本實(shí)用新型涉及零重力系統(tǒng)輔助設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型還涉及一種包括上述氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：為保證太空站、飛行器等系統(tǒng)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(tǒng)對(duì)其各子系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)；目前，零重力系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式主要為被動(dòng)或主動(dòng)控制的懸掛系統(tǒng)兩種。氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)作為一種特殊的零重力系統(tǒng)，由于其具有剛度低、行程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在低頻動(dòng)力學(xué)測(cè)試中的得到了廣泛運(yùn)用。作為氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的核心部件之一的氣浮無摩擦氣缸，其性能直接影響系統(tǒng)壓力控制的穩(wěn)定性，因此，提供一種新型的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)，以期通過泄漏流量大小以及活塞徑向承載能力的設(shè)計(jì)，提高其使用性能，保證氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的穩(wěn)定性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的是提供一種新型的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)，以期通過泄漏流量大小以及活塞徑向承載能力的設(shè)計(jì)，提高其使用性能，保證氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種包括該氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)，包括缸筒、套裝于所述缸筒內(nèi)的活塞，和設(shè)置于所述活塞外端的負(fù)載支撐件；所述缸筒與所述活塞同軸設(shè)置，且所述缸筒的內(nèi)周壁與所述活塞的外周壁之間具有預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的徑向間隙；所述缸筒的底端開設(shè)有與氣源連通的供氣孔；所述活塞上開設(shè)有至少一排節(jié)流孔，同一排中的各所述節(jié)流孔沿所述活塞的周向均勻分布，所述節(jié)流孔的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節(jié)流孔數(shù)量為8-12個(gè)。進(jìn)一步地，所述活塞上開設(shè)有兩排節(jié)流孔，兩排中的節(jié)流孔數(shù)目和孔徑均相等，且兩排節(jié)流孔在所述活塞的軸向方向一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置。進(jìn)一步地，兩排所述節(jié)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(jié)流孔中的另一排與所述活塞之內(nèi)端面間的軸向距離為所述活塞高度的四分之一。進(jìn)一步地，所述節(jié)流孔的孔徑為0.72mm。進(jìn)一步地，每排包括的節(jié)流孔數(shù)量為10個(gè)。進(jìn)一步地，所述徑向間隙的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度為0.043mm。本實(shí)用新型還提供一種氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)，包括氣缸和與所述氣缸傳動(dòng)連接的負(fù)載，所述氣缸為如上所述的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)包括缸筒、套裝于所述缸筒內(nèi)的活塞，和設(shè)置于所述活塞外端的負(fù)載支撐件；其中，所述缸筒與所述活塞同軸設(shè)置，且所述缸筒的內(nèi)周壁與所述活塞的外周壁之間具有預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的徑向間隙；所述缸筒的底端開設(shè)有與氣源連通的供氣孔；所述活塞上開設(shè)有至少一排節(jié)流孔，同一排中的各所述節(jié)流孔沿所述活塞的周向均勻分布，所述節(jié)流孔的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節(jié)流孔數(shù)量為8-12個(gè)。這樣，該氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了預(yù)設(shè)孔徑范圍和數(shù)量的節(jié)流孔，從而能夠通過節(jié)流孔的設(shè)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(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的穩(wěn)定性。附圖說明為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)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(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。圖1為本實(shí)用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示活塞的周向展開圖。附圖標(biāo)記說明：1-缸筒11-供氣孔2-活塞21-節(jié)流孔3-負(fù)載支撐件4-徑向間隙具體實(shí)施方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。需要注意的是，除非另有說明，本申請(qǐng)使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的通常意義。請(qǐng)參考圖1和圖3，圖1為本實(shí)用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)中活塞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示活塞的周向展開圖。在一種具體實(shí)施方式中，本實(shí)用新型所提供的氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)包括缸筒1、套裝于所述缸筒1內(nèi)的活塞2，和設(shè)置于所述活塞2外端的負(fù)載支撐件3；其中，所述缸筒1與所述活塞2同軸設(shè)置，且所述缸筒1的內(nèi)周壁與所述活塞2的外周壁之間具有預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的徑向間隙4；所述缸筒1的底端開設(shè)有與氣源連通的供氣孔11；所述活塞2上開設(shè)有至少一排節(jié)流孔21，同一排中的各所述節(jié)流孔21沿所述活塞2的周向均勻分布，所述節(jié)流孔21的孔徑范圍為0.7mm-0.74mm，每排包括的節(jié)流孔21數(shù)量為8-12個(gè)。這樣，該氣缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了預(yù)設(shè)孔徑范圍和數(shù)量的節(jié)流孔21，從而能夠通過節(jié)流孔21的設(shè)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(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了提高節(jié)流性能，保證液體流通順暢性，可在活塞2上開設(shè)有兩排節(jié)流孔21，兩排中的節(jié)流孔21數(shù)目和孔徑均相等，且兩排節(jié)流孔21在所述活塞2的軸向方向一一對(duì)應(yīng)地設(shè)置，以提高各處的受力均衡，保證工作穩(wěn)定性，降低振動(dòng)噪聲；從理論上來講，節(jié)流孔21也不局限于設(shè)置兩排，其也可以僅設(shè)置一排，亦可以設(shè)置三排或者更多排，具體可根據(jù)工況要求確定。具體地，兩排所述節(jié)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(jié)流孔21中的另一排與所述活塞2之內(nèi)端面間的軸向距離為所述活塞2高度的四分之一。通過節(jié)流孔21與活塞2外端面之間距離的限定，進(jìn)一步提高了結(jié)構(gòu)合理性和優(yōu)化性。優(yōu)選地，節(jié)流孔21的孔徑為0.72mm、每排包括的節(jié)流孔21數(shù)量為10個(gè)、所述徑向間隙4的預(yù)設(shè)長(zhǎng)度為0.043mm。如表1所示，選擇上述系列的參數(shù)取值，與對(duì)比例相比，在具有相對(duì)較大的徑向承載能力同時(shí)也保證了較小的泄漏量，達(dá)到了綜合性能最優(yōu)的目的。其中，表1中，d為節(jié)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(jié)流孔21的數(shù)量，l/L為節(jié)流孔21的位置參數(shù)(即節(jié)流孔21到同側(cè)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(shù)對(duì)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(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供一種包括上述氣浮無摩擦氣缸結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)，該啟動(dòng)重力補(bǔ)償系統(tǒng)的其他各部分結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)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(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)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(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)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(jī)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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)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(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。當(dāng)前第1頁1 2 3