一种具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试装置及方法

1.本发明涉及到气缸技术领域，具体为具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试装置及方法。


背景技术：

2.气动技术是一种以压缩空气为工作介质传递能量和信号的工程技术，由于其清洁无污染、功率质量比高的优点被广泛应用于机器人、医疗机械等领域。然而传统结构的执行气缸由于存在强非线性的摩擦力，在低速运动时容易产生时走时停的“爬行”现象，这严重影响气缸性能。
3.近些年，一些学者根据空气轴承中的静压气体润滑原理设计出多种不同结构的气浮活塞，最终开发出无摩擦气缸。例如申请号为201721624619.5的中国实用新型专利公开了一种通用的双作用气浮无摩擦气缸，利用一个现有的空气轴承和一个设计的气浮活塞实现了活塞杆与前端盖以及活塞与气缸筒内壁之间无接触，真正实现了无摩擦运动。然而这样虽然能够实现气缸高精度的输出力伺服控制，但其运动伺服控制精度不高，这正是由于系统没有阻尼，运动过程中会产生振荡。
4.给气浮气缸增加阻尼，需要考虑所增加阻尼的稳定性，利用稳定的涡流阻尼取代传统气缸中不稳定的摩擦力，既能避免传统气缸内活塞与缸筒之间摩擦力的不确定性，又能减少现有气浮气缸中实现无摩擦后气缸在运动过程中产生振荡；而增加的涡流阻尼越大，气缸能量损耗越大，涡流阻尼越小，气缸内越容易产生振荡，因此增加涡流阻尼时需要考虑涡流阻尼的大小，而涡流阻尼大小受涡流阻尼系数和活塞与缸筒之间相对运动速度影响，其中活塞与缸筒之间相对运动速度根据工作需要调节，因此测试出涡流阻尼系数大小，即可便于对气缸工作状态的分析，因此非常有必要设计气缸阻尼系数大小测试装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供一种具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试装置。本发明中根据运动部件组合下落过程上方气压与下方气压相等，当涡流阻尼力与重力相等时开始匀速下落，通过测试匀速下落时的速度即可计算出涡流阻尼系数的大小。
6.本发明采取的技术方案是：
7.一种具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试装置，包括具有涡流阻尼的气浮气缸、激光位移传感器、用于可拆卸式安装具有涡流阻尼的气浮气缸和激光位移传感器的竖直安装台、气路控制系统；
8.所述具有涡流阻尼的气浮气缸包括缸筒、设置在缸筒内且与缸筒之间留有间隙的气浮活塞、穿入气浮活塞内且与气浮活塞螺纹连接的活塞杆、设置在缸筒两端的前端盖和后端盖，活塞杆通过空气轴承支撑在前端盖内且活塞杆与空气轴承之间留有间隙，气浮活塞上固定有永磁体模块，缸筒内由气浮活塞分为包含活塞杆的有杆腔和无杆腔，后端盖上设置有与缸筒内无杆腔连通的无杆腔气孔，前端盖上设置有与空气轴承连通的空气轴承通
气孔，前端盖上还设置有与缸筒内有杆腔连通的有杆腔气孔；
9.所述气路控制系统包括供气装置、计算机、数据采集卡、信号发生器、用于控制空气轴承供气的高速开关阀一、高速开关阀二，数据采集卡的a/d端与活塞杆上方的激光位移传感器电性连接，用于对激光位移传感器检测的数据进行采集，数据采集卡与计算机电性连接，数据采集卡的d/a端经信号发生器与高速开关阀一、高速开关阀二电性连接，高速开关阀二与后端盖上的无杆腔气孔连接，高速开关阀一连接供气装置和前端盖上的空气轴承通气孔。
10.进一步的，气浮活塞的后端内侧上设有凹槽，使活塞杆与所述凹槽构成小空腔，气浮活塞圆周壁上均匀设置有连通内腔和气浮活塞与缸筒之间间隙的节流孔，气浮活塞圆周壁上设置有轴向延伸的内部通道一，气浮活塞端面壁上设置有径向分布的内部通道二，内部通道二连通内部通道一和小空腔；
11.活塞杆内轴向设置有互不相通的进气通道和排气通道，进气通道终止于活塞杆内部，且活塞杆上设置有径向的且连通进气通道和气浮活塞内腔的侧向连通孔，排气通道轴向贯穿活塞杆且与小空腔连通，气浮活塞由外部提供且经进气通道、气浮活塞内腔、节流孔进入气浮活塞与缸筒之间间隙的气膜承载。
12.进一步的，所述供气装置包括气源和气罐，气源和气罐之间依次连接有分离器和减压阀，气罐上设置有压力传感器且压力传感器与数据采集卡a/d端连接，气罐与高速开关阀一连接，高速开关阀一与空气轴承之间连接有过滤器。
13.进一步的，所述具有涡流阻尼的气浮气缸下方设置有电磁铁且电磁铁磁极与永磁体模块的磁极相反；电磁铁与外接电源连接，且外接电源的开闭状态经过数据采集卡d/a端受计算机控制。
14.进一步的，所述气路控制系统还包括三位四通电磁阀，三位四通电磁阀连接高速开关阀二和后端盖上的无杆腔气孔，三位四通电磁阀与数据采集卡的d/a端电性连接，高速开关阀二还与气罐连接。
15.进一步的，所述气浮活塞远离活塞杆的一端还可通过可拆卸连接方式与圆锥形的锥头实现连接。
16.进一步的，所述气浮活塞和活塞杆均采用非铁磁材料制成；所述具有涡流阻尼的气浮气缸通过螺纹紧固件与固定板实现可拆卸连接，固定板通过螺纹紧固件与竖直安装台实现可拆卸连接。
17.具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试方法，包括以下步骤：
18.s1.选取待测具有涡流阻尼的气浮气缸，卸下前端盖，取出气浮活塞，并在气浮活塞上远离活塞杆的一端连接上锥头，同时测出活塞杆、气浮活塞、永磁体模块和锥头的总质量m，记活塞杆、气浮活塞、永磁体模块和锥头为运动部件组合，将运动部件组合安装到缸筒内后，把前端盖安装到缸筒上；
19.s2.将具有涡流阻尼的气浮气缸安装在竖直安装台上，将激光位移传感器安装在活塞杆正上方，使激光位移传感器发射的激光照射在活塞杆的端面，用于监测活塞杆的位置信息，将空气轴承通气孔与高速开关阀一连接，有杆腔气孔与大气连通，无杆腔气孔与高速开关阀二连接，并在计算机上设置运动部件组合距离缸筒底端的阈值下限；
20.s3.通过计算机开启高速开关阀一，气罐向空气轴承内通气，使活塞杆对中，开启
高速开关阀二，使无杆腔气体与大气相通，即无杆腔气体气压与大气压相等，手动将运动部件组合往上拉，直至气浮活塞被拉至前端盖处；
21.s4.手动松开运动部件组合，运动部件组合下落，下落过程中运动部件组合速度先逐渐增大，缸筒对运动部件组合产生的涡流阻尼逐渐增大，直至涡流阻尼与运动部件组合重力相等后运动部件组合开始匀速下落，激光位移传感器实时监测活塞杆的位置信息，并将信息通过数据采集卡实时传递给计算机，从而计算机得出活塞杆的时间-位置信息；
22.s5.当计算机计算到运动部件组合与缸筒底端距离达到设定的阈值下限时，计算机控制高速开关阀二关闭，气浮活塞下方气体被压缩，气浮活塞下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；
23.s6.计算机根据活塞杆的时间-位置信息，计算出当涡流阻尼与运动部件组合重力相等时的匀速运动速度v，根据涡流阻尼与运动部件组合重力相等，即mg＝cv，其中c为涡流阻尼系数，即可计算出涡流阻尼系数c；
24.s7.重复步骤s1-s6，并计算涡流阻尼系数c平均值。
25.步骤s5中还可设置为：当计算机计算到运动部件组合与缸筒底端距离达到设定的阈值下限时，计算机通过数据采集卡d/a端控制与电磁铁连接的外接电源打开，由于电磁铁磁极与永磁体模块的磁极相反，电磁铁产生的磁场会对运动部件组合下落过程中产生阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用。
26.具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试方法，还可为以下步骤：
27.s1.选取待测具有涡流阻尼的气浮气缸，卸下其前端盖，取出气浮活塞，并在气浮活塞上远离活塞杆的一端连接上锥头，同时测出活塞杆、气浮活塞、永磁体模块和锥头的总质量m，记活塞杆、气浮活塞、永磁体模块和锥头为运动部件组合，将运动部件组合安装到缸筒内后，把前端盖安装到缸筒上；
28.s2.将具有涡流阻尼的气浮气缸安装在竖直安装台上，将激光位移传感器安装在活塞杆正上方，使激光位移传感器发射的激光照射在活塞杆的端面，用于监测活塞杆的位置信息，将空气轴承通气孔与高速开关阀一连接，有杆腔气孔与大气连通，无杆腔气孔与三位四通电磁阀连接，并在计算机上设置运动部件组合距离缸筒底端的阈值下限；
29.s3.通过计算机开启高速开关阀一，气罐向空气轴承内通气，使活塞杆对中，并通过计算机控制高速开关阀二关闭同时控制三位四通电磁阀的b口—t口相通，使无杆腔气体与大气相通，即无杆腔气体气压与大气压相等，手动将运动部件组合往上拉，直至气浮活塞被拉至前端盖处；
30.s4.手动松开运动部件组合，运动部件组合下落，下落过程中运动部件组合速度先逐渐增大，缸筒对运动部件组合产生的涡流阻尼逐渐增大，直至涡流阻尼与运动部件组合重力相等后运动部件组合开始匀速下落，激光位移传感器实时监测活塞杆的位置信息，并将信息通过数据采集卡实时传递给计算机，从而计算机得出活塞杆的时间-位置信息；
31.s5.当计算机计算到运动部件组合与缸筒底端距离达到设定的阈值下限时，计算机控制高速开关阀二打开同时控制三位四通电磁阀调节至b口—p口相通，向无杆腔内充气，气浮活塞下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；
32.s6.计算机根据活塞杆的时间-位置信息，计算出当涡流阻尼与运动部件组合重力相等时的匀速运动速度v，根据涡流阻尼与运动部件组合重力相等，即mg＝cv，其中c为涡流阻尼系数，即可计算出涡流阻尼系数c；
33.s7.重复步骤s1-s6，并计算涡流阻尼系数c平均值。
34.本发明的有益效果是：
35.1.本发明提供了一种具有涡流阻尼的气浮气缸阻尼系数测试装置，其阻尼系数测试方法简单易实现，测试结果准确。
36.2.本发明中还通过多次测试取平均值，排除偶然因素，进一步提高测试结果的准确性。
37.3.本发明测试中通过计算机控制高速开关阀二关闭，气浮活塞下方气体被压缩，气浮活塞下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；或计算机控制与电磁铁连接的外接电源打开，由于电磁铁磁极与永磁体模块的磁极相反，电磁铁产生的磁场会对运动部件组合下落过程中产生阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；或计算机控制高速开关阀二打开同时控制三位四通电磁阀调节至b口—p口相通，向无杆腔内充气，气浮活塞下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；对具有涡流阻尼的气浮气缸起到保护作用。
38.4.本发明测试中通过将锥头安装在气浮活塞一端，在气浮活塞下落过程中，有小部分气体在锥头导向作用下，从气浮活塞和缸筒之间间隙均匀流动，进而实现气浮活塞8的自动对中，保证了气浮活塞与缸筒不接触；还通过向空气轴承内供气，实现空气轴承对活塞杆的无接触对中。
39.5.本发明中气浮气缸通过设置永磁体模块，当气浮活塞与缸筒相对运动时，缸筒内会产生涡流，此涡流产生的磁场会阻碍气浮活塞与缸筒之间的相对运动，即产生涡流阻尼，用稳定的涡流阻尼取代传统气缸中不稳定的摩擦力，既能避免传统气缸内活塞与缸筒之间摩擦力的不确定性，又能减少现有气浮气缸中实现无摩擦后气缸在运动过程中产生振荡。
附图说明
40.图1为本发明气浮气缸结构示意图。
41.图2为本发明活塞杆和气浮活塞内部结构示意图。
42.图3为本发明气浮活塞和锥头连接示意图。
43.图4为本发明实施例一结构示意图。
44.图5为本发明实施例一工作原理图。
45.图6为本发明实施例二结构示意图。
46.图7为本发明实施例三工作原理图。
47.图中，1、活塞杆；2、空气轴承；3、前端盖；4、缸筒；5、进气通道；6、排气通道；7、永磁体模块；8、气浮活塞；9、节流孔；10、后端盖；11、内部通道一；12、小空腔；13、内部通道二；14、竖直安装台；15、激光位移传感器；16、具有涡流阻尼的气浮气缸；17、固定板；18、计算机；19、数据采集卡；20、信号发生器；21、压力传感器；22、气罐；23、减压阀；24、分离器；25、
气源；26、高速开关阀一；27、高速开关阀二；28、过滤器；29、锥头；30、电磁铁；31、三位四通电磁阀；32、有杆腔气孔；33、无杆腔气孔；34、空气轴承通气孔。
具体实施方式
48.下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
49.实施例一
50.结合图1-3，具有涡流阻尼的气浮气缸16包括缸筒4、设置在缸筒4内且与缸筒4之间留有间隙的气浮活塞8、穿入气浮活塞8内且与气浮活塞8螺纹连接的活塞杆1、设置在缸筒4两端的前端盖3和后端盖10，活塞杆1通过空气轴承2支撑在前端盖3内且活塞杆1与空气轴承2之间留有间隙，气浮活塞8上固定有永磁体模块7，缸筒4内由气浮活塞8分为包含活塞杆1的有杆腔和无杆腔，后端盖10上设置有与缸筒4内无杆腔连通的无杆腔气孔33，前端盖3上设置有与空气轴承2连通的空气轴承通气孔34，前端盖3上还设置有与缸筒4内有杆腔连通的有杆腔气孔32，用于连通有杆腔和大气，使有杆腔气体气压等于大气压，为防止永磁体模块7所产生的磁场受到影响，气浮活塞8和活塞杆1均采用非铁磁材料制成；通过气浮活塞8固定永磁体模块7，当气浮活塞8与缸筒4相对运动时，缸筒4内会产生涡流，此涡流产生的磁场会阻碍气浮活塞8与缸筒4之间的相对运动，即产生涡流阻尼，涡流阻尼大小受阻尼系数和气浮活塞8与缸筒4之间的相对运动速度大小影响，而阻尼系数受永磁体模块7磁场强度影响，永磁体模块7磁场强度受自身影响，其中气浮活塞8与缸筒4之间相对运动速度根据工作需要调节，因此当测试出永磁体模块7与缸筒4之间产生涡流阻尼的阻尼系数时，涡流阻尼的大小也可根据气浮活塞8与缸筒4之间所需相对运动速度计算出，即可便于对具有涡流阻尼的气浮气缸16工作状态的分析，用稳定的涡流阻尼取代传统气缸中不稳定的摩擦力，既能避免传统气缸内活塞与缸筒之间摩擦力的不确定性，又能减少现有气浮气缸中实现无摩擦后气缸在运动过程中产生振荡。
51.气浮活塞8的后端内侧上设有凹槽，使活塞杆1与所述凹槽构成小空腔12，活塞杆1与小空腔12连接处设置有密封圈，气浮活塞8圆周壁上均匀设置有连通内腔和气浮活塞8与缸筒4之间间隙的节流孔9，用于通气进入气浮活塞8与缸筒4之间间隙内形成气膜，气浮活塞8圆周壁上设置有轴向延伸的内部通道一11，气浮活塞8端面壁上设置有径向分布的内部通道二13，内部通道二13连通内部通道一11和小空腔12；
52.活塞杆1内轴向设置有互不相通的进气通道5和排气通道6，进气通道5终止于活塞杆1内部，且活塞杆1上设置有径向的且连通进气通道5和气浮活塞8内腔的侧向连通孔，用于通入气体进入气浮活塞8内腔，排气通道6轴向贯穿活塞杆1且与小空腔12连通，依次经过内部通道一11、内部通道二13、小空腔12、排气通道6实现对气浮活塞8与缸筒4之间间隙进行排气，气浮活塞8由外部提供且经进气通道5、气浮活塞8内腔、节流孔9进入气浮活塞8与缸筒4之间间隙的气膜承载；气浮活塞8远离活塞杆1的一端还可通过可拆卸连接方式与圆锥形的锥头29实现连接，在测试过程中，先将锥头29安装在气浮活塞8一端，在气浮活塞8下落过程中，有小部分气体在锥头29导向作用下，从气浮活塞8和缸筒4之间间隙均匀流动，进而实现气浮活塞8的自动对中，且保证了气浮活塞8与缸筒4不接触。
53.图3和图4为本发明实施例一中的具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试装置，
包括具有涡流阻尼的气浮气缸16、激光位移传感器15、用于安装具有涡流阻尼的气浮气缸16和激光位移传感器15的竖直安装台14、气路控制系统，具有涡流阻尼的气浮气缸16通过螺纹紧固件与固定板17实现可拆卸连接，固定板17通过螺纹紧固件与竖直安装台14实现可拆卸连接，以此实现具有涡流阻尼的气浮气缸16可拆卸安装在竖直安装台14上，竖直安装台14上设置有安装槽用于与固定板17通过螺纹紧固件连接，可根据需要将具有涡流阻尼的气浮气缸16安装在合适位置；
54.气路控制系统包括供气装置、计算机18、数据采集卡19、信号发生器20、用于控制空气轴承2供气的高速开关阀一26、高速开关阀二27，数据采集卡19的a/d端与活塞杆1上方的激光位移传感器15电性连接，用于对激光位移传感器15检测的数据进行采集，数据采集卡19与计算机18电性连接，数据采集卡19的d/a端经信号发生器20与高速开关阀一26、高速开关阀二27电性连接，用于实现对高速开关阀一26和高速开关阀二27的控制，高速开关阀二27与后端盖10上的无杆腔气孔33连接，可用于控制缸筒4内无杆腔气体的通入和排放，实现对无杆腔气压的控制，高速开关阀一26连接供气装置和前端盖3上的空气轴承通气孔34，用于控制空气轴承2供气状态，供气时可实现空气轴承2对活塞杆1的无接触对中，高速开关阀一26与空气轴承2之间连接有过滤器28，用于对进入空气轴承2内的气体进行过滤，保证进入空气轴承2内的气体的清洁度，供气装置包括气源25和气罐22，气源25和气罐22之间依次连接有分离器24和减压阀23，气罐22上设置有压力传感器21且压力传感器21与数据采集卡19a/d端连接，用于对气罐22内气压的实时检测，气罐22与高速开关阀一26连接，用于给空气轴承2内供气。
55.本发明实施例一中的具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试方法，包括以下步骤：
56.s1.选取待测具有涡流阻尼的气浮气缸16，卸下前端盖3，取出气浮活塞8，并在气浮活塞8上远离活塞杆1的一端连接上锥头29，同时测出活塞杆1、气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29的总质量m，记活塞杆1、气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29为运动部件组合，将运动部件组合安装到缸筒4内后，把前端盖3安装到缸筒4上；
57.s2.将具有涡流阻尼的气浮气缸16安装在竖直安装台14上，将激光位移传感器15安装在活塞杆1正上方，使激光位移传感器15发射的激光照射在活塞杆1的端面，用于监测活塞杆1的位置信息，将空气轴承通气孔34与高速开关阀一26连接，有杆腔气孔32与大气连通，无杆腔气孔33与高速开关阀二27连接，并在计算机18上设置运动部件组合距离缸筒4底端的阈值下限；
58.s3.通过计算机18开启高速开关阀一26，气罐22向空气轴承2内通气，使活塞杆1对中，开启高速开关阀二27，使无杆腔气体与大气相通，即无杆腔气体气压与大气压相等，手动将运动部件组合往上拉，直至气浮活塞8被拉前端盖3处；
59.s4.手动松开运动部件组合，运动部件组合下落，下落过程中运动部件组合速度先逐渐增大，缸筒4对运动部件组合产生的涡流阻尼逐渐增大，直至涡流阻尼与运动部件组合重力相等后运动部件组合开始匀速下落，激光位移传感器15实时监测活塞杆1的位置信息，并将信息通过数据采集卡19实时传递给计算机18，从而计算机18得出活塞杆1的时间-位置信息；
60.s5.结合气浮活塞8在缸筒4内的可活动总行程和活塞杆1的时间-位置信息，计算
机18可计算出运动部件组合与缸筒4底端距离，当计算机18计算到运动部件组合与缸筒4底端距离达到设定的阈值下限时，计算机18控制高速开关阀二27关闭，气浮活塞8下方气体被压缩，气浮活塞8下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；
61.s6.计算机18根据活塞杆1的时间-位置信息，计算出当涡流阻尼与运动部件组合重力相等时的匀速运动速度v，根据涡流阻尼与运动部件组合重力相等，即mg＝cv，其中c为涡流阻尼系数，即可计算出涡流阻尼系数c；
62.s7.重复步骤s1-s6，并计算涡流阻尼系数c平均值。
63.测试原理：涡流阻尼力受阻尼系数和气浮活塞8与缸筒4之间的相对运动速度大小，测试过程中，气浮活塞8上下端气体气压等于大气压，即气浮活塞8上下端气体气压相等，且运动部件组合与缸筒4及前端盖3之间无摩擦，因此运动部件组合下落过程中受自身重力和阻尼力的影响，运动部件组合的阻尼力随着运动部件组合与缸筒的相对运动速度增大而增大，直至运动部件组合自身重力和阻尼力相等，此时运动部件组合匀速下落，即mg＝cv，即可计算出涡流阻尼系数c；再通过多次测试取平均值，提高测试结果准确性。
64.气浮活塞8在缸筒4内的可活动总行程为缸筒4内腔长度减去气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29的总长度，测量缸筒4内腔长度和气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29的总长度，即可计算出气浮活塞8在缸筒4内的可活动总行程。
65.测试时设置运动部件组合距离缸筒4底端的阈值下限为运动部件组合缓冲的最大安全距离，防止运动部件组合与下端盖10发生碰撞，对具有涡流阻尼的气浮气缸16进行保护。
66.测试方法操作简单易实现，测试结果准确，另外还通过多次测试取平均值，排除偶然因素，提高测试结果的准确性。
67.实施例二
68.图6为本发明实施例二结构示意图，在实施例一的基础上，在具有涡流阻尼的气浮气缸16下方设置有电磁铁30且电磁铁30磁极与永磁体模块7的磁极相反；电磁铁30与外接电源连接，且外接电源的开闭状态经过数据采集卡19d/a端受计算机18控制；计算机18可通过数据采集卡19d/a端控制与电磁铁30连接的外接电源打开，由于电磁铁30磁极与永磁体模块7的磁极相反，电磁铁30产生的磁场会对运动部件组合下落过程中产生阻力，以此来实现对运动部件组合的下落过程的缓冲作用，计算机18还可根据活塞杆1的时间-位置信息来调节外接电源电流大小，以此来调节电磁铁30产生的阻力大小，实现更好的缓冲效果。
69.本发明中实施例二的具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试方法，在于将实施例一中的步骤s5调整为：当计算机18计算到运动部件组合与缸筒4底端距离达到设定的阈值下限时，计算机18通过采集卡19d/a端控制与电磁铁30连接的外接电源打开，由于电磁铁30磁极与永磁体模块7的磁极相反，电磁铁30产生的磁场会对运动部件组合下落过程中产生阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用。
70.实施例三
71.图7为本发明实施例三工作原理图，在实施例一的基础上，在气路控制系统中增设三位四通电磁阀31，三位四通电磁阀31连接高速开关阀二27和后端盖10上的无杆腔气孔33，三位四通电磁阀31与数据采集卡19的d/a端电性连接，高速开关阀二27还与气罐22连
接。当三位四通电磁阀31的b口—t口相通时，即缸筒4的无杆腔与外接大气相通，实现无杆腔气压与大气压相等；当三位四通电磁阀31的b口—p口相通时，缸筒4的无杆腔经过高速开关阀二27与气罐4相连，此时高速开关阀二27打开，可实现对缸筒4的无杆腔充气，增大缸筒4的无杆腔内气压，进而在运动部件组合下落过程中，加快气浮活塞8上下端压力差形成的速度，使运动部件组合下落更快趋于稳定，计算机18还可根据活塞杆1的时间-位置信息来调节对高速开关阀二27控制电压大小，以此来控制通过高速开关阀二27流量的大小，实现更好的缓冲效果。
72.本发明中实施例三的具有涡流阻尼的气浮气缸的阻尼系数测试方法，包括以下步骤：
73.s1.选取待测具有涡流阻尼的气浮气缸16，卸下其前端盖3，取出气浮活塞8，并在气浮活塞8上远离活塞杆1的一端连接上锥头29，同时测出活塞杆1、气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29的总质量m，记活塞杆1、气浮活塞8、永磁体模块7和锥头29为运动部件组合，将运动部件组合安装到缸筒4内后，把前端盖3安装到缸筒4上；
74.s2.将具有涡流阻尼的气浮气缸16安装在竖直安装台14上，将激光位移传感器15安装在活塞杆1正上方，使激光位移传感器15发射的激光照射在活塞杆1的端面，用于监测活塞杆1的位置信息，将空气轴承通气孔34与高速开关阀一26连接，有杆腔气孔32与大气连通，无杆腔气孔33与三位四通电磁阀31连接，并在计算机18上设置运动部件组合距离缸筒4底端的阈值下限；
75.s3.通过计算机18开启高速开关阀一26，气罐22向空气轴承2内通气，使活塞杆1对中，并通过计算机18控制高速开关阀二27关闭同时控制三位四通电磁阀31的b口—t口相通，使无杆腔气体与大气相通，即无杆腔气体气压与大气压相等，手动将运动部件组合往上拉，直至气浮活塞8被拉至前端盖3处；
76.s4.手动松开运动部件组合，运动部件组合下落，下落过程中运动部件组合速度先逐渐增大，缸筒4对运动部件组合产生的涡流阻尼逐渐增大，直至涡流阻尼与运动部件组合重力相等后运动部件组合开始匀速下落，激光位移传感器15实时监测活塞杆1的位置信息，并将信息通过数据采集卡19实时传递给计算机18，从而计算机18得出活塞杆1的时间-位置信息；
77.s5.结合气浮活塞8在缸筒4内的可活动总行程和活塞杆1的时间-位置信息，计算机18可计算出运动部件组合与缸筒4底端距离，当计算机18计算到运动部件组合与缸筒4底端距离达到设定的阈值下限时，计算机18控制高速开关阀二27打开同时控制三位四通电磁阀31调节至b口—p口相通，向无杆腔内充气，气浮活塞8下方气体与上方气体间产生压力差，运动部件组合下落过程中受到压力差形成的阻力，对运动部件组合的下落起到缓冲作用；
78.s6.计算机18根据活塞杆1的时间-位置信息，计算出当涡流阻尼与运动部件组合重力相等时的匀速运动速度v，根据涡流阻尼与运动部件组合重力相等，即mg＝cv，其中c为涡流阻尼系数，即可计算出涡流阻尼系数c；
79.s7.重复步骤s1-s6，并计算涡流阻尼系数c平均值。
80.所述实例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或
变型均属于本发明的保护范围。