一種氣動重力補償系統及其氣浮無摩擦氣缸結構的制作方法

本實用新型涉及零重力系統輔助設備
技術領域：
，具體涉及一種用于氣動重力補償系統的氣浮無摩擦氣缸結構。本實用新型還涉及一種包括上述氣浮無摩擦氣缸結構的氣動重力補償系統。
背景技術：
：為保證太空站、飛行器等系統的高可靠性及精度，在軌飛行前必須在地面上利用零重力系統對其各子系統進行動力學試驗；目前，零重力系統的實現方式主要為被動或主動控制的懸掛系統兩種。氣動重力補償系統作為一種特殊的零重力系統，由于其具有剛度低、行程長等優點，在低頻動力學測試中的得到了廣泛運用。作為氣動重力補償系統的核心部件之一的氣浮無摩擦氣缸，其性能直接影響系統壓力控制的穩定性，因此，提供一種新型的氣浮無摩擦氣缸結構，以期通過泄漏流量大小以及活塞徑向承載能力的設計，提高其使用性能，保證氣動重力補償系統的穩定性。技術實現要素：本實用新型的目的是提供一種新型的氣浮無摩擦氣缸結構，以期通過泄漏流量大小以及活塞徑向承載能力的設計，提高其使用性能，保證氣動重力補償系統的穩定性。本實用新型的另一目的是提供一種包括該氣浮無摩擦氣缸結構的氣動重力補償系統。為了實現上述目的，本實用新型提供一種氣浮無摩擦氣缸結構，包括缸筒、套裝于所述缸筒內的活塞，和設置于所述活塞外端的負載支撐件；所述缸筒與所述活塞同軸設置，且所述缸筒的內周壁與所述活塞的外周壁之間具有預設長度的徑向間隙；所述缸筒的底端開設有與氣源連通的供氣孔；所述活塞上開設有至少一排節流孔，同一排中的各所述節流孔沿所述活塞的周向均勻分布，所述節流孔的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節流孔數量為8-12個。進一步地，所述活塞上開設有兩排節流孔，兩排中的節流孔數目和孔徑均相等，且兩排節流孔在所述活塞的軸向方向一一對應地設置。進一步地，兩排所述節流孔中的一排與所述活塞之外端面間的軸向距離為所述活塞高度的四分之一；兩排所述節流孔中的另一排與所述活塞之內端面間的軸向距離為所述活塞高度的四分之一。進一步地，所述節流孔的孔徑為0.72mm。進一步地，每排包括的節流孔數量為10個。進一步地，所述徑向間隙的預設長度為0.043mm。本實用新型還提供一種氣動重力補償系統，包括氣缸和與所述氣缸傳動連接的負載，所述氣缸為如上所述的氣浮無摩擦氣缸結構。本實用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結構包括缸筒、套裝于所述缸筒內的活塞，和設置于所述活塞外端的負載支撐件；其中，所述缸筒與所述活塞同軸設置，且所述缸筒的內周壁與所述活塞的外周壁之間具有預設長度的徑向間隙；所述缸筒的底端開設有與氣源連通的供氣孔；所述活塞上開設有至少一排節流孔，同一排中的各所述節流孔沿所述活塞的周向均勻分布，所述節流孔的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節流孔數量為8-12個。這樣，該氣缸結構設計了預設孔徑范圍和數量的節流孔，從而能夠通過節流孔的設置使得泄漏流量和活塞徑向承載能力滿足工況需求，提高了其使用性能，保證了氣動重力補償系統的穩定性。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。在所有附圖中，類似的元件或部分一般由類似的附圖標記標識。附圖中，各元件或部分并不一定按照實際的比例繪制。圖1為本實用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結構一種具體實施方式的結構示意圖；圖2為圖1所示氣浮無摩擦氣缸結構中活塞的結構示意圖；圖3為圖2所示活塞的周向展開圖。附圖標記說明：1-缸筒11-供氣孔2-活塞21-節流孔3-負載支撐件4-徑向間隙具體實施方式下面將結合附圖對本實用新型技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。需要注意的是，除非另有說明，本申請使用的技術術語或者科學術語應當為本實用新型所屬領域技術人員所理解的通常意義。請參考圖1和圖3，圖1為本實用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結構一種具體實施方式的結構示意圖；圖2為圖1所示氣浮無摩擦氣缸結構中活塞的結構示意圖；圖3為圖2所示活塞的周向展開圖。在一種具體實施方式中，本實用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結構包括缸筒1、套裝于所述缸筒1內的活塞2，和設置于所述活塞2外端的負載支撐件3；其中，所述缸筒1與所述活塞2同軸設置，且所述缸筒1的內周壁與所述活塞2的外周壁之間具有預設長度的徑向間隙4；所述缸筒1的底端開設有與氣源連通的供氣孔11；所述活塞2上開設有至少一排節流孔21，同一排中的各所述節流孔21沿所述活塞2的周向均勻分布，所述節流孔21的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節流孔21數量為8-12個。這樣，該氣缸結構設計了預設孔徑范圍和數量的節流孔21，從而能夠通過節流孔21的設置使得泄漏流量和活塞2徑向承載能力滿足工況需求，提高了其使用性能，保證了氣動重力補償系統的穩定性。為了提高節流性能，保證液體流通順暢性，可在活塞2上開設有兩排節流孔21，兩排中的節流孔21數目和孔徑均相等，且兩排節流孔21在所述活塞2的軸向方向一一對應地設置，以提高各處的受力均衡，保證工作穩定性，降低振動噪聲；從理論上來講，節流孔21也不局限于設置兩排，其也可以僅設置一排，亦可以設置三排或者更多排，具體可根據工況要求確定。具體地，兩排所述節流孔21中的一排與所述活塞2之外端面間的軸向距離為所述活塞2高度的四分之一；兩排所述節流孔21中的另一排與所述活塞2之內端面間的軸向距離為所述活塞2高度的四分之一。通過節流孔21與活塞2外端面之間距離的限定，進一步提高了結構合理性和優化性。優選地，節流孔21的孔徑為0.72mm、每排包括的節流孔21數量為10個、所述徑向間隙4的預設長度為0.043mm。如表1所示，選擇上述系列的參數取值，與對比例相比，在具有相對較大的徑向承載能力同時也保證了較小的泄漏量，達到了綜合性能最優的目的。其中，表1中，d為節流孔21的直徑(即孔徑)，h0為活塞2與缸筒1間的徑向間隙4，n為節流孔21的數量，l/L為節流孔21的位置參數(即節流孔21到同側活塞2端面的距離與活塞2高度的比值)，W/N為徑向承載力，q/L為泄漏量。表1參數對比表h0/mmd/mmnl/LW/Nq/Lmin-10.0430.72100.2569310.020.1160.3665550.041150.3702120.060.2140.2456520.080.9130.19632320.10.3120.1372650.120.8110.1581090.140.490.16472300.160.780.21353300.180.570.27275100.20.660.3339670除了氣浮無摩擦氣缸結構，本實用新型還提供一種包括上述氣浮無摩擦氣缸結構的氣動重力補償系統，該啟動重力補償系統的其他各部分結構請參考現有技術，在此不再贅述。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求和說明書的范圍當中。當前第1頁1 2 3