[0001] 本发明涉及精密测量设备技术领域，具体为一种用于精密测量的无摩擦气动平衡机构。

[0002] 在精密测量领域中，气动平衡机构扮演着至关重要的角色，它们通过提供稳定的气压支持，确保测量过程中的精度和稳定性，传统的气动平衡机构通常采用活塞与缸体的配合来实现平衡功能，而这种配合往往依赖于O型圈、耐磨圈、导向圈等密封元件来确保气体的密封性和活塞的顺畅运动。

[0003] 然而，这种传统设计存在诸多不足。首先，由于密封元件与活塞和缸体之间的摩擦，会产生较大的摩擦力，这不仅会影响测量的精度，还会加速密封元件的磨损，缩短其使用寿命；其次，不同批次的平衡气缸内活塞的摩擦系数存在差异，即使是同一个气缸，在长时间使用后，其摩擦系数也会发生变化，这种不稳定性进一步影响了测量的准确性；此外，传统的密封元件易于老化，使用一段时间后，活塞杆上会出现黑色的磨损后的赃物，这不仅污染了工作环境，还可能对测量结果产生负面影响。

[0004] 在测量领域，平衡气缸的行程通常较长，活塞杆也相应较长，在有杆腔受力时，杆承受拉力，不会损坏，但反向行程的时候，气缸杆承受压力，特别容易受力后弯曲，这进一步加剧了测量的误差。

[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0021] 实施例1

[0022] 如图1至图3所示，本发明所述的一种用于精密测量的无摩擦气动平衡机构的具体实施例，包括：平衡气缸1、活塞环3和活塞杆2，平衡气缸1内部安装有活塞环3，活塞环3上设有活塞杆2，活塞环3外表面与平衡气缸1内壁之间设有微米级的静压间隙，活塞环3将平衡气缸1内部分为左侧的无杆腔和右侧的有杆腔，活塞环3左侧设有无杆腔气孔4，与无杆腔沟槽5相连通；右侧设有有杆腔气孔9，与有杆腔沟槽8相连通，无杆腔沟槽5和有杆腔沟槽8均为环形槽，环绕活塞环3外表面开设。

[0023] 优选的，无杆腔气孔4和有杆腔气孔9均设置为两个，且对称分布在活塞环3的上下或前后两侧，活塞环3与活塞杆2的连接处设有柔性连接机构，包括连接座6和活动连接杆7，活动连接杆7通过球形头安装在连接座6上，另一端与活塞杆2相连接，此外，活塞杆2伸出端的端部也可安装柔性连接机构。

[0024] 本发明的工作原理：本发明的无摩擦气动平衡机构的工作原理基于静压气浮原理，当有杆腔充气时，气体通过有杆腔气孔9进入活塞环3的环形槽中，形成气浮环面，这个气浮环面将活塞环3与缸壁之间隔开，从而消除了它们之间的直接接触和摩擦，同时，由于静压间隙的存在，气体可以在活塞环3与缸壁之间形成一层稳定的静压层，进一步提高了机构的稳定性和精度；

[0025] 当活塞杆2向左或向右运动时，活塞环3会随之移动，由于气浮环面的存在，活塞环3与缸壁之间的摩擦被消除，从而实现了无摩擦运动，此外，由于气孔和环形槽的设计，气体可以在活塞环3移动过程中不断地进入和排出，从而保持气浮环面的稳定性和连续性。这种设计使得活塞在气缸内能够多次、往复、快速动作，甚至爬行运动，而不会产生摩擦力或磨损，从而提高了测量的精度和稳定性；

[0026] 活塞环与活塞杆连接部分为柔性连接，通过活动连接杆7的球形头与连接座6的活动连接，减少了拉杆变形或运行过程中由于拉力角度细小变化引起的误差。

[0027] 本文中部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本领域技术人员可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知的，故在此不再做过多记载。

[0028] 上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。