專利名稱：一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及定位器，尤其涉及一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器。
背景技術：
如何將一個剛性部件調(diào)整到某一空間狀態(tài)并使之可靠地鎖定于這一狀態(tài)是 航空、航天、汽車等領域經(jīng)常遇見的問題。
一個部件由柔性工裝與固定平臺連接，通過調(diào)整柔性工裝可使部件處于一 種空間狀態(tài)。 一般來說，這種柔性工裝抵抗外部施加載荷(如精加工切削力、 對接裝配力等)的能力較差，因此需要提供輔助固持系統(tǒng)，跟隨部件姿態(tài)調(diào)整， 并在姿態(tài)調(diào)整之后能夠在保持姿態(tài)不變條件下完成后續(xù)的加工和對接裝配工 作。傳統(tǒng)的機械夾緊裝置難以適應空間位姿不確定的機械系統(tǒng)、難以在固定機 械系統(tǒng)時確保其空間的位姿不會被破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于氣浮和萬向球座的隨 動定位器。
基于氣浮和萬向球座的隨動定位器包括氣浮和萬向球座以及芯軸，氣浮和
萬向球座包括進氣口、底板、氣孔、第一彈簧、定心套、底座、外筒、進油口、
隔圈、第二彈簧、鋼球、調(diào)整螺釘、進油口、調(diào)整墊片、液壓閥芯、蓋板、油
缸、導向套、薄壁襯套、球體、第三彈簧、上半球座、第四彈簧、彈簧座、第
五彈簧、螺母、下半球座，底板上依次設有底座、外筒，底板與底座之間設有
氣腔，底座上設有進氣口、氣孔，并與氣腔相通，外筒內(nèi)，底座上設有下半球
座，下半球座與外筒內(nèi)壁通過第一彈簧、定心套相接，下半球座上中間設有球
體，下半球座通過隔圈、第四彈簧、第五彈簧以及第二彈簧、鋼球、調(diào)整螺釘
與上半球座相連接，在球體上設有多個彈簧座，第四彈簧安裝在彈簧座上，球
體側(cè)面設有進油口，球體上端設有導向套，外筒上設有調(diào)整墊片、蓋板、油缸，
液壓閥芯與第三彈簧安裝在油缸內(nèi)，底板、底座、下半球座、球體、上半球座、
導向套、油缸、蓋板設有中心孔，球體中心孔內(nèi)設有螺母、薄壁襯套、導向套，
油缸側(cè)面設有進油口。
所述的芯軸的入口端面具有錐形結構。導向套的入口端面具有錐形結構。 下半球座與底座之間形成空氣靜壓平面止推軸承結構。
本發(fā)明的優(yōu)點(1)定位器通過油壓的變化使球體、上、下半球座、薄壁
襯套發(fā)生彈性變形并鎖緊芯軸，能可靠固定機械部件的同時又不破壞其原有的 位姿，使用方便、壽命長，尤其適用于角度定位、大尺寸大范圍機械部件的多
點定位；(2)鎖緊力主要由油缸油壓、薄壁襯套油壓決定，鎖緊力可以靈活調(diào) 整、控制，定位器是一種安全可靠的定位裝置；(3)當油壓處于卸荷狀態(tài)，氣 孔進氣時，芯軸的運動不受約束，定位器有優(yōu)異的隨動性能；(4)彈簧，定心 套使得裝置具有自動定心和復位功能；(5)易于在工業(yè)現(xiàn)場實現(xiàn)自動化控制， 多個定位器協(xié)同工作時可控性強；(6)針對不同的應用場合，易于實現(xiàn)定位器 多尺寸多型號的系列化，設計開發(fā)難度低。


附圖是基于氣浮和萬向球座的隨動定位器的結構示意圖； 圖中進氣口 1、底板2、氣孔3、第一彈簧4、定心套5、底座6、外筒7、 進油口8、隔圈9、第二彈簧IO、鋼球ll、調(diào)整螺釘12、進油口 13、調(diào)整墊片 14、液壓閥芯15、蓋板16、油缸17、導向套18、連接螺釘19、芯軸20、薄壁 襯套21、球體22、第三彈簧23、上半球座24、第四彈簧25、彈簧座26、第五 彈簧27、螺母28、下半球座29。
具體實施例方式
如附圖所示，基于氣浮和萬向球座的隨動定位器包括氣浮和萬向球座以及 芯軸20，氣浮和萬向球座包括進氣口 1、底板2、氣孔3、第一彈簧4、定心套
5、 底座6、外筒7、進油口8、隔圈9、第二彈簧IO、鋼球ll、調(diào)整螺釘12、 進油口13、調(diào)整墊片14、液壓閥芯15、蓋板16、油缸17、導向套18、薄壁襯 套21、球體22、第三彈簧23、上半球座24、第四彈簧25、彈簧座26、第五彈 簧27、螺母28、下半球座29，底板2上依次設有底座6、外筒7，底板2與底 座6之間設有氣腔，底座6上設有進氣口 1、氣孔3，并與氣腔相通，外筒7內(nèi)， 底座6上設有下半球座29，下半球座29與外筒7內(nèi)壁通過第一彈簧4、定心套 5相接，下半球座29上中間設有球體22，下半球座29通過隔圈9、第四彈簧 25、第五彈簧27以及第二彈簧10、鋼球11、調(diào)整螺釘12與上半球座24相連 接，在球體22上設有多個彈簧座26,第四彈簧25安裝在彈簧座26上，球體 22側(cè)面設有進油口8，球體22上的設有導向套18，外筒7上設有調(diào)整墊片14、 蓋板16、油缸17，液壓閥芯15與第三彈簧23安裝在油缸17內(nèi)，底板2、底座
6、 下半球座29、球體22、上半球座24、導向套18、油缸17、蓋板16設有中 心孔，球體22中心孔內(nèi)設有螺母28、薄壁襯套21、導向套18，油缸17側(cè)面設 有進油口 13。所述的芯軸20的入口端面具有錐形結構。導向套18的入口端面具有錐形 結構。下半球座29與底座6之間形成的空氣靜壓平面止推軸承結構。
本發(fā)明的工作過程如下首先底座進氣口l進氣，在下半球座29下表面與 底座6上表面之間形成氣膜，使下半球座29進入自由浮動狀態(tài)。然后將與機械 部件剛性連接的芯軸20插入到球體薄壁襯套21中，芯軸20到達目標位置后， 調(diào)姿柔性工裝開始調(diào)整機械部件的空間位姿，隨著部件位姿調(diào)整的芯軸20推動 球體在上半球座24、下半球座29之間發(fā)生轉(zhuǎn)動，并隨著上半球座24、下半球 座29 —起平動。在機械部件空間位姿調(diào)整好后，液壓閥芯15在油壓的作用下 鎖緊上半球座24、下半球座29和球體22，薄壁襯套21在油壓作用下發(fā)生均勻 彈性變形沿周向鎖緊芯軸20，底座進氣口l停止進氣，即可保證在部件位姿不 發(fā)生改變的條件下實現(xiàn)對其可靠固持。將油壓卸載就可以釋放與部件剛性連接 的芯軸20，使部件恢復到調(diào)姿狀態(tài)。在部件裝配、精加工完成以后，將部件吊 離隨動定位器和位姿調(diào)整機構，在第一彈簧4、第二彈簧IO、第三彈簧23、第 四彈簧25、第五彈簧27和定心套5的作用下，液壓閥芯15、上半球座24、下 半球座29和球體22復位到初始位置，整套裝置進入下一次工作準備狀態(tài)。
權利要求
1.一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器，其特征在于包括氣浮和萬向球座以及芯軸(20)，氣浮和萬向球座包括進氣口(1)、底板(2)、氣孔(3)、第一彈簧(4)、定心套(5)、底座(6)、外筒(7)、進油口(8)、隔圈(9)、第二彈簧(10)、鋼球(11)、調(diào)整螺釘(12)、進油口(13)、調(diào)整墊片(14)、液壓閥芯(15)、蓋板(16)、油缸(17)、導向套(18)、薄壁襯套(21)、球體(22)、第三彈簧(23)、上半球座(24)、第四彈簧(25)、彈簧座(26)、第五彈簧(27)、螺母(28)、下半球座(29)，底板(2)上依次設有底座(6)、外筒(7)，底板(2)與底座(6)之間設有氣腔，底座(6)上設有進氣口(1)、氣孔(3)，并與氣腔相通，外筒(7)內(nèi)，底座(6)上設有下半球座(29)，下半球座(29)與外筒(7)內(nèi)壁通過第一彈簧(4)、定心套(5)相接，下半球座(29)上中間設有球體(22)，下半球座(29)通過隔圈(9)、第四彈簧(25)、第五彈簧(27)以及第二彈簧(10)、鋼球(11)、調(diào)整螺釘(12)與上半球座(24)相連接，在球體(22)上設有多個彈簧座(26)，第四彈簧(25)安裝在彈簧座(26)上，球體(22)側(cè)面設有進油口(8)，球體(22)上端設有導向套(18)，外筒(7)上設有調(diào)整墊片(14)、蓋板(16)、油缸(17)，液壓閥芯(15)與第三彈簧(23)安裝在油缸(17)內(nèi)，底板(2)、底座(6)、下半球座(29)、球體(22)、上半球座(24)、導向套(18)、油缸(17)、蓋板(16)設有中心孔，球體(22)中心孔內(nèi)設有螺母(28)、薄壁襯套(21)、導向套(18)，油缸(17)側(cè)面設有進油口(13)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器，其特征 在于，所述的芯軸(20)的入口端面具有錐形結構。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器，其特征 在于，所述的導向套(18)的入口端面具有錐形結構。
4. 根據(jù)權利要求l所述的一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器，其特征 在于，所述的下半球座(29)與底座(6)之間形成空氣靜壓平面止推軸承結構。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于氣浮和萬向球座的隨動定位器。它包括氣浮和萬向球座以及芯軸，氣浮和萬向球座包括進氣口、底板、氣孔、第一彈簧、定心套、底座、外筒、進油口、隔圈、第二彈簧、鋼球、調(diào)整螺釘、進油口、調(diào)整墊片、液壓閥芯、蓋板、油缸、導向套、連接螺釘、芯軸、薄壁襯套、球體、第三彈簧、上半球座、第四彈簧、彈簧座、第五彈簧、螺母、下半球座，底座上設有進氣口、氣孔，底座與外筒、油缸、蓋板、調(diào)整墊片、底板相連接，上、下半球座、球體、薄壁襯套、隔圈由底座支撐，且隔圈與下半球座剛性連接。本發(fā)明的優(yōu)點(1)鎖定和解鎖不會破壞機械系統(tǒng)的空間位姿；(2)裝置具有優(yōu)異的隨動性能。
文檔編號B25J1/00GK101362326SQ20081012135
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權日2008年9月26日
發(fā)明者剛 劉, 姚寶國, 楊衛(wèi)東, 柯映林, 熊瑞斌, 秦龍剛, 明 章, 賈叔仕, 黃浦縉 申請人:浙江大學;成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司