专利名称：多边形截面的气浮加载实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于加载实验装置技术领域，具体涉及一种气浮加载实验装置。
背景技术：
专利号为200810019550. 2的“气浮式多维力传感器及多维力测量方法”中公开了一种气浮式多维力测量方法，它的原理是用16个气浮喷嘴将浮板完全浮起，通过测量气浮喷嘴中特定部位的气体压力来换算出喷嘴受到的浮力，进而计算出浮板上受到的作用力。在对上述气浮式多维力传感器的性能研究和设计过程中，需要了解气浮喷嘴与浮板所组成的喷嘴-浮板机构中被测点的气体压力与浮板上作用力之间的对应关系，因此需要设计一种加载实验装置开展实验。以往使用的简单的气浮加载实验装置如图7所示其中，01是套筒，02是加重块，03是轴，04是被测气浮喷嘴，05是底座，06是螺钉，07是支架，08是螺钉。套筒01通过螺钉06与支架07固联，支架07通过螺钉08与底座固联，轴03以间隙配合的形式安放在套筒01中，轴03为下端封闭、上端开放的中空结构，加重块02可放入轴03的中空腔体中，轴03的下端面与轴线垂直，将轴03的轴线调整为铅垂位置；被测气浮喷嘴04安放在底座05上，调整气浮喷嘴04的位置使其位于轴03下端正下方并使喷嘴端面保持水平。实验时向气浮喷嘴04中接入具有一定压力的压缩气体，气浮喷嘴04喷出的气体将轴03浮起，气浮喷嘴04与轴03的下端面形成喷嘴-浮板机构；向轴03的中空腔体内加入重量已知的加重块02可测出对应的气浮喷嘴04中特定部位的气体压力，不断改变所加入的加重块的数量，则可获得由被测气浮喷嘴04与轴03下端面所形成的喷嘴-浮板机构中被测点的气体压力与浮板上作用力之间的对应关系。上述气浮加载实验装置中，轴03与套筒01之间存在固体接触，在轴03处于受力平衡状态而静止时，固体接触处存在静摩擦，因而使得加载过程中存在误差，加载精度不高。
实用新型内容为了解决上述气浮加载实验装置存在的加载精度不高的问题，本实用新型通过结构改进提供一种多边形截面的气浮加载实验装置。本实用新型的具体技术方案如下多边形截面的气浮加载实验装置包括直立状的支架7，支架7的下部安装有底座5，与底座5对应的支架7上部安装有套筒I ;套筒I的轴向贯通，与底座5对应，套筒I的内孔中设有轴3 ;轴3的轴向中部开设有盲孔，盲孔内设有两块以上的加重块2。套筒I的横截面、套筒I内孔的横截面和轴3的横截面均为多边形。套筒I的上部设置有上进气口 9.1和环绕套筒I横截面的上环形通道10. 1，上环形通道10.1的一端与上进气口 9.1相连；套筒I的下部设置有下进气口 9和环绕套筒I横截面的下环形通道10，下环形通道10的一端与下进气口 9相连；上进气口 9.1与下进气口9结构相同，上环形通道10.1与下环形通道10结构相同。[0009]上环形通道10.1所在的套筒I横截面上设置有两个以上的结构相同且位置相互对称的上通道喷嘴11.1;上通道喷嘴11.1上设置有上通道小孔13.1 ;上通道喷嘴11.1的端面与套筒I的内孔的端面之间留有间隙，从而形成上通道承压腔14.1。下环形通道10所在的套筒I横截面上设置有2个以上的结构相同且位置相互对称的下通道喷嘴11 ;下通道喷嘴11上设置有下通道小孔13 ;下通道喷嘴11的端面与套筒I的内孔的端面之间留有间隙，从而形成下通道承压腔14。上通道喷嘴11.1与下通道喷嘴11结构相同；上通道小孔13.1与下通道小孔13结构相同；上通道承压腔14.1与下通道承压腔14结构相同。本实用新型的优化方案套筒I的横截面为正方形；套筒I的内孔的横截面也为正方形；轴3的横截面为正方形。上环形通道10.1所在的套筒I正方形截面上设置有八个结构相同且位置相互对称的上通道喷嘴11.1。下环形通道10所在的套筒I正方形截面上设置有八个结构相同且位置相互对称的下通道喷嘴11。本实用新型相对于现有技术具有以下优点(I)本实用新型采用气浮的方法将加载轴沿径向支承住，加载轴完全被气体支承，当加载轴处于受力平衡状态时，轴与套筒之间不存在固体接触，从而使加载轴可以沿轴向无摩擦地移动；(2)加载轴与相配合的孔的横截面为多边形，以防加载轴绕轴线转动，轴只能沿轴向移动，从而保证加载过程中无摩擦力产生的误差。
图1是本实用新型结构示意图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图1中B-B剖视图。图4是图1中C-C剖视图。图5是图3中标号为I处的局部放大图。图6是现有气浮加载实验装置结构示意图。上图中序号套筒1、加重块2、轴3、被测气浮喷嘴4、底座5、螺钉6、支架7、下进气口 9、下环形通道10、下通道喷嘴11、下通道第一工艺孔堵头12、下通道小孔13、下通道承压腔14、下通道第二工艺孔堵头15、下通道第三工艺孔堵头16、下通道第四工艺孔堵头17、上进气口 9.1、上环形通道10.1、上通道喷嘴11.1、上通道第一工艺孔堵头12.1、上通道小孔13.1、上通道承压腔14.1、上通道第二工艺孔堵头15.1、上通道第三工艺孔堵头16.1、上通道第四工艺孔堵头17.1。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。实施例参见图1和图2，多边形截面的气浮加载实验装置，包括直立状的支架7，所述支架7的下部通过螺钉6安装有底座5，与底座5对应的支架7上部安装有套筒I ;所述套筒I的横截面为正方形，套筒I的轴向贯通，与底座5对应，且内孔的横截面也为正方形；套筒I内设有轴3 ;所述轴3的横截面为正方形；轴3的轴向中部开设有盲孔，盲孔内设有两块以上的加重块2。所述套筒I的上部设置有上进气口 9.1和环绕套筒I横截面的上环形通道
10.1，上环形通道10.1的一端与上进气口 9.1相连；见图4。套筒I的下部设置有下进气口 9和环绕套筒I横截面的下环形通道10，下环形通道10的一端与下进气口 9相连；见图3。所述上环形通道10.1所在的套筒I横截面上设置有两个以上的结构相同且位置相互对称的上通道喷嘴11.1 ;上通道喷嘴11.1上设置有上通道小孔13.1 ;上通道喷嘴
11.1的端面与套筒I的内孔的端面之间留有间隙，从而形成上通道承压腔14.1 ;见图4。所述下环形通道10所在的套筒I横截面上设置有2个以上的结构相同且位置相互对称的下通道喷嘴11 ;下通道喷嘴11上设置有下通道小孔13 ;下通道喷嘴11的端面与套筒I的内孔的端面之间留有间隙，从而形成下通道承压腔14 ;见图3和图5。下通道第一工艺孔堵头12和上通道第一工艺孔堵头12.1的设置只是一种制造工艺的需要，无特殊功能，下通道第二工艺孔堵头15、下通道第三工艺孔堵头16、下通道第四工艺孔堵头17和上通道第二工艺孔堵头15.1、上通道第三工艺孔堵头16.1、上通道第四工艺孔堵头17.1的设置也只是一种加工环形通道的工艺需要，无特殊功能；见图3和图4。其中，上进气口 9.1与下进气口 9结构相同，上环形通道10.1与下环形通道10结构相同，下通道喷嘴11与上通道喷嘴11.1结构相同，下通道第一工艺孔堵头12与上通道第一工艺孔堵头12.1结构相同，下通道小孔13与上通道小孔13.1结构相同，下通道承压腔14与上通道承压腔14.1结构相同，下通道第二工艺孔堵头15、下通道第三工艺孔堵头16、下通道第四工艺孔堵头17和上通道第二工艺孔堵头15.1、上通道第三工艺孔堵头16.1、上通道第四工艺孔堵头17.1的结构相同；见图3和图4。本实用新型的使用方法和操作步骤如下实验时，首先，将被测气浮喷嘴4安放在轴3正下方的底座5上，安装时保持被测气浮喷嘴4的端面与轴3的下端面平行。分别向下进气口 9和上进气口 9.1通入具有恒定压力的压缩气体，压缩气体分别进入下环形通道10和上环形通道10. 1，再由各个下通道小孔13和上通道小孔13.1进入各个下通道承压腔14和上通道承压腔14. 1，下通道承压腔14和上通道承压腔14.1内的气体流入轴3和套筒I之间的缝隙后从套筒I的两端流出，气体流动过程中在轴3和套筒I之间的缝隙中形成承载气膜将轴3浮起，对称设置的各个承压腔可阻止轴3的微小转动，从而确保轴3不会与套筒I发生直接接触；被测气浮喷嘴4喷出的气体在其端面与轴3的下端面之间形成气垫，将轴3沿轴向浮起。实验过程中，向轴3的中空腔体内加入重量已知的加重块2可测出对应的被测气浮喷嘴4中特定部位的气体压力，不断改变所加入的加重块的数量，则可获得由被测气浮喷嘴4与轴3下端面所形成的喷嘴-浮板机构中被测点的气体压力与浮板上作用力之间的对应关系。
权利要求1.多边形截面的气浮加载实验装置，包括直立状的支架(7)，所述支架(7)的下部安装有底座(5)，与底座(5)对应的支架(7)上部安装有套筒(I);套筒(I)的轴向贯通，与底座 (5)对应，套筒(I)的内孔中设有轴(3);轴(3)的轴向中部开设有盲孔，盲孔内设有两块以上的加重块(2)，其特征在于所述套筒(I)的横截面、套筒(I)内孔的横截面和轴(3)的横截面均为多边形；所述套筒(I)的上部设置有上进气口(9.1)和环绕套筒(I)横截面的上环形通道 (10.1 )，上环形通道(10.1)的一端与上进气口(9.1)相连；套筒(I)的下部设置有下进气口(9)和环绕套筒(I)横截面的下环形通道(10)，下环形通道(10)的一端与下进气口(9)相连；上进气口(9.1)与下进气口(9)结构相同，上环形通道(10.1)与下环形通道(10)结构相同；所述上环形通道(10.1)所在的套筒(I)横截面上设置有两个以上的结构相同且位置相互对称的上通道喷嘴(11.1);上通道喷嘴(11.1)上设置有上通道小孔(13.1);下通道喷嘴(11. O的端面与套筒(I)的内孔的端面之间留有间隙，从而形成上通道承压腔(14.1)；所述下环形通道(10)所在的套筒(I)横截面上设置有2个以上的结构相同且位置相互对称的下通道喷嘴(11);下通道喷嘴(11)上设置有下通道小孔(13);下通道喷嘴(11)的端面与套筒(I)的内孔的端面之间留有间隙，从而形成下通道承压腔(14)；所述上通道喷嘴(11.1)与下通道喷嘴(11)结构相同；上通道小孔(13.1)与下通道小孔(13)结构相同；上通道承压腔(14.1)与下通道承压腔(14)结构相同。
2.根据权利要求1所述的多边形截面的气浮加载实验装置，其特征在于所述套筒(I) 的横截面为正方形；套筒(I)的内孔的横截面也为正方形；轴(3)的横截面为正方形。
3.根据权利要求1或2所述的多边形截面的气浮加载实验装置，其特征在于所述上环形通道(10.1)所在的套筒(I)正方形截面上设置有八个结构相同且位置相互对称的上通道喷嘴(11.1)。
4.根据权利要求1或2所述的多边形截面的气浮加载实验装置，其特征在于所述下环形通道(10)所在的套筒(I)正方形截面上设置有八个结构相同且位置相互对称的下通道喷嘴(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种多边形截面的气浮加载实验装置，包括直立状的支架，支架的下部安装有底座，与底座对应的支架上部安装有套筒；套筒的轴向贯通，与底座对应，套筒的内孔中设有轴；轴的轴向中部开设有盲孔，盲孔内设有两块以上的加重块。套筒的横截面、套筒内孔的横截面和轴的横截面均为多边形。本实用新型的有益效果在于本实用新型采用气浮的方法将加载轴沿径向支承住，加载轴完全被气体支承，当加载轴处于受力平衡状态时，轴与套筒之间不存在固体接触，从而使加载轴可以沿轴向无摩擦地移动；加载轴与相配合的孔的横截面为多边形，以防加载轴绕轴线转动，轴只能沿轴向移动，从而保证加载过程中无摩擦力产生的误差。
文档编号G01M13/00GK202886095SQ20122060284
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者彭超 申请人:彭超