[0004] 针对现有恒力输出装置中输出力值难以保持恒定、传感器测量不够精准、恒力输出精度不高、无法实现长距离恒力输出等问题，本发明提供一种稳定性好的、恒力输出精度高的长距离无摩擦恒力输出气浮装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] 一种长距离无摩擦恒力输出气浮装置，包括输出气缸和跟随系统；所述输出气缸包括长活塞、缸筒、储气套、气压压板，所述跟随系统包括滑块、直线导轨、电机、滚珠丝杠、激光位移传感器、反光板；所述输出气缸通过安装支架连接跟随系统。
[0007] 所述长活塞套装在缸筒内且与缸筒间存在极小间隙，所述储气套套装在缸筒外，所述储气套及缸筒的两端通过端盖和底座密封，所述长活塞穿过端盖，所述安装支架两端分别固定端盖和底座，所述安装支架上表面通过滑块套装在直线导轨上，所述直线导轨两端通过支座支撑，所述电机安装在支座上且连接滚珠丝杠，所述滚珠丝杠通过螺母座连接安装支架，所述激光位移传感器安装在安装支架的侧面，所述反光板套装在长活塞的顶端，所述激光位移传感器与反光板位置相对。
[0008] 所述储气套与缸筒间形成相互独立的第一储气腔和第二储气腔。
[0009] 所述气压压板套装在缸筒内且与缸筒壁间有间隙，所述气压压板下安装力传感器，所述力传感器固定在底座上，所述底座上开有出气口。
[0010] 所述长活塞中心开有进气通孔和卸气通孔，所述进气通孔和卸气通孔间通过密封塞隔离，所述进气通孔在长活塞位于缸筒内的一端。
[0011] 所述长活塞上沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与进气通孔相通，所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组；所述缸筒靠近端盖的一端沿圆周均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔与第二储气腔相通；所述气压压板上沿圆周均布第三径向节流孔，所述第三径向节流孔与缸筒内腔相通。
[0012] 所述第一径向节流孔、第二径向节流孔和第三径向节流孔内均安装有节流塞。
[0013] 所述长活塞上设有第一卸压槽，所述第一卸压槽包含外圆柱面上的第一凹槽、第一凹槽内沿圆周均布的径向盲孔以及与径向盲孔相通的第一轴向孔；所述第一轴向孔一端通过卸气通孔内的第二凹槽与卸气通孔相通，所述第一轴向孔的另一端通过堵块密封；所述外圆柱面上的第一凹槽至少有两组且位于第一径向节流孔的两侧；所述第一卸压槽与第一径向节流孔之间相互隔离。
[0014] 所述缸筒上设有第二卸压槽，所述第二卸压槽包含缸筒内圆柱面上的第三凹槽、与第三凹槽相通的第二轴向孔，所述第二轴向孔另一端与端盖上的通孔相通；所述第三凹槽位于第二径向节流孔的下方，所述第二卸压槽与第二径向节流孔之间相互隔离。
[0015] 所述缸筒靠近气压压板的一端沿圆周均布进气口，所述储气套上设有第一进气孔和第二进气孔，所述第一进气孔与第一储气腔相通，所述第二进气孔与第二储气腔相通。所述第一进气孔和第二进气孔分别通过气管与比例阀连接。
[0016] 本发明的设计思路是：为了实现长距离的恒力输出，本发明利用输出气缸来输出恒力，利用跟随系统控制输出气缸实现长距离运动。
[0017] 长活塞与缸筒间通过气体润滑，不存在摩擦力影响，且长活塞横截面积一定，因此只要保证通入缸筒内的气体气压保持恒定，则长活塞上输出的力值保持恒定。输出气缸通过安装支架连接跟随系统，跟随系统通过安装支架可带动缸筒随动，安装支架上安装有激光位移传感器，激光位移传感器可测量出缸筒的位移，然后将信息反馈给跟随系统，控制缸筒运动相应的距离，使得长活塞始终在缸筒的有效行程内，从而实现长距离的恒力输出，[0018] 在缸筒外增加一个储气套，储气套与缸筒间形成两个储气腔，第一储气腔与缸筒进气腔相通，相当于增大了缸筒进气腔的容积，长活塞运动引起的容积变化对气压突变的影响较小，另一方面，利用跟随系统控制缸筒随动，减小了因长活塞运动引起缸筒腔体体积的突变，进一步提高了恒力输出的精度。
[0019] 第二储气腔为缸筒上的第二径向节流孔供气，保证缸筒与长活塞间形成稳定的气膜；两个个储气腔通过比例阀单独供气，不相互影响，提高了恒力输出的精度及稳定性。
[0020] 缸筒底座上安装力传感器和气压压板，气压压板上设有第三径向节流孔，通过活塞内腔自身气体供气，气压压板与缸筒间形成气体润滑，不存在摩擦力，因为作用在活塞底端的力与作用在气压压板上的力相等，所以通过力传感器可以测量出活塞输出的力值大小，通过比例阀调整储气腔内气压的大小，精确控制输出的力值且操作方便。
[0021] 活塞为一个圆柱体，位于缸筒外的一端为输出端，位于缸筒内的一端上有第一径向节流孔，缸筒内的高压气体通过第一径向节流孔在活塞与缸筒间形成气膜，缸筒上端有第二径向节流孔，采用第二储气腔内的高压气体供气，在缸筒与活塞的间隙形成气膜，两处气膜为活塞提供支撑和润滑，结构及供气方式简单、承载能力好。
[0022] 径向节流孔附近均设有卸压槽，卸压槽与外界常压相通，一方面防止缸筒内高压气体进入气浮间隙对气膜产生影响，起到密封作用，另一方面在间隙内形成常压区，促进气膜的形成。
[0023] 本发明的优点表现在：结构简单、稳定性好、精度高。
