一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统的制作方法

本发明属于精密工程技术领域，具体而言，涉及一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统。

背景技术：

高精度运动系统是光电技术、材料加工与测量领域的关键部件之一。近年来，随着精密工程、微电子技术、航空宇航、生物工程等学科的快速发展，高精度运动系统在现代尖端工业生产和科研领域中占有极其重要的地位，其运动精度直接影响着仪器设备的精度，例如在精密和超精密加工中，要保证零件形状尺寸的高精度和加工表面的超光滑，除了必须拥有高精度优化的工艺和超稳定的加工环境条件外，还必须具备高精度的运动系统；在精密测量及精密仪器中，高精度运动系统的应用更广泛，光学调整、扫描隧道显微镜、微型零件的操作和装配等等，无不显示着高精度运动系统的重要性。

导轨是产生高精度直线运动的常用部件。导轨部件要求有极高的直线运精度，不能有爬行，导轨耦合面不能有磨损。精密导轨的耦合形式中，滑动摩擦接触已很少采用。精密工程领域现在常采用的导轨有：滚动导轨、液体静压导轨、气体静压导轨。

滚动导轨在一般工程和精密工程中已经应用多年，近年来滚动导轨技术的提高使其应用又得到扩大。过去滚动导轨用的都为滚柱直线滚动轴承，现在又增加了再循环滚柱滚动组件和再循环滚珠滚动组件。可在一般精度但刚度要求较高的场合使用，可以达到微米级精度，摩擦因数极低，仅0.002~0.003。

液体静压导轨刚度高，能承受大的载重，当导轨运动速度不高时，液体静压导轨的温度升高不严重，可以用于高精度运动系统。液体静压导轨有多种不同结构，按照导轨面型区分，有平面型液体静压导轨、双圆柱型液体静压导轨等；按照框架形式区分，可以分为闭合框架式和非闭合框架式；按照滑块形式区分，可以分为内滑块式和外滑块式，而外滑块式中有u型结构导轨、t型结构导轨等多种形式。

气体静压导轨有很高的直线运动精度，运动平稳，无爬行，摩擦系数接近于零且不发热等优点，因此在精密工程领域中得到了较为广泛的应用。气体静压导轨也有和液体静压导轨类似的多种结构。

精密轴承是回转运动的核心，要求达到较高的回转精度、转动平稳、无振动等。精密工程领域常采用的精密轴承有：精密和超精密级的滚动轴承、液体静压轴承、空气静压轴承。现在逐渐难以制造出更高精度滚动轴承，因此液体静压轴承及空气静压轴承的应用更多。液体静压轴承回转精度高、转动平稳且无振动。液压油通过孔道进入轴承耦合面间的油腔，使轴承在轴套内悬浮，不产生固体摩擦。当轴受力偏斜时，耦合面间泄油的间隙改变，造成相对油腔中油压不等，该油的压力差将推动轴回到原来的中心位置。液体静压轴承可达到较高的刚度。空气静压轴承的工作原理和液体静压轴承类似，与液体静压轴承比，温升小，同时保证较高的回转精度以及运行平稳，但阻尼系数小，刚度相对较低，只能承受较小载荷。液体静压轴承和空气静压轴承有很多种结构，如：圆柱径向和端面止推轴承、双半球轴承、一端为球形一端为圆柱径向轴承等。

目前尚没有直线运动与回转运动复合安装的两维运动系统。目前的解决办法是将直线导轨与回转轴叠加组合使用。分别制造或外购直线轴和回转轴，将二者组合使用，在不同技术文献中国际国内均分别有高精度直线导轨和回转轴的各类设计结构。2013年哈尔滨工业大学侯国安发表的博士论文《流体静压支承对超精密金刚石车床动态特性影响的研究》公开了一种直线轴的设计结构，2017年西安理工大学郭鹏阁发表的硕士论文《定量式液体静压回转台的机械特性分析与参数识别》公开了一种回转轴的设计结构，将直线轴和回转轴的设计结构结合起来作为现有技术的结构，与本申请所公开的结构对比，存在以下问题：

（1）结构设计原理性误差较大

现有技术中，组合使用的布局从下至上依次是直线轴、回转轴、需要调节的外部设备，外部设备需要调整的点到直线轴的距离为阿贝距离，由于回转轴是单独制作，因此在组合使用时，底座等零件的存在致使阿贝距离较大；由于直线轴存在直线度误差，在直线运动时，外部设备调整点将产生沿运动方向的前后偏摆，并且阿贝距离越大，偏摆越大，放大效果越明显；另外，在直线轴垂直面上，左右高度并不是绝对一致，因此，当回转轴旋转时，调整点处将产生误差，并且阿贝距离越大，误差越大，放大效果越明显；因此减小阿贝距离将从根源上减小误差。

（2）装调困难

现有技术中，将直线轴与回转轴组合使用时，其回转轴在高度方向上存在底座等零部件，这些零件的存在使装配尺寸链的中间环节较多，因此装配复杂。因此减小中间环节，降低装配难度。尤为重要的是，回转轴最理想的安装位置是将回转轴的轴线落入直线轴对称面上。而在现有技术中，直线轴与回转轴是采用螺钉联接等方式联接与调节，而这种安装调整过程将存在着一定的难度并最终导致较大的误差，这将对工作精度产生较大影响。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提高静压运动系统的装配精度，本发明提供一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座、上止推板、下止推板、侧止推板、过渡滑块、连接板、两块端面连接板和至少一个直线电机；所述回转轴包括工作台、圆滑块、力矩电机连接柱和力矩电机；所述过渡滑块置于上止推板和下止推板之间，所述两块侧止推板位于所述过渡滑块任意两个相对侧，所述侧止推板的上下两端分别固定在所述上止推板和下止推板上；所述圆滑块匹配置于所述过渡滑块设有的中心孔内，所述工作台的凸起穿过所述上止推板设有的中心孔与所述圆滑块螺纹连接，所述力矩电机连接柱穿过下止推板设有的中心孔与所述圆滑块螺纹连接，所述力矩电机安装在所述力矩电机连接柱上，所述力矩电机匹配置于所述连接板设有的中心孔中；所述两块端面连接板分别置于下止推板两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板的上下两端分别固定在过渡滑块和连接板上，所述连接板通过至少一个直线电机与所述下止推板连接，所述下止推板固定在所述底座上。

优选的，所述直线电机为两个，连接板除去与两个端面连接板连接的两侧面外的另外两侧面分别安装有直线电机。

进一步的，所述直线电机包括直线电机动子和直线电机定子，所述直线电机动子安装在连接板的侧面，所述直线电机定子安装在下止推板下表面。

进一步的，所述上止推板和下止推板设有的中心孔均为长条形孔，所述长条形孔与直线电机驱动路线平行。

进一步的，所述力矩电机连接柱上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ，所述圆滑块上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ，由所述圆滑块的侧面向内开有若干个通孔ⅲ，所述通孔ⅱ和通孔ⅲ连通。

进一步的，所述上止推板的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ，所述上止推板的侧面向内开有若干个通孔ⅴ，通孔ⅳ和通孔ⅴ相互连通。

进一步的，所述下止推板的自上表面向下开有若干个通孔ⅵ，所述下止推板的侧面向内开有若干个通孔ⅶ，所述通孔ⅵ和所述通孔ⅶ相互连通。

进一步的，所述侧止推板的上下表面贯通开有若干个通孔ⅷ，所述侧止推板侧面向内开有若干个通孔ⅸ，所述通孔ⅷ和所述通孔ⅸ相互连通。

进一步的，所述通孔ⅳ、通孔ⅴ、通孔ⅵ、通孔ⅶ和通孔ⅸ均为盲孔。

进一步的，所述直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统还包括若干个螺纹堵，所述若干个螺纹堵用于堵塞所有的通孔ⅰ、通孔ⅴ、通孔ⅶ和通孔ⅸ的孔口。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

（1）结构原理上综合误差小、精度高

由于本申请所述高精度两维静压运动系统没有回转轴的底座等零件，因此工作台高度变低，外部设备调整点离直线轴更近，阿贝距离减小。而阿贝距离的减小将有效降低直线轴零件的直线度、零件左右高度不一致等因素带来的误差影响。

（2）装调难度低

由于本申请所述高精度两维静压运动系统减少了回转轴的底座等冗余部件，因此在高度方向所需装配的零件大大减少，装配尺寸链的环节减少，装配难度降低。其中，回转轴最理想的安装位置是将回转轴的轴线落入直线轴对称面，而本申请所述高精度两维静压运动系统属于一次性装调，即通过零件的加工精度保证装配精度，由于没有组合调节过程。因此，回转轴轴线更易落入直线轴对称面中，其位置更准确。

（3）其余优点

由于直线电机、力矩电机外置于下止推板之下，易于电机散热，从而减少静压运动系统的热变形；

由于上止推板、侧止推板、下止推板能够形成闭合结构，相对于c型结构，受到气压或液压引起的变形减小。

附图说明

图1为本发明的结构主剖视图；

图2为本发明的结构侧剖视图；

图3为本发明的结构立体图；

图4为本发明的结构爆炸图；

图5为本发明主视图；

图6为本发明左视图；

图7为本发明俯视图；

图8为本发明内部通孔结构示意图；

图9为现有技术公开的结构图。

图中：1、底座，2、工作台，3、上止推板，4、下止推板，5、侧止推板，6、过渡滑块，7、圆滑块，8、力矩电机连接柱，9、力矩电机，10、连接板，11、端面连接板，12、直线电机，13、螺纹堵，121、直线电机动子，122、直线电机定子，81、通孔ⅰ，71、通孔ⅱ，72、通孔ⅲ，31、通孔ⅳ、32、通孔ⅴ，41、通孔ⅵ，42、通孔ⅶ，51、通孔ⅷ，52、通孔ⅸ，06、回转轴底座，07、上浮板，08、侧浮板，09、下浮板，010导轨。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的介绍。

具体实施方式一

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别通过螺钉固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别通过螺钉固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机9主要用于产生力矩使工作台2、圆滑块7和力矩电机连接柱8组成的回转部件产生回转运动；所述过渡滑块6主要用于固定圆滑块7的水平面位置，同时可以使工作台2、圆滑块7和力矩电机连接柱8组成的回转部件沿着过渡滑块6的移动方向与其同步移动。所述连接板10主要用于连接力矩电机9与过渡滑块6，使工作台2、圆滑块7和力矩电机连接柱8组成的回转部件保证自身的回转运动，并同时可以与过渡滑块6做同步直线运动。所述工作台2主要用于承载所需产生位移的外部设备。

具体实施方式二

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

进一步的，所述直线电机12为两个，连接板10除去与两个端面连接板11连接的两侧面外的另外两侧面分别安装有直线电机12。所述直线电机12包括直线电机动子121和直线电机定子122，所述直线电机动子121安装在连接板10的侧面，所述直线电机定子122安装在下止推板4下表面，所述直线电机动子121和直线电机定子122相配合工作。

本实施方式进一步限定了直线电机12的数量，所述直线电机12主要用于牵引过渡滑块6产生直线位移。

具体实施方式三

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

进一步的，所述上止推板3和下止推板4设有的中心孔均为长条形孔，所述长条形孔与直线电机12驱动路线平行。

本实施方式进一步限定了上止推板3和下止推板4设有的中心孔的形状，给予回转轴留有直线运动的空间。

具体实施方式四

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

进一步的，所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

本实施方式具体描述了力矩电机连接柱8设有的通孔ⅰ81的位置以及圆滑块7设有的通孔ⅱ71和通孔ⅲ72的位置，从力矩电机连接柱8设有的通孔ⅰ81处通入气体或液体，气体或液体沿通孔ⅰ81流入圆滑块7中，气体或液体顺着圆滑块7中的通孔ⅱ71流向通孔ⅲ72，在圆滑块7的上下表面和侧表面形成气膜或液膜，从而减小运动摩擦力；这些薄膜在减小运动摩擦力的同时也起着定位的作用。

具体实施方式五

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

所述上止推板3的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ31，所述上止推板3的侧面向内开有若干个通孔ⅴ32，通孔ⅳ31和通孔ⅴ32相互连通。

本实施方式具体描述了上止推板3内部通孔的设置位置，在上止推板3的侧面通孔ⅴ32处通入气体或液体，气体或液体沿通孔ⅴ32流向通孔ⅳ31，在过渡滑块6和圆滑块7的上表面以及侧止推板5的上表面形成气膜或液膜，从而减小运动摩擦力。

具体实施方式六

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

所述上止推板3的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ31，所述上止推板3的侧面向内开有若干个通孔ⅴ32，通孔ⅳ31和通孔ⅴ32相互连通。

所述下止推板4的自上表面向下开有若干个通孔ⅵ41，所述下止推板4的侧面向内开有若干个通孔ⅶ42，所述通孔ⅵ41和所述通孔ⅶ42相互连通。

本实施方式具体描述了下止推板4内部通孔的设置位置，在下止推板4的侧面通孔ⅶ42处通入气体或液体，气体或液体沿通孔ⅶ42流向通孔ⅵ41，在过渡滑块6和圆滑块7的下表面以及侧止推板5的下表面形成气膜或液膜，从而减小运动摩擦力。

具体实施方式七

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

所述上止推板3的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ31，所述上止推板3的侧面向内开有若干个通孔ⅴ32，通孔ⅳ31和通孔ⅴ32相互连通。

所述下止推板4的自上表面向下开有若干个通孔ⅵ41，所述下止推板4的侧面向内开有若干个通孔ⅶ42，所述通孔ⅵ41和所述通孔ⅶ42相互连通。

所述侧止推板5的上下表面贯通开有若干个通孔ⅷ51，所述侧止推板5侧面向内开有若干个通孔ⅸ52，所述通孔ⅷ51和所述通孔ⅸ52相互连通。

本实施方式具体描述了侧止推板5内部通孔的设置位置，侧止推板5的上表面和下表面的气体或液体沿通孔ⅷ51流向通孔ⅸ52，在过渡滑块6侧面形成气膜或液膜，从而减小运动摩擦力。

具体实施方式八

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

所述上止推板3的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ31，所述上止推板3的侧面向内开有若干个通孔ⅴ32，通孔ⅳ31和通孔ⅴ32相互连通。

所述下止推板4的自上表面向下开有若干个通孔ⅵ41，所述下止推板4的侧面向内开有若干个通孔ⅶ42，所述通孔ⅵ41和所述通孔ⅶ42相互连通。

所述侧止推板5的上下表面贯通开有若干个通孔ⅷ51，所述侧止推板5侧面向内开有若干个通孔ⅸ52，所述通孔ⅷ51和所述通孔ⅸ52相互连通。

所述通孔ⅳ31、通孔ⅴ32、通孔ⅵ41、通孔ⅶ42和通孔ⅸ52均为盲孔。

本具体实施方式限定了通孔ⅳ31、通孔ⅴ32、通孔ⅵ41、通孔ⅶ42和通孔ⅸ52均为盲孔，防止通入系统内部通孔的气体或液体发生渗漏的几率。

具体实施方式九

一种直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统，其特征在于：包括直线轴和回转轴，所述直线轴包括底座1、上止推板3、下止推板4、侧止推板5、过渡滑块6、连接板10、两块端面连接板11和至少一个直线电机12；所述回转轴包括工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8和力矩电机9；所述过渡滑块6置于上止推板3和下止推板4之间，所述两块侧止推板5位于所述过渡滑块6任意两个相对侧，所述侧止推板5的上下两端分别固定在所述上止推板3和下止推板4上；所述圆滑块7匹配置于所述过渡滑块6设有的中心孔内，所述工作台2的凸起穿过所述上止推板3设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机连接柱8穿过下止推板4设有的中心孔与所述圆滑块7螺纹连接，所述力矩电机9安装在所述力矩电机连接柱8上，所述力矩电机9匹配置于所述连接板10设有的中心孔中；所述两块端面连接板11分别置于下止推板4两相对侧设有的凹槽内，所述两个端面连接板11的上下两端分别固定在过渡滑块6和连接板10上，所述连接板10通过至少一个直线电机12与所述下止推板4连接，所述下止推板4固定在所述底座1上。

所述力矩电机连接柱8上下表面贯通开有若干个通孔ⅰ81，所述圆滑块7上下表面贯通开有若干个通孔ⅱ71，由所述圆滑块7的侧面向内开有若干个通孔ⅲ72，所述通孔ⅱ71和通孔ⅲ72连通。

所述上止推板3的自下表面向上开有若干个通孔ⅳ31，所述上止推板3的侧面向内开有若干个通孔ⅴ32，通孔ⅳ31和通孔ⅴ32相互连通。

所述下止推板4的自上表面向下开有若干个通孔ⅵ41，所述下止推板4的侧面向内开有若干个通孔ⅶ42，所述通孔ⅵ41和所述通孔ⅶ42相互连通。

所述侧止推板5的上下表面贯通开有若干个通孔ⅷ51，所述侧止推板5侧面向内开有若干个通孔ⅸ52，所述通孔ⅷ51和所述通孔ⅸ52相互连通。

所述直线轴与回转轴复合的高精度两维静压运动系统还包括若干个螺纹堵13，所述若干个螺纹堵13用于堵塞所有的通孔ⅰ81、通孔ⅴ32、通孔ⅶ42和通孔ⅸ52的孔口。

本实施方式增加了螺纹堵13的技术特征，根据实际气体或液体流量的需求，在任意通孔ⅰ81、通孔ⅴ32、通孔ⅶ42或通孔ⅸ52中的一个或多个的组合中通入气体或液体，其余通孔使用螺纹堵13封堵，通入气体或液体后，剩余的通孔用螺纹堵堵塞，以免造成气体或液体外流。

工作原理：过渡滑块6的上、下以及侧表面分别被上止推板3、下止推板4和侧止推板5包围，分别在上止推板3侧面通孔ⅴ32处、下止推板4侧面通孔ⅶ42处和侧止推板5的侧面通孔ⅸ52处通入气体或液体润滑油，使上止推板3与过渡滑块6的接触面、下止推板4与过渡滑块6的接触面、侧止推板5与过渡滑块6的接触面均产生气体薄膜或液体薄膜；圆滑块7的上、下以及侧表面被上止推板3、下止推板4以及过渡滑块6包围，在力矩电机连接柱8的下表面的通孔ⅰ81通入气体或液体，顺着其内部的通道流入圆滑块7中，气体或液体顺着圆滑块7中的通孔ⅱ71流向通孔ⅲ72，在圆滑块7的表面形成气膜或液膜，从而减小运动摩擦力；这些薄膜在减小运动摩擦力的同时也起着定位的作用。左右对称布局以及上下双层薄膜布局将减小工作台2上偏载所产生的影响；在直线电机12的牵引下，过渡滑块6和圆滑块7相对于各止推板做直线运动；在力矩电机9的作用下，力矩电机9带动力矩电机连接柱8，进而带动圆滑块7转动，使工作台2相对于过渡滑块6产生回转运动。

具体工作时，在力矩电机9的带动下，可以使工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8产生相对于连接板10的回转运动。从力矩电机连接柱8的下表面的通孔ⅰ81通入气体或液体，气体或液体顺着圆滑块7中的通孔ⅱ71流向通孔ⅲ72，在圆滑块7的上下表面和侧表面形成气膜或液膜，从而使圆滑块7浮起，减小回转运动摩擦力。

当直线电机工作时，将使连接板10产生相对于下止推板4的直线运动，而连接板10可以带动过渡滑块6与圆滑块7产生直线运动。下止推板4、侧止推板5以及上止推板3内部设有通道，可以从外部通入气体或液体润滑油，在稳定的气压或液压作用下，将在其与过渡滑块6接触表面的外表面上形成气体薄膜或液体薄膜，将减小运行时的摩擦力。

各个板的侧面设计的若干侧面孔，用于通入流体。可以根据实际情况选择部分侧面孔通入流体，其余侧面孔可以用螺纹堵13封堵。在各板之间，通过上下方向的通道传输流体，使流体传输到每一个止推板上，最终在滑块表面形成气体或液体薄膜。

在直线电机12的牵引下，过渡滑块6将相对于各止推板产生线位移。在力矩电机9的牵引下，由工作台2、圆滑块7、力矩电机连接柱8组成的回转部件将相对于过渡滑块6产生角位移。线位移与角位移的组合运动可以为外部设备提供二维运动。

本申请与现有技术结构对比如下：

（1）零件冗余程度对比

现有技术静压运动系统的结构如图9所示，现有结构与本申请结构相比，本申请结构中的上止推板3、下止推板4和侧止推板5即相当于现有技术结构中的上浮板07、下浮板09和侧浮板08，本申请不需要回转轴底座06即可以实现现有技术中公开的结构相同的技术效果，且安装及加工难度降低，现有技术结构中的上止推板3、下止推板4、侧止推板5和回转轴底座06相对于本申请结构冗余。

（2）加工制造难度对比

本申请所公开的静压运动系统与现有技术中的静压运动系统对比可知，本申请需要重点关注的形位公差明显减少，这将大大降低加工制造难度。

现有技术静压运动系统中直线轴部分：

零件要求较高平面度的表面：上浮板07的上表面、上浮板07的下表面、下浮板09的上表面、侧浮板08的上表面、侧浮板08的下表面、两个侧浮板08与导轨010接触的侧表面（侧浮板08的侧表面为其产生气浮或液浮的表面）、导轨010的上表面、导轨010的下表面三处(左右气浮处和与底座1连接处)、导轨010的侧表面两处、底座1的上表面。

零件要求较高平行度的表面：上浮板07的上表面与下表面、两个侧浮板08的各自上表面和各自下表面、导轨010上表面和下表面(气浮处)、导轨010的上表面和下表面(与底座1连接处)、导轨010的两侧表面。

零件要求较高垂直度的表面：两块侧浮板08的上表面和侧表面、侧浮板08的下表面和侧表面、导轨010的上表面和侧表面(左)、导轨010的上表面和侧表面(右)、导轨010下表面(左)与侧表面(右)、导轨010下表面(右)与导轨010侧表面(右)。

要求相配合研磨的表面：导轨010的两个侧表面与其接触的两个侧浮板08的侧表面，为两处；上浮板07下表面与导轨010上表面两处、下浮板09上表面与导轨010下表面两处。

现有技术静压运动系统中回转轴的部分：

零件要求较高平面度的表面：工作台2下表面、上止推板3与侧止推板5的接触面、下止推板4与侧止推板5的接触面、两块侧止推板5的上表面、两块侧止推板5的下表面、两块侧止推板5的侧表面、回转轴底座06的下表面、回转轴底座06与侧止推板5的接触面、圆滑块7的上表面、圆滑块7的下表面，圆滑块7的侧表面、上止推板3与圆滑块7的连接面、下止推板4与圆滑块7的连接面。

零件要求较高平行度的表面：圆滑块7的上表面和下表面、工作台2的上表面和下表面、回转轴底座06的上表面和下表面、上止推板3与侧止推板5的接触面和上止推板3与圆滑块7的连接面、下止推板4与侧止推板5的接触面和下止推板4与圆滑块7的连接面。

零件要求较高垂直度的表面：圆滑块7的上表面与侧表面、圆滑块7下表面与侧表面、侧止推板5的上表面与侧表面、侧止推板5的下表面与侧表面。

要求相配合研磨的表面：侧止推板5的侧表面与圆滑块7的外表面、上止推板3的下表面与圆滑块7的上表面、下止推板4的下表面与圆滑块7的下表面。

本申请中公开的结构：

零件要求较高平面度的表面：上止推板3的下表面、下止推板4的上表面、两个侧止推板5的上表面、两个侧止推板5的下表面、两个侧止推板5的侧表面、过渡滑块6的上表面、过渡滑块6的下表面、过渡滑块6的侧表面、过渡滑块6的内表面、圆滑块7的上下侧表面、工作台2的下表面、下止推板4的下表面、底座1的上表面。

零件要求较高平行度的表面：两个侧止推板5各自的上表面和下表面、工作台2上表面和下表面、过渡滑块6上表面和下表面、过渡滑块6的两侧表面、圆滑块7上表面和下表面、下止推板4上表面和下表面。

零件要求较高垂直度的表面：侧止推板5上表面和侧表面、侧止推板5下表面和侧表面、过渡滑块6上表面和侧表面（左）、过渡滑块6上表面和侧表面（右）、过渡滑块6下表面和侧表面（左）、过渡滑块6下表面和侧表面（右）、圆滑块7的上表面与侧表面、圆滑块7的下表面与侧表面。

要求相配合研磨的表面：过渡滑块6上表面和上止推板3下表面配合研磨、过渡滑块6下表面和下止推板4上表面配合研磨、过渡滑块6内表面和圆滑块7外表面配合研磨、圆滑块7上表面和上止推板3下表面配合研磨、圆滑块7下表面和下止推板4上表面配合研磨。

（3）装调难度与装调精度对比

本申请由于通过零件自身关系代替了回转轴装调到直线轴的过程，从而保证了位置关系，通过零件的加工精度即可保证，因此本发明的降低了装调难度并且装调精度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。