CN101054906A - 一种多功能气动机 - Google Patents

Abstract

一种多功能气动机，利用空气压力做动力使活塞运动，利用磁铁的磁力传动将活塞的上下运动转换为旋转运动，所采用的技术方案是：包括压缩空气输入/输出管道，动力系统，所述动力系统包括机壳、汽缸、活塞、永磁体转子、永磁动定子、机轴，汽缸安装在机壳内，汽缸上有与压缩空气输入/输出管道相接的口，汽缸中安有活塞，在活塞的下端安有永磁体定子，机轴安装在机壳上，永磁体转子安装在机轴上，其磁极与永磁体定子的磁极同性相邻。这种磁传递气动机的往复—旋转转换无接触、无摩擦、无热量，无需液体润滑机构，机械效率高，能量转换率高。

Description

一种多功能气动机

所属技术领域

本发明涉及气动机，特别涉及一种活塞和连杆无接触传递能量的气动机。

背景技术

气动机是把压缩空气的势能转换为旋转的机械动能机器。转换方式目前有两大类：转子活塞类和往复活塞类。

转子活塞类把空气的压力直接转换为旋转运动，有结构简单、体积小、重量轻的优点，但转子活塞的密封技术复杂，气密性差，加之维修保养困难，一般用于小型气动工具。

往复活塞类把空气的压力间接转换为旋转运动，往复活塞密封技术具有可靠、气密性好、能量转换率高、维修保养简单等优点，因此得到了广泛的运用。但它存在下列有缺点：

第一、把往复运动转换为旋转运动的机构为连杆---曲轴机构，多了一层机械机构就多了一层机械损耗，使气动机整体机械效率下降。

第二、往复----旋转转换机构结构复杂，占用空间大，使气动机体积大，重量增加。

第三、往复----旋转转换机构的机械运动产生大量的热，需要一套液体润滑机构保证其正常工作。

第四、在大功率多缸气动机内，各缸的活塞被连杆---曲轴机构联成一体相互牵制，在轻负载情况下各缸之间相互拖累，不仅浪费能源，而且带来不必要的磨损。

发明内容

针对往复----旋转气动机的缺点，本发明把往复----旋转机构由机械作用力传递改成无接触的磁力传递，提高气动机的性能和功能。

本发明为了实现其目的采用的技术方案是：一种多功能气动机，包括压缩空气输入/输出管道，动力系统，其特征在于，所述动力系统包括机壳、汽缸、活塞、转子、定子、动力输出轴，机壳为动力系统的外壳，主体呈卧式圆柱状，在机壳的径向截面上均布至少一个汽缸，汽缸的中心轴与机壳截面的一根直径重合，汽缸壁与机壳成一整体，汽缸上有与压缩空气输入/输出管道相接的口，活塞在汽缸内，可沿汽缸轴向运动，定子为一U形永磁体，具有两个凸起的磁极，其底部与活塞相接，当活塞运行到下止点时，U形永磁体的两个凸起可伸出活塞，动力输出轴轴向穿过机壳中央，其与机壳通过轴承相接，转子为叶瓣型的圆盘，每个叶瓣具有磁性，其两个磁极磁极分例叶瓣两侧，转子安装在机壳内动力输出轴上，可带动动力输出轴旋转，当定子随活塞运动到下止点时，定子上U形永磁铁的两个凸起可包裹转子的叶瓣，定子的磁极与转子上的磁极同性相邻。

所述汽缸与活塞组合为四个，分别均匀分布在机壳纵向截面上。

所述转子为具有三个叶瓣的叶瓣型的圆盘。

在动力输出轴上安有信息盘。

在机壳外，还包括有用微机控制的进气阀和排气阀，分别安装在每个汽缸上与压缩空气输入/输出管道相接的口的两侧。

本发明的有益效果

第一、磁传递气动机省去复杂的连杆---曲轴机构，结构简单、体积小、重量轻。

第二、磁传递气动机的往复----旋转转换无接触、无磨擦、无热量，无需液体润滑机构，机械效率高，能量转换率高。

第三、磁传递气动机，各气缸活塞运动相互独立，微机根据负载情况控制各缸做功。在轻负载情况下，能一缸做功，其它缸休息，不仅节省能源，而且减少不必要的磨损，提高使用寿命。

第四、往磁传递气动机，通过微机控制各缸做功，既能输出功率，也能输出多种运动方式，一机多能。

附图说明

下面根据附图和具体实施例说明本发明

图1为本发明气动机中动力部份剖面图

图2为本发明当活塞运动到下止点时，转子和永磁动定子相互位置和磁极性示意图

图3本发明工作过程方框图

图中1机壳，2汽缸，3活塞，4转子，41、42转子磁极，5永磁动定子，51、52定子磁极，6轴，7口，8输入/输出管道，9输入阀，10输出阀。

在图1中，一种多功能气动机，包括微机控制系统、压缩空气输入/输出管道8，动力系统，微机控制系统控制压缩空气通过压缩空气输入/输出管道8进出动力系统，所述动力系统包括机壳1、汽缸2、活塞3、转子4、定子5、动力输出轴6，机壳1为动力系统的外壳，主体呈卧式圆柱状，在机壳1上有固定气动机的螺丝孔，在机壳1的径向截面上均布至少一个汽缸2，汽缸2的中心轴与机壳1截面的一根直径重合，汽缸2壁与机壳1成一整体，汽缸2上有与压缩空气输入/输出管道8相接的口7，活塞3在汽缸2内，可沿汽缸2轴向运动，定子5为一U形永磁体，具有磁极51和磁极52，其底部与活塞3相接，当活塞3运行到下止点时，U形永磁体的两个凸起可伸出活塞，动力输出轴6轴向穿过机壳1中央，其与机壳1通过轴承相接，转子4为叶瓣型的圆盘，每个叶瓣具有磁性，其磁极41和磁极42分例叶瓣两侧，转子5安装在机壳1内动力输出轴6上，可带动动力输出轴6旋转，当定子5随活塞运动到下止点时，定子5上U形永磁铁的两个凸起可包裹转子4的叶瓣，定子5的磁极51和磁极52与转子4上的磁极41和磁极主42同性相邻，如图2示。

如图1所示，本发明的一个实施例中，汽缸2与活塞3组合为四个，分别均匀分布在机壳1纵向截面上，转子4为具有三个叶瓣的叶瓣型的圆盘，动力输出轴6上安有信息盘，可读出动力输出轴6的旋转状态。信息盘读出的有关动力输出轴状态的信息输出给微机控制系统，微机控制系统根据信息盘的内容通过控制进气阀9和排气阀10来控制气动机运动的，进气阀9和排气阀10分别安装在每个汽缸2上与压缩空气输入/输出管道相接的口7的两侧。

当某个汽缸2上的进气阀9打开，压缩空气进入该气缸2推动里面的活塞3连同永磁定子5向动力输出轴6移动，定子5上U形磁体与转子4上叶瓣永磁体的一个叶瓣之间产生一个无接触的互交面积，因两磁体同性(见图2)，产生的推斥力使转子旋转。当一个定子5向下移动到“下止点”时，在微机控制系统的控制下将进气阀9关闭，排气阀10打开。转子4在惯性作用下继续旋转，转子4与定子5之间的推斥力使定子5向上行回到“上止点”完成一次做功循环。一个活塞3做功一次只能使转子4旋转一个角度，本实施例中转子4旋转一周需每个活塞3做功三次。

图3是本实施例气动机工作的方框图，气动机的各气缸活塞运动是独立的，由微机统一控制，图中信息盘收集气动机的工作状态，微机可根据信息盘的信息和人工干预对气动机的进气阀和出所阀进行控制，用以控制气动机的工作。

Claims (5)

1、一种多功能气动机，包括微机控制系统、压缩空气输入/输出管道，动力系统，微机控制系统控制压缩空气通过压缩空气输入/输出管道进出动力系统，其特征在于，所述动力系统包括机壳(1)、汽缸(2)、活塞(3)、转子(4)、定子(5)和动力输出轴(6)，在机壳(1)的径向均布至少一个汽缸(2)，汽缸(2)的中心线与机壳(1)中心轴线相交，汽缸(2)上有与压缩空气输入/输出管道相接的口(7)，活塞(3)在汽缸(2)内，定子(5)为一U形永磁体，具有磁极(51)和磁极(52)，其底部与活塞(3)固定连接，动力输出轴(6)安装在机壳(1)的中心，与机壳(1)构成可相对转动的活动连接，

转子(4)为叶瓣型的圆盘，每个叶瓣具有磁性，其磁极(41)和磁极(42)分例叶瓣两侧，转子(5)安装在机壳(1)内动力输出轴(6)上，定子(5)的磁极(51)和磁极(52)与转子(4)上的磁极(41)和磁极(42)同极对应。

2、根据权利要求1所述的一种多功能气动机，其特征在于，所述汽缸(2)与活塞(3)组合为四个，分别均匀分布在机壳(1)纵向截面上。

3、根据权利要求2所述的一种多功能气动机，其特征在于，所述转子(4)为具有三个叶瓣的叶瓣型的圆盘。

4、根据权利要求1至3所述的任何一种多功能气动机，其特征在于，所述动力输出轴(6)上安有信息盘。

5、根据权利要求1至3所述的任何一种多功能气动机，其特征在于，微机控制系统是通过控制进气阀(9)和排气阀(10)来控制气动机运动的，进气阀(9)和排气阀(10)分别安装在每个汽缸(2)上与压缩空气输入/输出管道相接的口(7)的两侧。

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