专利名称：具有测量和自动调节功能的气浮垫的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气浮平台试验系统中的气浮垫，尤其是具有支撑力测量及支撑高度自动调节功能的气浮垫。
背景技术：
航天领域的卫星太阳电池阵展开试验等运动试验需要用到气浮垫，用于支撑试验负载，达到试验负载在气浮平台上低摩擦力运动的效果。目前公知的气浮垫是将调节螺杆安装在气垫盘上而成，采用手动方法调节支撑高度，不具有支撑力测量能力或支撑高度自动调节能力，或只具备支撑力测量能力而不具备支撑高度自动调节能力。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种具有测量和自动调节功能的气浮垫，不仅具有测量支撑力能力，而且具有自动调节支撑高度能力。为了达到上述的目的，本实用新型提供一种具有测量和自动调节功能的气浮垫，包括气垫盘、导向轴套、导向轴、电机支架、支撑支架、电机、测力传感器、弹性连接器、连接块、丝杠和丝杠螺母；所述导向轴套固定设置在所述气垫盘内；所述导向轴的一端固定连接在所述电机支架的底端，所述导向轴的另一端插入所述导向轴套内；所述电机设置在所述电机支架上；所述丝杠螺母固定设置在所述气垫盘内；所述丝杠的一端固定在所述电机的输出轴上，所述丝杠的另一端插入所述丝杠螺母内；所述支撑支架设置在所述电机支架上；所述测力传感器设置在所述支撑支架上；所述弹性连接器连接所述连接块与所述支撑支架。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述气浮垫还设有气管接头，所述气垫盘内设有通气道和多个节流孔，所述多个节流孔位于所述气垫盘的底端，并与所述通气道贯通，所述通气道与所述气管接头连接。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述导向轴套及所述丝杠螺母的长度方向平行于支撑方向。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述测力传感器为应变片，所述弹性连接器设置在所述支撑支架上，所述连接块设置在所述弹性连接器上。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述应变片包括多片，安装在所述支撑支架的不同位置上。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述测力传感器为压力传感器，所述弹性连接器设置在所述压力传感器上，所述连接块设置在所述弹性连接器上。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述压力传感器为电容型压力传感器或者电阻型压力传感器。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述弹性连接器为弹簧或者橡胶压块。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述丝杠为螺距小的滚珠丝杠或者螺距小的滑动丝杠。上述具有测量和自动调节功能的气浮垫，其中，所述导向轴套与所述气垫盘、所述丝杠螺母与所述气垫盘、所述丝杠与所述电机的输出轴均采用一体化设计。本实用新型的有益效果具体如下I、本实用新型采用电动方式调节气浮垫支撑高度，便于实现自动化控制；2、本实用新型采用测力传感器测量支撑力，使得单个气浮垫支撑力的控制能更精确，并且在气浮垫组合使用时能测量多个气浮垫支撑力之间的关系；3、本实用新型具有自动调节支撑高度和测量支撑力的能力，因此不仅可以用于 试验过程中气浮垫支撑高度固定的试验，也可以用于试验过程中支撑高度变化的试验，不仅可以用于试验过程中气浮垫支撑力固定的试验，也可以用于试验过程中支撑力变化的试验，从而大大拓展了气浮垫的应用范围。
本实用新型的具有测量和自动调节功能的气浮垫由以下的实施例及附图给出。图I是本实用新型具有测量和自动调节功能的气浮垫实施例一的示意图。图2是本实用新型具有测量和自动调节功能的气浮垫实施例二的示意图。
具体实施方式
以下将结合图I 图2对本实用新型的具有测量和自动调节功能的气浮垫作进一步的详细描述。实施例一参见图1，本实施例的具有测量和自动调节功能的气浮垫包括气垫盘I、导向轴套2、导向轴3、电机支架4、支撑支架5、电机6、应变片7、弹簧8、连接块9、丝杠10、丝杠螺母11和气管接头12 ；所述导向轴套2固定设置在所述气垫盘I内，即所述导向轴套2与所述气垫盘I采用一体化设计，所述导向轴套2的长度方向平行于支撑方向；所述导向轴3的一端固定连接在所述电机支架4的底端,所述导向轴3的另一端插入所述导向轴套2内，所述导向轴3可在所述导向轴套2内沿支撑方向移动；所述导向轴3与所述导向轴套2成对使用，且至少包含两对；所述电机6设置在所述电机支架4上；所述丝杠螺母11固定设置在所述气垫盘I内，即所述丝杠螺母11与所述气垫盘I采用一体化设计，所述丝杠螺母11的长度方向平行于支撑方向；所述丝杠10的一端固定在所述电机6的输出轴上，即所述丝杠10与所述电机6的输出轴采用一体化设计，所述丝杠10的另一端插入所述丝杠螺母11内，所述丝杠10可在所述丝杠螺母11内沿支撑方向移动；所述丝杠10与所述丝杠螺母11成对使用；所述支撑支架5设置在所述电机支架4上；[0033]所述应变片7设置在所述支撑支架5上，所述应变片7可以是I片、2片、3片或者更多，安装在所述支撑支架5的不同位置，利用多片应变片7的电阻变化综合计算出支撑力的值；所述弹簧8的一端与所述支撑支架5的顶端连接，所述弹簧8的另一端与所述连接块9连接，所述连接块9用于连接试验负载；所述气垫盘I内设有通气道15和多个节流孔16，所述多个节流孔16位于所述气垫盘I的底端，并与所述通气道15贯通，所述通气道15与所述气管接头12连接。本实施例中，所述导向轴套2为直线轴承；所述的电机6为减速电机；所述丝杠10可以为螺距小的滚珠丝杠，也可以为螺距小的滑动丝杠。本实施例气浮垫的工作原理是进行试验工作时将整个气浮垫放置于气浮平台上，试验负载通过连接块9与气浮垫连接，高压气体通过所述气管接头12进入所述气垫盘 1，并从所述气垫盘I底端的节流孔16流出，在气浮垫与气浮平台之间形成气膜，从而保证了气浮垫能在气浮平台上以微摩擦力自由运动；所述支撑支架5在一定的负载的作用下产生一定的形变，所述支撑支架5的一定的形变对应所述应变片7 —定的阻值变化，从而可以根据所述应变片7的阻值测出对应负载的大小(实现支撑力测量功能)，所述应变片7可以有不止I片，安装于所述支撑支架5的不同位置；外部设备根据测得的负载力大�。运龅缁�6施以激励电流使所述电机6转动，安装于所述电机6的输出轴上的丝杠10在所述电机6带动下转动，所述丝杠10与所述丝杠螺母11构成的运动副将所述电机6的转动转化为调节支撑高度的直线运动，同时，所述导向轴3和导向轴套2构成的运动副保证所述支撑支架5与气浮盘I之间的相对运动是直线运动，由于所述气垫盘I在支撑方向不动，从而所述支撑支架5在所述电机6的带动下最终带动试验负载的支撑高度进行了调节，并且随着支撑高度的调节，气浮垫对试验负载的支撑力也发生变化，并反映到所述支撑支架5的形变和所述应变片的阻值变化上，所述弹簧8安装在所述支撑支架5与所述连接块9之间可以对支撑力起缓冲作用，所述弹簧8根据试验负载的大小选择不同刚度的弹簧，所述丝杠10与所述丝杠螺母11构成的运动副有自锁性，当所述电机6断电时，所述丝杠10与所述丝杠螺母11不会在试验负载作用下运动。实施例二 参见图2，实施例二是实施例一的变型，相同的零部件采用相同的附图标记，实施例二与实施例一的区别在于，实施例二中用压力传感器13替代了实施例一中的应变片7，用橡胶压块14替代了实施例一中的弹簧8 ；实施例二中，所述压力传感器13设置于所述支撑支架5的顶端，所述橡胶压块14设置在所述压力传感器13上，所述连接块9设置在所述橡胶压块14上。所述压力传感器13用于测量支撑力并将支撑力转化为电信号输出给外部设备，所述橡胶压块14对支撑力起缓冲作用。实施例二中，所述压力传感器13可以为电容型压力传感器，也可以为电阻型压力传感器，还可以为其它形式的压力传感器。
权利要求1.一种具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，包括气垫盘、导向轴套、导向轴、电机支架、支撑支架、电机、测力传感器、弹性连接器、连接块、丝杠和丝杠螺母； 所述导向轴套固定设置在所述气垫盘内； 所述导向轴的一端固定连接在所述电机支架的底端，所述导向轴的另一端插入所述导向轴套内； 所述电机设置在所述电机支架上； 所述丝杠螺母固定设置在所述气垫盘内； 所述丝杠的一端固定在所述电机的输出轴上，所述丝杠的另一端插入所述丝杠螺母内； 所述支撑支架设置在所述电机支架上； 所述测力传感器设置在所述支撑支架上； 所述弹性连接器连接所述连接块与所述支撑支架。
2.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述气浮垫还设有气管接头，所述气垫盘内设有通气道和多个节流孔，所述多个节流孔位于所述气垫盘的底端，并与所述通气道贯通，所述通气道与所述气管接头连接。
3.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述导向轴套及所述丝杠螺母的长度方向平行于支撑方向。
4.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述测力传感器为应变片，所述弹性连接器设置在所述支撑支架上，所述连接块设置在所述弹性连接器上。
5.如权利要求4所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述应变片包括多片，安装在所述支撑支架的不同位置上。
6.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述测力传感器为压力传感器，所述弹性连接器设置在所述压力传感器上，所述连接块设置在所述弹性连接器上。
7.如权利要求6所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述压力传感器为电容型压力传感器或者电阻型压力传感器。
8.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述弹性连接器为弹簧或者橡胶压块。
9.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述丝杠为螺距小的滚珠丝杠或者螺距小的滑动丝杠。
10.如权利要求I所述的具有测量和自动调节功能的气浮垫，其特征在于，所述导向轴套与所述气垫盘、所述丝杠螺母与所述气垫盘、所述丝杠与所述电机的输出轴均采用一体化设计。
专利摘要本实用新型的具有测量和自动调节功能的气浮垫包括气垫盘、导向轴套、导向轴、电机支架、支撑支架、电机、测力传感器、弹性连接器、连接块、丝杠和丝杠螺母；所述导向轴套固定设置在所述气垫盘内；所述导向轴的一端固定连接在所述电机支架的底端，所述导向轴的另一端插入所述导向轴套内；所述电机设置在所述电机支架上；所述丝杠螺母固定设置在所述气垫盘内；所述丝杠的一端固定在所述电机的输出轴上，所述丝杠的另一端插入所述丝杠螺母内；所述支撑支架设置在所述电机支架上；所述测力传感器设置在所述支撑支架上；所述弹性连接器连接所述连接块与所述支撑支架。
文档编号G01D11/00GK202547673SQ20122014759
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者刘倩, 胡斌, 舒青, 郑超 申请人:上海宇航系统工程研究所
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