節流嘴直供氣單浮板氣足的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及節流嘴直供氣單浮板氣足，屬于氣足技術領域。
【背景技術】
[0002]精密測量、高精度位置控制、微弱力測量和驅動、零重力環境模擬等要求相對運動的兩體間不存在摩擦力或者摩擦力盡可能的小。氣懸浮技術通過從節流嘴噴出高壓氣體在相對運動的兩體之間形成高壓氣膜，從而實現相對運動兩體的非接觸低摩擦相對運動。在平面內的兩體相對運動，常常采用氣足實現，即通過氣足上的節流嘴噴出高壓氣體，在氣足和氣浮平臺間形成高壓氣膜，使氣足懸浮在氣浮平臺之上，實現氣足相對于氣浮平臺的非接觸微摩擦運動。基于氣足的支撐系統具有高剛度、零摩擦等特點，因此在空間零重力環境模擬、精密裝配、高精度測量等領域得到了廣泛的應用。
[0003]傳統的氣足包括基板和封氣板，通過多個O型密封圈在基板和封氣板之間形成封閉氣腔，基板上安裝節流嘴，封氣板上加工供氣孔。通過供氣孔、氣腔、節流嘴形成完整氣路。供氣孔供入高壓氣體后，通過氣腔均壓然后從節流嘴噴出，在氣足和與之配合的氣浮平臺間形成高壓氣膜，從而實現懸浮和微摩擦運動。這樣的設計，一方面零部件多、結構復雜，加工裝配難度大、成本高；另一方面，節流嘴很難更換，維修不便，一旦出現節流嘴堵塞，需要拆卸整個氣足，將氣足拆解為零件，才能實現節流嘴更換。如圖3所示，為傳統氣足的結構原理圖，它包括環形氣腔11、節流嘴12、緊固件13、氣浮平臺14、封氣板15、0型密封圈16和氣足基板17。
[0004]隨著技術的發展，特別是空間探索的不斷深入，快速低成本實現地面航天器零重力試驗、高精度裝配、測量等對氣足實現低成本和快速維修提出了迫切需求。
【發明內容】
[0005]本發明目的是為了解決現有氣足結構復雜、節流嘴更換不便的問題，提供了一種節流嘴直供氣單浮板氣足。
[0006]本發明所述節流嘴直供氣單浮板氣足，它包括氣足基板、節流嘴、環形供氣管、緊固連接孔、快速連接三通、節流嘴供氣管和進氣管，
[0007]氣足基板與氣浮平臺相配合設置，氣足基板上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設置N個螺紋孔，N為大于或者等于3的整數，每個螺紋孔內對應配合安裝一個節流嘴，每個節流嘴對應插入一個節流嘴供氣管的首端，每個節流嘴供氣管的末端通過一個快速連接三通與環形供氣管連通，環形供氣管與進氣管連接；
[0008]氣足基板的上表面中心處，沿圓周方向均勻設置多個緊固連接孔。
[0009]節流嘴的外圓表面中段具有圓環狀突起，該圓環狀突起使節流嘴外環表面形成階梯面，節流嘴通過該階梯面與螺紋孔和節流嘴供氣管定位固定。
[0010]所述節流嘴供氣管上安裝調壓閥和開關閥。
[0011]本發明的優點:本發明旨在提供一種簡易型、模塊化、能夠快速裝配和維修、在平面內實現非接觸微摩擦相對運動的氣浮單元系統。它采用單浮板結構，即只有一個氣足基板，節流嘴直接裝在安裝在氣足基板上，通過管路直接向每一個節流嘴供氣，所有節流嘴供氣管與環形供氣管連接形成均壓氣腔。這種氣足具有結構簡單，模塊化裝配便捷的優勢，在節流嘴堵塞的時候可以直接拆卸節流嘴而無需拆卸整個氣足，降低了加工裝配難度、方便維修，并且提高了適應能力及加工和維修效率、降低了系統成本。
[0012]本發明由于取消了封氣板，氣浮基板也沒有了密封要求，降低了加工裝配難度，實現了節流嘴的獨立快速更換，降低了維修難度，提高了維修效率，應用于基于氣足的高精度裝配、測量、零重力試驗設備或系統時，可以降低整個系統的開發難度、縮短開發周期，提高維修效率和適應性。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明所述節流嘴直供氣單浮板氣足的結構示意圖；
[0014]圖2是圖1所示節流嘴直供氣單浮板氣足的俯視圖；
[0015]圖3是傳統氣足的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]【具體實施方式】一:下面結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述節流嘴直供氣單浮板氣足，它包括氣足基板1、節流嘴2、環形供氣管3、緊固連接孔4、快速連接三通
5、節流嘴供氣管6和進氣管7，
[0017]氣足基板I與氣浮平臺8相配合設置，氣足基板I上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設置N個螺紋孔，N為大于或者等于3的整數，每個螺紋孔內對應配合安裝一個節流嘴2，每個節流嘴2對應插入一個節流嘴供氣管6的首端，每個節流嘴供氣管6的末端通過一個快速連接三通5與環形供氣管3連通，環形供氣管3與進氣管7連接；
[0018]氣足基板I的上表面中心處，沿圓周方向均勻設置多個緊固連接孔4。
[0019]本實施方式通過快速連接三通5實現從環形供氣管3向節流嘴2供氣，環形供氣管3與節流嘴供氣管相互連通，形成均壓氣腔。環形供氣管3再通過快速連接三通實現均壓氣腔與外供氣源的連通。
[0020]本實施方式中，氣足基板I與氣浮平臺8配合實現相對運動，節流嘴2通過螺紋孔與氣足基板I配合，并通過階梯面定位，它噴出的高壓氣體在氣足和氣浮平臺之間形成高壓氣膜，由此實現氣足基板I與氣浮平臺8之間的非接觸無摩擦相對運動。
[0021]氣浮平臺8可采用花崗巖氣浮平臺；緊固連接孔4用于實現氣足與負載的連接。
[0022]【具體實施方式】二:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，節流嘴2的外圓表面中段具有圓環狀突起，該圓環狀突起使節流嘴2外環表面形成階梯面，節流嘴2通過該階梯面與螺紋孔和節流嘴供氣管6定位固定。
[0023]節流嘴2的外表面形成階梯圓柱形結構，其中心通過精密鉆孔或激光打孔等精密加工手段加工Φ0.1mm?0.5mm的孔，具體的孔直徑根據氣足要求的承載能力、氣足的直徑和節流孔的數量進行設計。節流嘴2通過螺紋配合安裝在氣足基板I上，通過階梯面實現定位，保證節流嘴下表面與氣足基板下表面的相對位置精度。節流嘴2與氣足基板I的下表面采用研磨等加工手段保證一定的平面度。當進氣管7通入0.2MPa?0.6MPa的氣源后，高壓氣體通過環形供氣管3均壓后供入節流嘴供氣管6，最終從節流嘴2噴出，在氣足基板I和氣浮平臺8之間形成高壓、高剛度氣膜，使氣足相對于氣浮平臺8處于懸浮狀態；從而實現氣足及其上負載的氣懸浮支撐和平面內無摩擦三自由度運動。進氣管7、環形供氣管
3、快速連接三通5、節流嘴供氣管6和節流嘴2形成了完整氣路。
[0024]【具體實施方式】三:本實施方式對實施方式一或二作進一步說明，所述節流嘴供氣管6上安裝調壓閥和開關閥。
[0025]在節流嘴供氣管6上加裝調壓閥和開關閥，可以實現對節流嘴2供氣壓力和通斷的獨立控制。關閉堵塞節流嘴的開關閥，在不對氣足斷氣的情況下即可實現對堵塞節流嘴的更換。
[0026]本發明所述氣足的節流嘴通過節流嘴供氣管直接從環形供氣管供氣，取消了傳統氣足中的封氣板，降低了氣足基板對密封的要求，從而降低了加工裝配難度，同時，節流嘴與氣足基板之間采用螺紋配合，采用階梯面定位，在節流嘴堵塞時，可以直接對堵塞的節流嘴進行拆卸更換，直接在對應的快速連接三通位置拆下對應的節流嘴供氣管，通過旋轉節流嘴拆卸堵塞的節流嘴，然后通過螺紋配合安裝新的節流嘴，即完成節流嘴維修或更換，整個過程無需拆卸氣足，降低了維修難度，提高了維修效率。作為擴展，可以在節流嘴供氣管上加裝調壓閥，實現節流嘴供氣壓力的單獨調節，提高氣足的適應性。
【主權項】
1.一種節流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，它包括氣足基板(1)、節流嘴(2)、環形供氣管(3)、緊固連接孔(4)、快速連接三通(5)、節流嘴供氣管(6)和進氣管(7)， 氣足基板(I)與氣浮平臺(8)相配合設置，氣足基板(I)上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設置N個螺紋孔，N為大于或者等于3的整數，每個螺紋孔內對應配合安裝一個節流嘴(2)，每個節流嘴(2)對應插入一個節流嘴供氣管￠)的首端，每個節流嘴供氣管(6)的末端通過一個快速連接三通(5)與環形供氣管(3)連通，環形供氣管(3)與進氣管(7)連接； 氣足基板(I)的上表面中心處，沿圓周方向均勻設置多個緊固連接孔(4)。
2.根據權利要求1所述的節流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，節流嘴(2)的外圓表面中段具有圓環狀突起，該圓環狀突起使節流嘴(2)外環表面形成階梯面，節流嘴(2)通過該階梯面與螺紋孔和節流嘴供氣管(6)定位固定。
3.根據權利要求1或2所述的節流嘴直供氣單浮板氣足，其特征在于，所述節流嘴供氣管(6)上安裝調壓閥和開關閥。
【專利摘要】節流嘴直供氣單浮板氣足，屬于氣足技術領域。本發明是為了解決現有氣足結構復雜、節流嘴更換不便的問題。它包括氣足基板、節流嘴、環形供氣管、緊固連接孔、快速連接三通、節流嘴供氣管和進氣管，氣足基板與氣浮平臺相配合設置，氣足基板上沿徑向的中段位置沿圓周方向均勻設置N個螺紋孔，N為大于或者等于3的整數，每個螺紋孔內對應配合安裝一個節流嘴，每個節流嘴對應插入一個節流嘴供氣管的首端，每個節流嘴供氣管的末端通過一個快速連接三通與環形供氣管連通，環形供氣管與進氣管連接；氣足基板的上表面中心處，沿圓周方向均勻設置多個緊固連接孔。本發明為一種氣足。
【IPC分類】F16C32-06
【公開號】CN104863961
【申請號】CN201510263255
【發明人】劉延芳, 馬明陽, 齊驥, 劉興富, 周啟航, 齊乃明
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月21日