气浮台放置用支撑装置的制作方法

1.本实用新型属于航天领域，涉及航天器模拟设备，尤其涉及气浮台放置用支撑装置。


背景技术：

2.通过地面设备模拟仿真航天器的特殊工作环境进行测试试验，在地面研究验证航天器结构性能是在航天领域常用的一种方法，也是研制过程中兼顾经济性和时效性的一种策略。
3.近年来在航天领域，利用大型气浮平台及六自由度气浮台模拟空间环境的航天器进行物理仿真是进行地面试验的重要方法。其中六自由度台一般采用平面空气轴承与竖直向的恒力气缸组成3个方向的平动自由度，上方以气浮球模拟3个旋转自由度。气浮球由精密加工的球体与球窝组成，是上方3自由度运动副的主要部件。在气浮台工作时，球体和球窝之间有一层气模润滑，球体和球窝之间无接触磨损；在气浮台停止工作时，球体和球窝之间为了防止接触磨损等破坏，特别是球体上安装有较大负载模拟星体质量特性的情况下，需要设计支撑装置将球体及球体上的负载一同支撑使得球体和球窝分离。
4.当前，常用的支撑方式有手动螺旋升降的螺母型托举环和电动控制升降的托举环等，其中螺母型托举环需要操作人员利用加长杠杆手动旋转球窝下方立柱上的螺母，顶起托举环支撑上方的球体和台面，操作费力费时，升降精度不高；电动升降则结构复杂，一般需要多个推杆同步升降控制托举环进行支撑，控制和精度保证难度大。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的问题是在于提供气浮台放置用支撑装置，结构简单,操作更加方便,节约时间,而且稳定性高。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：气浮台放置用支撑装置，包括从下到上依次设置的升降组件、承力柱、气浮球窝和气浮球体，所述承力柱设在所述升降组件的上端且上下移动，所述气浮球窝设在所述承力柱的上端，所述气浮球体设在所述气浮球窝内，气浮球体和气浮球窝配合工作状态下，二者形成三自由度气浮结构气浮球体的上端设置待测零件；
7.所述承力柱的外圈设置托举外环，所述托举外环相对所述承力柱上下滑动设置，所述托举外环的上端设有托举内环，非工作状态下，所述推举内环对所述气浮球体进行支撑。
8.进一步的，所述气浮球体、气浮球窝和承力柱的重心重合设置。
9.进一步的，所述托举外环的外圈设有支座，所述支座上设有竖直设置的导向轴，所述承力柱的外圈设有轴承支架，所述轴承支架内设有轴承，所述轴承与所述导向轴同轴设置，所述轴承相对所述导向轴上下移动，所述托举外环上设有供所述支撑架上下移动的避位孔。
10.进一步的，所述支座上下成对设置且设置成多对，多对相对托举外环的轴线均布设置，所述导向轴的两端分别固定在成对的两个支座上。
11.进一步的，所述轴承分为直线轴承，包括直线轴承a和直线轴承b，分别位于所述轴承支撑的上下两端。
12.进一步的，所述托举内环的硬度小于所述气浮球体的硬度，支撑状态下，所述托举内环与所述气浮球体的外表面贴合设置，升降组件对托举外环的下端面进行限位，托举状态下，所述托举内环对所述气浮球窝的上极限位置进行限位。
13.进一步的，所述升降组件包括气缸、油缸或电动升降结构。
14.进一步的，所述升降组件设在六自由度水平台上，所述六自由度水平台的下端设有调节其高低的地脚螺钉。
15.与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。
16.1、本实用新型利用六自由度台本身的竖直升降组件，实现气浮球体与气浮球窝的分离放置，与手动操作升降支撑相比，节省了操作人力及时间，而且结构简单；与电动推杆等主动控制升降支撑的装置相比，结构更为精简，支撑可靠性稳定性也更好；
17.2、本实用新型托举内环的硬度小于气浮球体的硬度，避免对气浮球体的外表面造成损伤，起到保护的作用，支撑状态下，托举内环与气浮球体的外表面贴合设置，升降组件对托举外环的下端面进行限位，托举状态下，托举内环对气浮球窝的上极限位置进行限位，保证下上下移动的精度，整个结构的稳定性更高。
附图说明
18.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
19.图1是本实用新型气浮台放置用支撑装置的剖视图；
20.图2是本实用新型气浮台放置用支撑装置在支撑状态的结构示意图；
21.图3是本实用新型气浮台放置用支撑装置在非支撑状态的结构示意图；
22.图4是本实用新型气浮台放置用支撑装置在实际应用过程中的结构示意图。
23.附图标记：
24.1、升降组件；2、承力柱；3、气浮球窝；4、气浮球体；5、托举外环；51、避位孔；6、支座；7、直线轴承a；8、导向轴；9、支架；10、直线轴承b；11、托举内环；20、待测零件；30、六自由度水平台；40、地脚螺钉。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
29.如图1
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图4所示，本实用新型为气浮台放置用支撑装置，包括从下到上依次设置的升降组件1、承力柱2、气浮球窝3和气浮球体4，承力柱2设在升降组件1的上端且上下移动，气浮球窝3设在承力柱2的上端，气浮球体4设在气浮球窝3内，气浮球体4和气浮球窝3配合工作状态下，二者形成三自由度气浮结构气浮球体4的上端设置待测零件20；承力柱2顶面安装气浮球窝3，底面连接升降组件1的推杆顶面，其承受气浮球体4上方负载，并使得气浮球体4处于一定位置高度，有着足够的3自由度旋转空间；
30.气浮球窝3是一个与气浮球体4精密配合的凹球面，球窝内分布有节流气孔用于气膜的供气，气浮球体4落在气浮球窝3的凹球面内，当供气形成气膜时，气浮球体4被气膜承载而与球窝无固体接触，能够几乎无摩擦阻力的在球窝内各向旋转运动，气浮球体4顶端连接模拟星体转动惯量等特性的平台，即待测物体，从而模拟星体在空间零微重力状态的各向转动；
31.承力柱2的外圈设置托举外环5，托举外环5相对承力柱2上下滑动设置，托举外环5的上端设有托举内环11，非工作状态下，推举内环对气浮球体4进行支撑。
32.优选地，气浮球体4、气浮球窝3和承力柱2的重心重合设置，保证整个结构的平衡性。
33.优选地，托举外环5的外圈设有支座6，支座6上设有竖直设置的导向轴8，承力柱2的外圈设有轴承支架9，轴承支架9内设有轴承，轴承与导向轴8同轴设置，轴承相对导向轴8上下移动，托举外环5上设有供支撑架上下移动的避位孔51，方便支架9上下移动，托举外环5采用圆筒结构，是支撑状态时的承力件，设置导向轴8和轴承后，可保证上下移动精度。
34.优选地，支座6上下成对设置且设置成多对，多对相对托举外环5的轴线均布设置，导向轴8的两端分别固定在成对的两个支座6上，多个位置导向，稳定性高；优选地，轴承分为直线轴承，包括直线轴承a7和直线轴承b10，分别位于轴承支撑的上下两端，进一步提升稳定性。
35.优选地，托举内环11的硬度小于气浮球体4的硬度，避免对气浮球体4的外表面造成损伤，起到保护的作用，支撑状态下，托举内环11与气浮球体4的外表面贴合设置，升降组件1对托举外环5的下端面进行限位，托举状态下，托举内环11对气浮球窝3的上极限位置进行限位，保证下上下移动的精度，整个结构的稳定性更高。
36.优选地，升降组件1包括气缸、油缸或电动升降结构，根据待测零件20的重量选择不同结构的升降组件1，电动升降结构可为电机丝杠结构，也可采用线轨结构，传动精度高。
37.优选地，升降组件1设在六自由度水平台30上，六自由度水平台30的下端设有调节其高低的地脚螺钉40，方便调节水平。
38.在实际使用的过程中，升降组件1利用六自由度台本身的竖直升降机构，实现气浮球体4与球窝的分离放置，结构更加简单，在承力柱2上安装竖直导向轴8和轴承，导向轴8和轴承形成导向组件，支撑用的托举外环5通过导向组件与可升降的承力柱2上下相对滑动，当升降组件1上升时，固定为一体的托举外环5和托举内环11受自重沿导向机构下滑，使得托举内环11与气浮球体4脱离；当升降组件1下降时，托举外环5底端面接触升降组件1底座顶面受到支撑，托举外环5沿导向组件相对承力柱2向上运动，托举内环11接触气浮球体4将其支撑，使得气浮球体4不在下降，同时安装在承力柱2上的气浮球窝3继续下降脱离球体，从而达成六自由度平台不工作时的支撑要求。
39.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。