[发明专利]哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置

权利要求书

1.哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置，其特征在于，包括N个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)、配重框(2)、随动框(3)、支撑基座(4)和气足(5)；N为大于或等于2的整数；

随动框(3)上固定有载荷(6)；

N个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)沿周向均匀布设在支撑基座(4)的顶端面上；

气足(5)固定在支撑基座(4)的底端面上；

配重框(2)和随动框(3)共轴，且配重框(2)套在随动框(3)外侧，二者间存在间隙；

配重框(2)和随动框(3)均可相对于支撑基座(4)的顶端面上、下移动；

每个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)的配重端绳(1-1)的自由端与配重框(2)的下部固定连接，每个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)的随动端绳(1-2)的自由端与随动框(3)的下部固定连接；

哑铃形变径气浮滑轮机构(1)通过气浮润滑的方式实现转动，通过每个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)上的配重端绳(1-1)和随动端绳(1-2)的变径卷扬，使得与配重端绳(1-1)连接的配重框(2)和与随动端绳(1-2)连接的随动框(3)上、下移动，从而实现通过配重框(2)对随动框(3)和载荷(6)进行重力补偿；其中，配重框(2)和随动框(3)的运动方向相反；

每个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)包括配重端绳(1-1)、随动端绳(1-2)、哑铃形变径气浮滑轮(1-3)和两个气浮球窝(1-4)；

哑铃形变径气浮滑轮(1-3)包括两个气浮球(1-3-1)和变径连接轴(1-3-2)，且变径连接轴(1-3-2)在长度方向上划分成两部分，分别为大径轴和小径轴，

变径连接轴(1-3-2)的两端各固定一个气浮球(1-3-1)；

配重端绳(1-1)的固定端固定在哑铃形变径气浮滑轮(1-3)的大径轴上，并缠绕在大径轴上；

随动端绳(1-2)的固定端固定在哑铃形变径气浮滑轮(1-3)的小径轴上，并缠绕在小径轴上；

配重端绳(1-1)的绕线方向与随动端绳(1-2)的绕线方向相反；

两个气浮球窝(1-4)均固定在支撑基座(4)的顶端面上，且两个气浮球窝(1-4)分别与哑铃形变径气浮滑轮(1-3)的两个气浮球(1-3-1)气浮连接。

2.根据权利要求1所述的哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置，其特征在于，气浮球窝(1-4)采用多孔制材料制成。

3.根据权利要求1所述的哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置，其特征在于，配重端绳(1-1)受到的拉力等于配重框(2)受到的重力，随动端绳(1-2)受到的拉力等于随动框(3)与载荷(6)受到的重力。

4.根据权利要求1所述的哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置，其特征在于，哑铃形变径气浮滑轮(1-3)的大径轴直径为R，其小径轴的直径为r；

当配重框(2)的质量M与随动框(3)和载荷(6)的质量总和m的关系为M＝mr/R时，载荷(6)的重力被完全补偿。

5.根据权利要求1所述的哑铃形变径气浮滑轮纵向重力补偿装置，其特征在于，配重框(2)包括1号上框体(2-1)、1号下框体(2-2)和1号气浮导向装置(2-3)；

1号气浮导向装置(2-3)包括1号气浮导杆和1号气浮轴承，1号气浮轴承套设在1号气浮导杆上，且二者气浮连接，1号气浮轴承可相对于1号气浮导杆上、下移动；

1号气浮导向装置(2-3)贯穿支撑基座(4)的顶端面，1号气浮导杆的两端固定在1号上框体(2-1)与1号下框体(2-2)之间，且支撑基座(4)的顶端面位于1号上框体(2-1)和1号下框体(2-2)之间；

1号气浮轴承的外壁固定在支撑基座(4)的顶端面上；

每个哑铃形变径气浮滑轮机构(1)的配重端绳(1-1)的自由端与配重框(2)的1号下框体(2-2)固定连接。