高性能液体静压导轨结构设计研究
导轨式自主移动机器人的设计研究
导轨式自主移动机器人的设计研究随着科技的发展，机器人成为了人们生产和生活中不可缺少的一部分。
而导轨式自主移动机器人因其较高的精度和稳定性，被广泛应用于工业自动化领域。
本文将探讨导轨式自主移动机器人的设计研究。
一、引言导轨式自主移动机器人是一种能够独立完成各类工作任务的移动机器人。
它能够通过内置导轨系统实现自主移动和定位，具有精度高、稳定性好的特点。
本文将从机器人的设计和控制两个方面对其进行研究。
二、机器人的设计1.导轨系统导轨式自主移动机器人是通过内置导轨系统实现自主移动。
因此，导轨系统的设计至关重要。
导轨系统需要考虑机器人的定位精度、导轨系统的结构刚度和稳定性等因素。
同时，导轨系统的材料也需要选择具有较高刚度和耐磨性的材料。
2.移动系统导轨式自主移动机器人的移动系统需要对机器人进行跟踪和位置控制。
因此，移动系统需要使用高精度设备，例如使用特制的定位传感器和信号发生器实现对机器人位置的监控和控制。
3.控制系统导轨式自主移动机器人的控制系统是机器人能否正常工作的关键。
控制系统需要对机器人进行各种信息处理，同时实现对导轨系统和移动系统的精密控制。
因此，控制系统需要具备高精度、高稳定性和高响应速度的特点。
三、机器人的控制1.定位控制导轨式自主移动机器人的定位控制需要将机器人定位传感器监测到的位置信息映射到操作缸移动的空间中。
这一过程需要进行算法设计和优化，以确保机器人的定位精度和稳定性。
2.运动控制导轨式自主移动机器人的运动控制需要对机器人的运动进行监控和控制。
运动控制需要实现对移动系统和导轨系统的精密控制。
同时，运动控制还需要考虑到机器人的速度和加速度等因素。
3.姿态控制导轨式自主移动机器人的姿态控制需要实现机器人的转弯与倾斜等运动。
姿态控制需要在运动控制的基础上进行，通过控制机器人的动力单元完成机器人的转弯和倾斜。
四、总结本文探讨了导轨式自主移动机器人的设计和控制。
在机器人设计方面，需要关注导轨系统的设计、移动系统的设计以及控制系统的设计。
8-4到7滑动导轨的结构
2.静压导轨的缺点： 2.静压导轨的缺点： 1）结构比较复杂 2）增加一套液压设备 3）调整比较麻烦 因此，静压导轨多用于精密设备的进的分类 按结构形式 分开式静压 导轨和闭式 静压导轨 按供油情况 分定量式静 压导轨和定 压式静压导 轨，目前采 用较多的是 定压式静压 导轨
图8-5b所示为矩形 5b所示为矩形 导轨。与V 导轨。与V形导轨相 比，矩形导轨摩擦 系数低、刚度高、 加工检验和维修都 较方便。但是矩形 导轨不可避免地存 在侧面间隙，因而 导向性差。矩形导 轨使用于载荷较大 而导向性略低的机 床上。
图8-5c为燕尾形导 5c为燕尾形导 轨，其高度较小， 间隙调整方便，可 以承受颠覆力矩 但是，其刚性较差， 加工、检验及维修 都不太方便 这种导轨适用于受 力小、层次多，要 求间隙调整方便的 地方，如车刀刀架
二、静压导轨和油腔 1.导轨技术要求：较高的几何精度和接触精度（一般用 1.导轨技术要求：较高的几何精度和接触精度（一般用 刮研完成） 几何精度——动导轨全长上的平面度和直线度要求高精 几何精度——动导轨全长上的平面度和直线度要求高精 度为0.01mm，普通和大型机床为0.02mm 度为0.01mm，普通和大型机床为0.02mm 接触精度——25×25mm内的点数，精密导轨不少于16 接触精度——25×25mm内的点数，精密导轨不少于16 点，普通不少于12点 点，普通不少于12点 刮研深度——精密导轨3 5µm，普通6 刮研深度——精密导轨3—5µm，普通6—10µm 2.油腔的结构和尺寸：做直线运动的静压导轨的油腔应 2.油腔的结构和尺寸：做直线运动的静压导轨的油腔应 开在动导轨面上，以保证油腔不外露，常用伸缩管将压 力油引入工作台；圆导轨油腔开在支承导轨面上，这样 可使供油方便；每条导轨的油腔数目不得少于两个， 2m以下的导轨开2—4各油腔，2m以上每隔0.5m开一 2m以下的导轨开2 各油腔，2m以上每隔0.5m开一 个油腔
三坐标测量机气浮导轨滑块结构设计与仿真
三坐标测量机气浮导轨滑块结构设计与仿真
戚玉海;程荣俊;叶运生;黄强先;张连生
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2022(56)1
【摘要】静压气浮导轨采用气体润滑,具有无摩擦、热变形小、寿命长等优点,且气膜的误差均化作用显著提高了其运动精度,满足三坐标测量机高精度、高平稳运动需求。
为探究三坐标测量机中静压气浮导轨滑块的承载性能,建立了矩形气浮滑块结构模型,滑块内置小孔节流型气浮垫,运用COMSOL有限元仿真软件对其气浮静态承载特性进行仿真分析,验证了结构设计的合理性。
【总页数】4页(P100-103)
【作者】戚玉海;程荣俊;叶运生;黄强先;张连生
【作者单位】合肥工业大学仪器科学与光电工程学院;合肥工业大学测量理论与精密仪器安徽省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TG803;TH721
【相关文献】
1.三坐标测量机气浮导轨引起的动态误差
2.浅谈三坐标测量机应用滚珠直线导轨时应注意的问题
3.三坐标测量机空气静压导轨中气浮垫的设计
4.气浮式坐标测量机气源的净化与干燥系统研究
5.三坐标测量机工作台或导轨水平精确调整的三点法及其必要性分析
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导轨驱动方案
导轨驱动方案导轨驱动是一种常见的机械传动方式，广泛应用于各种机械设备中。
本文将介绍几种常见的导轨驱动方案，包括滚珠螺杆驱动、直线电机驱动和液压驱动。
这些方案在不同的应用场景中各具优势，可根据实际需求选择合适的驱动方案。
一、滚珠螺杆驱动滚珠螺杆驱动是一种常见的高精度直线运动传动方式。
其基本结构包括螺杆、滚珠和导轨，滚珠通过滚珠循环装置和导轨直接接触，实现直线运动传递。
滚珠螺杆驱动具有传动效率高、定位精度高、刚度大等优点，广泛应用于数控机床、自动化设备等领域。
滚珠螺杆驱动的工作原理是通过螺杆的旋转运动驱动滚珠在导轨上滚动，从而带动导轨上的机械设备实现直线运动。
该驱动方案适用于需要高精度、高重载和高刚度的应用场景。
在滚珠螺杆驱动中，还可以根据需要选择不同的滚珠循环装置，如内循环、外循环和偏心循环，以满足不同的传动要求。
二、直线电机驱动直线电机驱动是一种新型的直线运动传动方式，通过电磁力作用实现直线运动。
直线电机驱动具有响应快、定位精度高、无传动副、运动平稳等优点，适用于需要高速、高加速度和高精度的应用场景。
直线电机驱动的工作原理是通过电磁力作用于直线电机定子和滑块之间的永磁体，实现直线运动。
该驱动方案广泛应用于半导体设备、光学设备和精密仪器等领域，可以实现快速、平稳的直线运动，并满足高精度定位的要求。
三、液压驱动液压驱动是一种常见的大载荷直线运动传动方式。
液压驱动具有承载能力强、稳定性好、可靠性高等优点，适用于需要大载荷和稳定运动的应用场景。
液压驱动的工作原理是通过液压系统提供的压力作用于活塞，从而实现直线运动。
液压驱动在工程机械、油田设备和航空航天等领域广泛应用，可以满足大载荷和高速运动的要求。
综上所述，根据实际需求选择合适的导轨驱动方案非常重要。
滚珠螺杆驱动适用于对精度要求较高的场景，直线电机驱动适用于对速度和加速度要求较高的场景，而液压驱动适用于对载荷和稳定性要求较高的场景。
在选择导轨驱动方案时，需要考虑运动速度、精度要求、载荷情况和应用环境等因素，并充分了解各种驱动方案的特点和适用范围，以确保选择最佳的驱动方案，提升设备性能和效率。
hgw25ca导轨参数
hgw25ca导轨参数HGW25CA导轨参数导轨是机械设备中常见的零部件，主要用于支撑和引导运动部件的运动，以保证机械设备的精度和稳定性。
HGW25CA导轨是一种常见的直线导轨，具有以下参数和特点。
1. 导轨尺寸：HGW25CA导轨的外形尺寸为长宽高分别为34mm×70mm×30mm，整体结构紧凑，适用于空间有限的设备。
2. 材料选择：HGW25CA导轨采用高强度优质钢材制成，具有较高的耐磨性和刚性，能够承受较大的载荷和冲击力。
3. 载荷能力：HGW25CA导轨的额定载荷能力为动载荷C：24.5kN，静载荷Co：19.6kN。
这意味着导轨能够在运动中承受较大的负荷，保证设备的稳定性和工作效率。
4. 运动特性：HGW25CA导轨具有较低的滑动阻力和摩擦系数，能够实现平稳的运动，减小能量损耗和噪音产生。
同时，导轨的回转性能也较好，能够满足不同工作场景下的运动需求。
5. 导轨精度：HGW25CA导轨的精度达到了国际标准，具有高的重复定位精度和刚性。
它能够确保设备在长时间运行中的稳定性和精准性。
6. 安装方式：HGW25CA导轨可以通过螺栓固定在设备上，安装简便快捷。
同时，导轨的设计也考虑到了润滑和密封，能够有效防止灰尘和杂质进入导轨内部，延长使用寿命。
7. 适用范围：HGW25CA导轨广泛应用于各种机械设备中，如数控机床、激光切割机、印刷机械等。
它能够满足不同工作环境下的运动需求，提高设备的稳定性和精度。
总结：HGW25CA导轨作为一种常见的直线导轨，具有尺寸紧凑、材料优质、载荷能力强、运动特性好、精度高、安装方便等优点。
它在各种机械设备中得到广泛应用，为设备的稳定性和精度提供了有力支持。
在选择导轨时，需要根据实际需求和工作环境来确定合适的型号和参数，以确保设备的正常运行和长久使用。
数控机床的典型结构与部件
第2章数控机床的典型结构与部件2.1 数控机床的结构特点及要求2.1.1数控机床的结构特点由于数控机床的控制方式和使用特点，使数控机床与普通机床在机械传动和结构上有显著的不同，其特点有：（1）采用高性能的无级变速主轴及伺服传动系统，机械传动结构大为简化，传动链缩短。
（2）采用刚度和抗振性较好的机床新结构，如动静压轴承的主轴部件、钢板焊接结构的支承件等。
（3）采用在效率、刚度、精度等各方面较优良的传动元件，如滚珠丝杠螺母副、静压蜗杆副以及塑料滑动导轨、滚动导轨、静压导轨等。
（4）采用多主轴、多刀架结构以及刀具与工件的自动夹紧装置、自动换刀装置和自动排屑、自动润滑冷却装置等，以改善劳动条件、提高生产率。
（5）采取减小机床热变形的措施，保证机床的精度稳定，获得可靠的加工质量。
2.1.2数控机床的结构要求及措施1．提高机床的静、动刚度在数控机床加工过程中，加工精度除了取决于数控系统，还取决于数控机床本身的精度。
而由机床床身、导轨工作台、刀架和主轴箱的几何精度和变形所产生的误差取决于它们的结构刚度，并且这些误差在加工过程不能进行人为的调整和补偿。
因此，必须把移动件的重量和切削力引起的弹性变形控制在最小限度之内，以保证加工精度和表面质量。
为了提高机床的静刚度，在机床结构上常采用以下措施。
1）为提高机床主轴的刚度，常采用三支承结构，并且选用刚性好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承，以减小主轴的径向和轴向变形。
2）为提高机床整体的刚度，常采用筋板结构。
表2-1给出了方形截面立柱在加筋前后的静刚度比值。
从表中可以看出，加筋板后相对弯曲刚度和扭转刚度均提高。
表2-1 方形截面立柱加筋前后的静刚度比值加筋形式相对质量相对弯曲刚度相对扭曲刚度1 1 11.24 1.17 1.381.34 1.21 8.861.63 1.32 17.73）在大型数控机床中，移动载荷对机床边形有较大的影响。
常采用液压平衡和重快平衡来减少构件的变形，如图2-1所示，利用重块有效地减小主轴箱左右移动对横梁变形的影响。
第十二章 机床导轨的设计
第四节
滑动导轨的验算
滑动导轨应验算导轨的压强和压强的分布 压强——耐磨性 压强分布——磨损的均匀性和是否采用压 板 步骤：1、受力分析 2、计算压强 一、受力分析 以数控车床刀架纵导轨为例 P247
导轨所受外力：重力、切削力、牵引力等 F c—切削力 F f—进给力 F p—背向力 FQ—牵引力 W—重力 通过静力方程求解 分别对 X、Y、Z 坐标取矩得：
当 6M/FL=1，即 M/FL=1/6 时 P min=0 P max=2Pav 压强按三角形分布
这是一种使动导轨与支承导轨在全长接触 的临界状态 如压强分布属上述情况，则均可采用开式 导轨
当 6M/FL＞1，即 M/FL＞1/6 时，主导轨 面上将有一段长度不接触，实际接触长度 为：Lj
⑶燕尾形导轨：
承载较大的颠覆力矩，导轨的高度较小， 结构紧凑，间隙调整方便。但刚度性较差， 加工检验维修都不大方便。 适于受力小、层次多、要求间隙调整方便 的部位 ⑷圆柱形导轨：
制造方便，工艺性好，但磨损后较难调整 和补偿间隙。主要用于受轴向负荷的轨， 应用较少
2、导轨的组合形式 （1）双三角形导轨：不需要鑲条调整间隙， 接触刚度好，导向性和精度保持性好，但 工艺性差，加工、检验和维修都不方便
f W—载荷/速度系数 无冲击振动 v≤15m/min时， f W=1～1.5 轻冲击振动 15＜v≤60m/min f W=1.5～2 有冲击振动 v＞60m/min f W=2.0～3.5 如果寿命以小时计，则
第六章 导轨
机电一体化系统设计
第六章 导轨 （6）运动的灵活性和低速运动的平稳性 灵活性 —— 指对系统控制指令的反映能力。 低速运动平稳性 —— 指平稳匀速运动时运动部件 的波动误差（低速“爬行现象”）。
机电一体化系统设计
第六章 导轨
产生爬行的原因和过程
动摩擦系数的变化。 动摩擦系数的变化。
机电一体化系统设计
机电一体化系统设计
第六章 导轨 利用辅助导向面可以更好地限制运动件的转 动 （ 图 (d)） ,适当增大辅助导向面与基本导向面 ） 适当增大辅助导向面与基本导向面 之间的距离,可减小由导轨间的间隙所引起的转 之间的距离 可减小由导轨间的间隙所引起的转 角误差。 角误差。
机电一体化系统设计
第六章 导轨 当辅助导向面也为圆柱面时,即构成双圆柱面 当辅助导向面也为圆柱面时 即构成双圆柱面 导轨（ 它既能保证较高的导向精度, 导轨（图 (e) ）,它既能保证较高的导向精度 又能 它既能保证较高的导向精度 保证较大的承载能力。 保证较大的承载能力。
第六章 导轨
摩擦副材料 摩 擦 系 数 µ 无润滑 有润滑
————————————————————————
钢-钢 0.15* 0.1-0.12*0.1 0.05-0.1 钢-软钢 0.2 0.1-0.2 钢-不淬火的T8 0.15 0.03 钢-铸铁 0.2-0.3 0.05-0.15 钢-黄铜 0.19 0.03 钢-青铜 0.15-0.18 0.1-0.15* 0.07 钢-铝 0.17 0.02 钢-轴承合金 0.2 0.04
机电一体化系统设计
第六章 导轨 （c）两导轨面间的平行度，即扭曲度 两导轨面间的平行度，
这项误差一般规定用在导轨一定长度上或全 长上的横向扭曲值表示。
超精密三坐标测量仪整机机构设计
摘要本文中，对三坐标测量仪的研究现状和精密测量的关键技术做了总结，对所设计的测量仪的总体布局、床身的选材、导轨的设计、进给方式的选择做了介绍，选用燕尾型气体静压导轨，同步齿形带和钢带传动，摩擦杆进行驱动。
对移动桥和溜板进行了简单的ANSYS分析，计算了移动桥受力时最大的变形量和直线度；选用伺服电机作为动力源，并对其进行了简单的功率计算，分析了测量仪的工作环境对其精度的影响和它的应用环境；定位采用开式光栅尺，对光栅尺的选型做了比较。
最后针对测量仪整机进行精度分析，查找误差源和精度的综合分析。
关键词：超精密、气静压、高精度、精密测量Three Coordinates Measuring Instrument Ultra-precision MachineABSTRACTIn this paper, three coordinates measuring instrument for precision measurement, the research present situation and the key technology of summing up, the design of measuring instrument lathe bed of the general layout, the design of the selection of materials, guide rail, into to the choice of the ways of doing introduced, choose coattails "type aerostatic guide rail, synchronous cog belt and steel belt transmission, friction lever driven. Slip board of mobile bridge and the simple ANSYS analysis method, the largest mobile bridge when stress deformation and straightness; Choose servo motor as a power source, and analyses the simple power calculation, analyzes the working environment of measuring apparatus to the precision of the influence and its application environment; The positioning of grating open grating feet, comparison of the selection of the feet. Finally, according to the measuring apparatus for precision analysis, find the error sources and precision of the comprehensive analysis.Keywords:The ultra precision, Gas static pressure, High accuracy, Precision measurement目录1 绪论 (2)1.1课题的来源 (2)1.2课题的意义 (2)1.3精密测量的研究现状 (2)1.4精密测量的关键技术 (6)2 超精密三坐标测量仪整机机构介绍 (8)2.1总体布局 (8)2.2床身材料选用 (9)2.3导轨的设计 (10)2.4进给传动方式的选择 (14)2.5测量仪整体结构设计 (16)2.6测量仪的工作原理 (17)3 测量仪的主要零部件的设计 (18)3.1移动桥的设计 (18)3.2溜板的设计 (19)3.3电机选型 (21)3.4环境控制平台 (25)3.5光栅尺的选型 (26)4 测量仪精度分析 (28)4.1测量仪误差源 (28)4.2测量仪精度分析 (29)5 结束语 (32)参考文献 (33)致谢................................................... 错误！未定义书签。
精密机械直线导轨结构及其他导轨
2）刚度
导轨承载时维持正常运行抵抗变形的能力。
静刚度：导轨承受恒定载荷时的相对变形
动刚度：导轨承受交变载荷时的相对变形
导轨副的刚度取决于两个条件：
●导轨副相关结构件刚度 ●静、动导轨之间具备一定的接触精度
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3）运动的灵活性与平稳性
静、动导轨相对运动时摩擦力稳定，驱动轻 便省力，承载时速度均匀。
目的：改善材料微观结构，消除内应力，增加
金属导轨表面硬度，提高导轨的耐磨性。
常用表面热处理：表面高频淬火、表面化学处
理（如渗碳、渗氮、磷化等）。
注意的问题：变形、裂纹、硬度检测 后续工艺：人工时效处理、表面磨削、研磨
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4. 提高滑动导轨耐磨性的措施
影响导轨使用寿命的主要因素：
●结构设计 ●材料选择 ●制造质量、 ●热处理方法 ●使用与维护
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其他材料：
●各类钢：优质碳素结构钢15、25（渗碳） 合金结构钢40Cr、20CrMnTi 碳素工具钢T8A、T10A 特殊性能钢GCr15、GCr15SiMn
●有色金属：铜合金（黄铜、锡青铜、铝青铜） 锌合金ZZn-Al10-5 铝合金超硬铝LC4、铸铝ZL6
●非金属：塑料（酚醛夹布、聚四氟乙烯、锦纶、 环氧树脂）
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2）矩形和矩形组合 注意事项：承载面、导向分离
滚轮
滚动调隙机构
合理选择：顶面承载、侧面导向
矩形截面导轨制造简单、调整方便。如图 为常用导向侧面间隙调节结构，接触刚度低。
动导轨
定导轨 动导轨
定导轨
限位 压条
调节 螺栓
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活动 镶条
限位 压条
3）三角形和矩形组合
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高性能液体静压导轨结构设计研究摘要：作为直线运动部件的典型，液体静压导轨是现如今精密直线加工中应用广泛的组合结构。
液体静压导轨多结合直线电机运行，该组合有诸多优势，且技术相对较成熟，是谈精密加工必要的一个环节。
故对于液体静压导轨原理的分析，进而设计出实用可行的液体静压导轨就显得十分重要了。
本文将阐述并介绍一种液体静压导轨的基本模型，并详细解释其中关键部件的作用与选择的理由。
根据设计的具体情况再结合计算机三维建模软件进行模型建立，以对其结构深入探索和研究。
关键词：液体静压导轨；形变；结构设计；刚度不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- 1 -千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。
在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。
打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- 1 -1引言近年以来，科技发展日新月异，微电子产业，光学技术等领域发展势头迅猛，其中对于高精密零件的需求也越来越大。
本研究的是高性能液体静压导轨结构设计，通过对原理的理解掌握，设计出合理的结构，并基于设计结果建立最终模型。
该机构以液体静压导轨为支承和导向，以滑块和溜板为传动。
2液体静压导轨支承工作原理在机械领域中，用以承载一定载荷的相对运动副（摩擦副）统称为支承。
根据摩擦性质的不同，可以分为滑动支承和滚动支承两种。
其中，液体摩擦动压滑动轴承和滚动轴承已经得到了广泛的应用，同时也出现了许多的新型支承，如固体润滑支承，流体摩擦动压滑动支承等。
静压润滑的基本工作原理时从机构外部提供液态或者气态的润滑介质，在接触面之间充满这些介质，使得两个接触件实现不真正的接触，而无论机构的运动速度多大，流体润滑状态均可以保持。
因此，静压支承可以应用于各种不同的工作状态下，无论低速或高速、低载荷或高载荷，均可进行工作，并保证无磨损的状态，甚至包括静止的情况。
而且由于导轨与滑块间的接触面是液体膜或者气模的情况下，很多接触面的表面加工精度对于实际运动的影响就被缩小到几乎不影响，从而更能保证机构运动精度的实现。
典型的支承如滚动轴承的发展已经相当深入了，早已实现系列化和标准化。
其具有使用维护方便快捷，应用多变，互换性好等特点。
在大批量生产的条件下应用场合相当的广泛3液体静压导轨结构设计3.1液体静压导轨的材料选择结构设计的第一步便是选择液体静压导轨的材料。
因为整个系统工作环境对导轨的材料刚度等性能有一定的要求，所以需要多方面考量选出合适的材料。
对于一般的导轨，可以选用钢或花岗岩作为原材料。
钢具有抗拉强度高，能够在高供油压力下工作，所以理论上可以选择钢作为材料，其刚度和使用寿命均可以满足要求。
但是由于钢的密度大，是的运动的溜板质量也大，这会影响系统的运动特性。
而且以钢为材料的导轨加工难度大，且精度不能保证。
还要设计到热处理等领域的技术，其成本较高。
故在本设计中不选择钢为原材料，而是选择花岗岩作为液体静压导轨的原材料。
花岗岩作为导轨的原材料有许多优点：热膨胀系数低，密度小，吸震性高。
在滑块运动的过程中产生的热量对于导轨的形变影响很小，且可以保证溜板的质量不会太高。
但是花岗岩也有一些不足之处，比如抗拉强度低，如果供油压力过大可能会导致导轨破坏甚至断裂，所以在实际使用中需要特别注意控制供油压力的大小。
综合权衡后选择花岗岩为本设计采用材料。
3.2液体静压导轨的总体结构选择液体静压导轨根据其结构不同，可以分为内滑块式液体静压导轨和外化快式液体静压导轨。
外化快式液体静压导轨的装配相对较容易，该结构在国内的应用较多。
而外化快式液体静压导轨由于其结构特性有着更为关键的优点：其结构形变不太受供油压力的影响。
在油压的作用下，其形变要小于外滑块式液体静压导轨。
内滑块式液体静压导轨和外滑块式液体静压导轨的结构如图3-1和图3-2。
内滑块式液体静压导轨至少有两个较大的优势：第一，其导轨结构较紧凑，运行时不太容易出现太大的问题。
第二，其溜板的质量较小，有利于提高其运动性能。
第三，内滑块式液体静压导轨在油压作用下产生的形变要远小于外滑块式。
图3-1 内滑块式液体静压导轨图3-2 外滑块式液体静压导轨在结构上，内滑块式液体静压导轨至少有两个较大的优势：第一，其导轨结构较紧凑，运行时不太容易出现太大的问题。
第二，其溜板的质量较小，有利于提高其运动性能。
第三，内滑块式液体静压导轨在油压作用下产生的形变要远小于外滑块式。
在油压作用下，内滑块式液体静压导轨可以更好地保证油膜厚度处于设计值，从而降低油膜厚度因导轨形变而改变的可能。
为了更进一步在二者中进行选择，以挑选出最合适的结构，可以用ANSYS Workbench仿真软件进行计算分析，以甄别对比二者在工作时液体静压导轨形变的程度。
通过控制变量的研究方法，在相同工作状态下对二者进行仿真分析，首先用ANSYS软件进行设定边界条件，将导轨于滑块接触的地方建立弹簧单元，以此进行分析。
至于油膜压力，则采用弹簧单元上的预载荷来模拟油压。
下图则是相应的竖直方向变形计算结果图和水平方向变形计算结果图。
将以上结果中显示的最大变形量表示出，如图3-3，图3-4，图3-5，图3-6。
图3-3 内滑块式导轨竖直方向变形图3-4 外滑块式导轨竖直方向变形图3-5 内滑块式导轨竖直方向变形图3-6 外滑块式导轨水平方向变形根据已知结果分析，不同的形变影响不同的部分。
竖直方向上导轨发生的形变会影响上油膜和下油膜的厚度；而水平方向的变形则会影响侧油膜的厚度。
对比二者之间数据的差别，可以明显看出内滑块式静压导轨的变形程度要远小于外化快式液体静压导轨，故在相同载荷和其他条件的前提下，内滑块式液体静压导轨的变形要明显小于外滑块式液体静压导轨。
综合上述考量，本设计选择内滑块式液体静压导轨作为设计方向。
3.3液体静压导轨节流器在考虑到导轨的总体工作寿命和工作安全等因素，我们就不得不谈到导轨的刚度。
作为压力补偿机构，节流器的选择在本机构的设计工作中尤为重要。
根据溜板上承载的负载变化，我们必须考虑到油膜厚度变化带来的影响。
而节流器可以提供一种压力差，这种压力差的出现可以抵消溜板向下移动的趋势，使油膜厚度保持原来的厚度，进而保证导轨的刚度。
节流器的选择也非常重要，因为节流器起的是维持油膜厚度、平衡油压的作用，这将直接决定导轨的使用寿命。
在实际应用中常见的节流形式主要包括毛细管节流，小孔节流和薄膜反馈式节流。
每种节流器都有相应的应用场合。
毛细管节流器的制造成本较低，但刚度不高，且易发生堵塞；小孔节流的成本较高，而刚度也高，且不易发生堵塞；薄膜反馈式节流的成本很高，刚度也高，但很容易发生堵塞。
毛细管节流器是依靠具有一定粘度的油液流过细长孔或者微小缝隙的摩擦时的摩擦阻力而产生压力降。
薄膜反馈节流器也就是圆台缝隙节流器，是依靠上下压力差使薄膜发生弹性形变，从而改变节流间隙，使得油腔压力发生增减，以此起到反馈作用。
毛细管节流器的液阻不随载荷的变化而变化，所以称之为固定液阻节流器；而薄膜式节流器的节流间隙随载荷而变动，称为可变液阻节流器；小孔的液阻随流量即载荷而变动，也属于可变液阻节流器。
综合上述结论进行考量，考虑到成本问题，本设计选择小孔节流作为节流形式。
根据之前对于液体静压原理的学习和对液体静压导轨各种资料的查找和参考，本设计将导轨部分分为三部分：上压板，侧板和底座。
其余的设计包括1个溜板，两个滑块包括油腔模块，以及其他需要保证机构正常运行需要的零件。
将导轨分成三部分设计也有利于对于破损零件的更换。
在主要的各种零件也就是溜板和滑块中，我加工了液压油通道。
这是液压油进入工作界面的基本途径。
首先选取合适的液压站，获取我们所需要的液压油压力，液压油通过液压站进入溜板内部，通过内部油路和溜板滑块的接触处进入滑块，流入油腔，从油腔的封油边硫簇，最后通过加工在导轨底座上的油槽来实现液压油的回收。
通过用proe软件进行三维建模，得出导轨溜板模型总装图如图3-7，滑块模型图如图3-9。
图3-7 液体静压导轨模型图3-8 滑块建模模型图3.4电机在本设计中，电机是整体机构的动力装置，因此对于电机的选择尤为重要。
根据液体静压导轨的总体工作状况，由于液压导轨上承载的传动件滑块和溜板是做直线运动的，所以决定使用直线电机作为驱动。
液体静压导轨作为超精密机构，它对于电机的要求首先是可以使其上的传动件进行直线运动；其次，作为自动控制系统，导轨需要配有可以长期连续运行的驱动装置。
传统的旋转电机需要加上一套转换装置才能实现直线运动，但这样会大大提高误差，同时也使得机构的设计更加繁杂。
而直线电机具有许多优点，如下：结构简单，可以直接提供直线驱动，不需要转化机构进行运动类型的转换。
定位精度高。
如果使用旋转电机，其配置的转化机构会大大增加运动时的误差，这是不可避免的。
使用直线电机可以满足超精密机床对于运动精度的要求。
反应快，灵敏度高。
直线电机的设计使得定子和动子处于悬浮，避免了接触摩擦，在接收到运动信号后可以立即开始工作。
使用寿命长。
由于定子和动子是不直接接触的，所以磨损会大大降低，有利于整体机构的长期运作。
具体到电机的选择，本设计采用雅克贝斯直线电机作为驱动。
3.5光栅尺光栅尺是利用光学原理进行设计的反馈装置，主要应用于导轨的运动分析，对于导轨上的运动进行数据检测、收集。
光栅尺由标尺光栅和光栅读数头两部分组成，而光栅是由大量等间距的平行狭缝组成制成。
其中，检测装置的关键部位是光栅读数头。
作为测量反馈装置，光栅尺的检测范围大，精度很高，反应速度快。
为了保证光栅尺的正常工作，在使用和安装时，需要注意以下注意事项：光栅尺的工作环境要保持常温，所以安装时要远离热源。
保持液体静压导轨处于较为平稳的运动，防止产生剧烈运动导致光栅尺损坏。
安装位置应远离油槽和油箱。
液压油等污渍会污染光栅尺的尺面，破坏栅尺线条纹分布，进而引起测量误差。
光栅尺对工作环境有很高要求，严禁在腐蚀性环境下工作。
具体到光栅尺的选择，本设计选择海德汉光栅尺。
3.6油箱油箱主要起储油，散热，分离油中杂质和空气的作用。
液压油通过油路和节流器，再流经滑块和导轨间隙并通过导轨上设计的油槽留回油箱，以此完成液压油的回收。
确定油箱容量需要考虑到占地面积和散热要求。
液体静压导轨处于高速运动状态下时，油温不可避免地上升，此时液压油温度过高会导致导轨本身发生形变，进而影响运动精度。
所以在这种情况下，还需要给油箱加一个降温装置来保证循环使用的液压油不会因为过热影响机构性能。
3.7对于液体静压导轨的基本要求液体静压导轨的基本工作原理时通过在两个工作面中通入液压油。
导轨和滑块之间处于相对运动状态，液压油的通入使得运动件浮起，从而达到两个表面不直接接触的效果。
加载在溜板上的载荷越大，油膜压力也就相应地增大。
在不同的速度下，液压保证导轨面在流体摩擦的条件下工作。