[发明专利]气浮刚度加载装置、气浮刚度测试设备及气浮刚度测试方法

权利要求书

1.气浮刚度加载装置，其特征在于，包括第一加载杆、第一加载座和加载组件，所述第一加载座用于与加载设备的出力端接触，所述加载组件用于与待测气浮接触，在第一方向上所述第一加载座安装于所述第一加载杆的中部，在所述第一方向上所述第一加载杆的两端均安装有所述加载组件，所述第一加载杆与所述第一加载座枢接，以使所述加载组件能够在第二方向上相对所述第一加载座移动，所述第一方向为所述第一加载杆的长度方向上，所述第一加载座、第一加载杆和所述加载组件在第二方向上依次排列，所述第二方向垂直于所述第一方向；

所述加载组件包括第二加载杆、第二加载座和加载单元，所述第二加载座与所述第一加载杆固定连接，所述第二加载杆平行于第三方向，在所述第三方向上所述第二加载杆的两端均安装有所述加载单元，在所述第三方向上所述第二加载座安装于所述第二加载座的中部，且所述第二加载座与所述第二加载杆枢接，以使所述加载单元能够相对所述第二加载座在第二方向上移动，所述第一方向和所述第二方向均与所述第三方向垂直。

2.根据权利要求1所述的气浮刚度加载装置，其特征在于，所述第一加载座包括第一销钉和第一槽状本体，所述第一槽状本体套装于所述第一加载杆，所述第一槽状本体与所述第一加载杆间隙配合，在所述第一加载杆上形成有第一销孔，在第三方向上所述第一销钉的一端与所述第一槽状本体固定连接，所述第一销钉的另一端与所述第一销孔间隙配合，所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述第三方向。

3.根据权利要求1所述的气浮刚度加载装置，其特征在于，所述第二加载座包括第二销钉和第二槽状本体，所述第二槽状本体套装于所述第二加载杆，所述第二槽状本体与所述第二加载杆间隙配合，在所述第二加载杆上形成有第二销孔，在第一方向上所述第二销钉的一端与所述第二槽状本体固定连接，所述第二销钉的另一端与所述第二销孔间隙配合。

4.根据权利要求1所述的气浮刚度加载装置，其特征在于，所述加载单元包括第三加载杆和第三加载座，所述第三加载座固定连接于所述第二加载杆，在第三方向上所述第三加载杆的两端均安装有球型柱，在所述第三方向上所述第三加载座安装于所述第三加载杆的中部，所述第三加载杆与所述第三加载座枢接，以使所述球型柱能够相对所述第三加载座在所述第二方向上移动。

5.根据权利要求4所述的气浮刚度加载装置，其特征在于，所述球型柱背离所述第三加载座的一端为圆锥端。

6.气浮刚度测试设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的气浮刚度加载装置；所述气浮刚度测试设备还包括龙门架、加载气缸、传感器安装座、力传感器和位移传感器，所述加载气缸安装于所述龙门架，所述气浮刚度加载装置位于所述加载气缸的下方，所述力传感器安装在所述加载气缸的作用力输出端，所述力传感器与所述第一加载座固定连接，所述位移传感器安装于所述传感器安装座，所述位移传感器用于获取所述气浮刚度加载装置在竖直方向上的位移参数。

7.根据权利要求6所述的气浮刚度测试设备，其特征在于，还包括平台和至少两个柔性限位件，所述柔性限位件、所述龙门架和所述传感器安装座均安装于所述平台的顶面，各所述柔性限位件之间限定待测气浮的放置范围。

8.气浮刚度测试方法，其特征在于，应用权利要求6或7所述的气浮刚度测试设备实现，所述气浮刚度测试方法包括：

向所述待测气浮和所述加载气缸内分别通入气体直至所述气浮刚度加载装置与所述待测气浮接触，停止向所述待测气浮内通入气体，并将所述位移传感器的示数归零；

再次向所述待测气浮内通入气体，并获取所述位移传感器采集的位移数据以作为所述待测气浮当前的气膜厚度；

连续多次改变所述加载气缸的压力以改变所述待测气浮每次所受的负载力，并基于所述力传感器每次采集的所述待测气浮所受的负载力和所述位移传感器采集的气膜厚度，生成所述负载力与所述气膜厚度之间的关系数据；

基于所述负载力与所述气膜厚度之间的关系数据确定所述待测气浮的刚度测量结果。

9.根据权利要求8所述的气浮刚度测试方法，其特征在于，所述负载力与所述气膜厚度之间的关系数据包括：所述负载力与所述气膜厚度之间的关系曲线；

相对应的，所述基于所述负载力与所述气膜厚度之间的关系数据确定所述待测气浮的刚度测量结果，包括：

对所述负载力与所述气膜厚度之间的关系曲线进行一阶求导，得到所述待测气浮的刚度与所述气膜厚度之间的关系曲线；

将所述待测气浮的刚度与所述气膜厚度之间的关系曲线确定为所述待测气浮的刚度测量结果。