口进行独立供气，为输出轴提供润滑和支撑；结构及供气方式简单、承载能力好。