专利名称：一种磁力预紧的平面滚动支撑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及精密机电设备，更具体地涉及一种适用于二维平面无约束运动的支撑平台装置，该装置具有灵敏度高、磨擦系数小、负载较大、易于拆装维护等特点。
背景技术：
一般来说，用于二维平面无约束运动的支撑平台装置种类较多。采用面接触支撑方式的平台负载能力较大，但磨擦系数大，灵敏度低，需要的牵引力也较大；而采用气压或液压悬浮支撑方式的平台，虽然磨擦系数小、灵敏度高，但是负载能力小、密封结构复杂；因此，负载能力与灵敏度是在二维平面无约束运动的支撑平台装置中的一对矛盾。无论何种结构的二维平面无约束运动的支撑平台装置，对其进行拆装维护时均需使用专用或通用工具，拆装维护过程较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构合理、能够较好的平衡负载能力与灵敏度之间关系、易于拆装维护的二维平面无约束运动的支撑平台装置。本发明的发明目的是这样实现的一种磁力预紧的平面滚动支撑装置包括活动台组件、滚动钢珠组件、固定台组件、活动台面、高磁合金块、活动衬板、安装螺钉、钢珠上衬板、滚动钢珠、钢珠下衬板、安装螺钉、固定衬板、固定台座。本发明提出一种磁力预紧的平面滚动支撑装置，其包括活动台组件、滚动钢珠组件、固定台组件，其中活动台组件作为平面滚动支撑装置的运动平台，滚动钢珠组件支撑活动台组件的运动，固定台组件作为运动范围的约束以及平面滚动支撑装置的机座，支撑活动台组件和固定台组件；活动台组件包括活动台面、高磁合金块、活动衬板,其中活动衬板通过安装螺钉安装在活动台面内腔的底面，高磁合金块固定在活动台面侧面的凹腔内；滚动钢珠组件包括钢珠上衬板、滚动钢珠、钢珠下衬板，钢珠上衬板和钢珠下衬板其上各开有圆形孔，滚动钢珠装入圆形孔中，钢珠上衬板与钢珠下衬板热合，滚动钢珠在热合后的钢珠上衬板和钢珠下衬板内自由滚动；固定台组件包括固定衬板、固定台座，固定衬板通过安装螺钉安装在固定台座内腔的底面上。优选地,所述活动台面的材料选用轻质合金。优选地，活动台组件的活动台面具有下凹腔，固定台组件的固定台座具有上凹腔，滚动钢珠组件在活动台面的下凹腔与固定台座的上凹腔之间的范围内活动。优选地,在活动台面对称的四个侧面分别设置凹腔,相应地在每个凹腔中固定一个高磁合金块。优选地，高磁合金块固定的方式是胶粘剂粘合。优选地，滚动钢珠是轴承专用钢珠，钢珠上衬板和钢珠下衬板由非金属材料制成。
优选地，活动衬板与钢珠上衬板相接触的下表面是精加工表面。优选地，固定衬板与钢珠下衬板相接触的上表面是精加工表面。优选地，固定台座通过四角设置的安装孔，安装在相应的机台上。优选地，固定台座由碳素结构钢制成。本发明一种磁力预紧的平面滚动支撑装置，具有如下特点I.由于本发明采用高圆度、高硬度、高表面粗糙度的滚动磨擦付，因此产生的磨擦力很小，具有很高的牵引灵敏性。2.在采用高圆度、高硬度、高表面粗糙度的滚动磨擦付的同时，由于采用了一组数十个滚动钢珠对称排列，形成一个支撑点阵，因此具有较大的负载能力。
3.易于拆装维护。由于采用磁力预紧方式装配，拆卸时只要反向施加大于磁性预紧力的作用力，即可做到无损拆卸。
图I为本发明一种磁力预紧的平面滚动支撑装置的三维图；图2为本发明一种磁力预紧的平面滚动支撑装置的三维分解图。在图I中，具体附图标记表示1_活动台组件、2-滚动钢珠组件、3-固定台组件；在图2中，具体附图标记表示4_活动台面、5-高磁合金块、6-活动衬板、7-安装螺钉、8-钢珠上衬板、9-滚动钢珠、10-钢珠下衬板、11-安装螺钉、12-固定衬板、13-固定台座。
具体实施例方式结合附图对本发明作进一步说明参照图I及图2所示，一种磁力预紧的平面滚动支撑装置包括活动台组件I、滚动钢珠组件2、固定台组件3、活动台面4、高磁合金块5、活动衬板6、安装螺钉7、钢珠上衬板8、滚动钢珠9、钢珠下衬板10、安装螺钉11、固定衬板12、固定台座13等。本发明的磁力预紧的平面滚动支撑装置的部件连接关系如下由活动台组件I作为滚动装置的运动平台，滚动钢珠组件2作为活动台组件I的支撑和运动媒介，固定台组件3作为运动范围的约束及滚动装置的机座，支撑活动台组件I和固定台组件2 ;活动台组件I的活动台面4具有下凹腔，固定台组件3的固定台座13具有上凹腔，滚动钢珠组件2承载活动台组件1，在活动台面4的下凹腔与固定台座13的上凹腔之间的范围内活动。活动台组件I包括活动台面4、高磁合金块5、活动衬板6。钢珠上衬板8上面有小孔，在卡住钢珠的同时，钢珠的头部会露出一部分，这部分与活动衬板6的下表面接触。在活动台组件I中，活动衬板6与滚动钢珠9相接触的精加工下表面向外,通过安装螺钉7,安装在活动台面4内腔的底面；4块高磁合金块5固定在活动台面4对称的4个侧面的凹腔内。固定方式可以是胶粘剂粘合。 滚动钢珠组件2包括钢珠上衬板8、滚动钢珠9、钢珠下衬板10。在滚动钢珠组件2中，滚动钢珠9是轴承专用钢珠；钢珠上衬板8、钢珠下衬板10都以非金属材料制造，各开有圆形孔；钢珠上衬板8装入滚动钢珠9，并与钢珠下衬板10热合后，滚动钢珠9能够在热合后的钢珠衬板内自由滚动。固定台组件3包括固定衬板12、固定台座13。钢珠下衬板上面有小孔，在卡住钢珠的同时，钢珠的头部会露出一部分，这部分与固定衬板12的上表面接触。在固定台组件3中，固定衬板12与滚动钢珠9相接触的精加工上表面向外，通过安装螺钉11，安装在固定台座13内腔的底面；固定台座13通过设置的4个安装孔，安装在相应的机台上。高磁合金块的磁性是根据平面滚动支撑装置所需要预紧力的大小计算得到的，不同的使用要求需要不同的预紧力，所谓高磁，是指根据使用要求产生较大预紧力所需的磁性相对较高。本发明的磁力预紧的平面滚动支撑装置，其工作原理是活动台面4由不导磁的轻质金属材料制成，以胶粘剂将4块高磁合金块5粘合在活动台面4对称的4个侧面的凹腔内后，形成了对称的4个磁极；固定台座13是由碳素结构钢制成，具有良好的导磁性；当在固定台组件3的底面上放置滚动钢珠组件2、并以活动台组件I的底面放置在滚动钢珠组件2上后，活动台组件I的4个磁极在磁性力的作用下，·吸引固定台座13而形成了磁性预紧力，并通过磁力预紧力将整个支撑装置吸合为一体；因滚动钢珠9是轴承专用钢珠，具有很高的圆度、硬度和良好表面粗糙度；活动衬板6与固定衬板12均以合金钢材制造，与滚动钢珠9接触的表面经淬火及抛光处理后，具有很高的硬度和良好的表面粗糙度；因此滚动钢珠9在活动衬板6与固定衬板12的相接触表面滚动时，产生的磨擦力极小，对牵引力具有很高的灵敏度。
权利要求
1.一种磁力预紧的平面滚动支撑装置，其特征在于，包括活动台组件(I)、滚动钢珠组件(2)、固定台组件(3)，其中活动台组件(I)作为平面滚动支撑装置的运动平台，滚动钢珠组件(2)支撑活动台组件(I)的运动，固定台组件(3)作为运动范围的约束以及平面滚动支撑装置的机座，支撑活动台组件(I)和固定台组件(2); 活动台组件(I)包括活动台面(4)、高磁合金块(5)、活动衬板(6),其中活动衬板(6)通过安装螺钉(7)安装在活动台面(4)内腔的底面，高磁合金块(5)固定在活动台面(4)侧面的凹腔内； 滚动钢珠组件⑵包括钢珠上衬板(8)、滚动钢珠(9)、钢珠下衬板(10)，钢珠上衬板(8)和钢珠下衬板(10)其上各开有圆形孔，滚动钢珠(9)装入圆形孔中，钢珠上衬板(8)与钢珠下衬板(10)热合，滚动钢珠(9)在热合后的钢珠上衬板和钢珠下衬板内自由滚动； 固定台组件(3)包括固定衬板(12)、固定台座(13)，固定衬板(12)通过安装螺钉(11)安装在固定台座(13)内腔的底面上。
2.根据权利要求I所述装置，其特征在于，所述活动台面(4)的材料选用轻质合金。
3.根据权利要求I所述装置，其特征在于，活动台组件(I)的活动台面(4)具有下凹腔，固定台组件(3)的固定台座(13)具有上凹腔，滚动钢珠组件(2)在活动台面(4)的下凹腔与固定台座(13)的上凹腔之间的范围内活动。
4.根据权利要求I所述装置，其特征在于，在活动台面(4)对称的四个侧面分别设置凹腔，相应地在每个凹腔中固定一个高磁合金块。
5.根据权利要求4所述装置，其特征在于，高磁合金块固定的方式是胶粘剂粘合。
6.根据权利要求1-5中任意一项述装置，其特征在于，滚动钢珠(9)是轴承专用钢珠，钢珠上衬板(8)和钢珠下衬板(10)由非金属材料制成。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述装置，其特征在于，活动衬板(6)与钢珠上衬板(9)相接触的下表面是精加工表面。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述装置，其特征在于，固定衬板(12)与钢珠下衬板(10)相接触的上表面是精加工表面。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述装置，其特征在于，固定台座(13)通过四角设置的安装孔，安装在相应的机台上。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述装置，其特征在于，固定台座(13)由碳素结构钢制成。
全文摘要
本发明提出一种磁力预紧的平面滚动支撑装置，包括活动台组件(1)、滚动钢珠组件(2)、固定台组件(3)，其中活动台组件(1)作为平面滚动支撑装置的运动平台，滚动钢珠组件(2)支撑活动台组件(1)的运动，固定台组件(3)作为运动范围的约束以及平面滚动支撑装置的机座，支撑活动台组件(1)和固定台组件(2)。本发明适用于二维平面无约束运动，结构合理、能够较好的平衡负载能力与灵敏度之间关系，具有灵敏度高、磨擦系数小、负载较大、易于拆装维护等特点。
文档编号F16M11/00GK102720924SQ20121014540
公开日2012年10月10日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者刘延杰, 刘武龙, 宋磊 申请人:哈尔滨工业大学