CN102926813A - 环形活塞式气动执行机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环形活塞式气动执行机构，属于气动执行机构生产领域。其结构主要由气缸组件、活塞组件及传动输出组件构成，所述气缸组件用于装配成若干个等长的缸体，若干个等长缸体串接形成圆环形气缸，若干个缸体中至少包含一个开口缸体和一个封闭缸体；所述活塞组件包括气动活塞、被动活塞及环形推杆，气动活塞设置于封闭缸体内，被动活塞设置于开口缸体内，相邻的气动活塞和/或被动活塞之间分别通过等长的环形推杆传动连接；所述传动输出组件包括驱动轴、连接曲柄，驱动轴同轴设置在圆环形气缸的轴心位置，并通过连接曲柄与开口缸体处的活塞组件传动连接。与现有技术相比，本发明的气动执行机构具有方便大扭矩输出、节能降耗等特点。

Description

环形活塞式气动执行机构
技术领域
本发明涉及一种执行机构，具体地说是一种环形活塞式气动执行机构。
背景技术
现有技术中的气动执行机构由于结构所限力臂的长度不能有效地加大，提高执行机构的扭矩只能靠增大活塞的径向尺寸来实现。然而，单纯地增大活塞的径向尺寸会加大气缸的容积，会增加气量消耗，存在能耗高等不足。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种大扭矩、低能耗的环形活塞式气动执行机构。
本发明的技术任务是按以下方式实现的：环形活塞式气动执行机构，主要由气缸组件、活塞组件及传动输出组件构成，
所述气缸组件用于装配成若干个等长的缸体，若干个等长缸体串接形成圆环形气缸，若干个缸体中至少包含一个开口缸体和一个封闭缸体，封闭缸体的两端分别设置有与该封闭缸体相连通的气嘴；
所述活塞组件包括气动活塞、被动活塞及环形推杆，气动活塞设置于封闭缸体内，被动活塞设置于开口缸体内，相邻的气动活塞和/或被动活塞之间分别通过等长的环形推杆传动连接；
所述传动输出组件包括驱动轴、连接曲柄，驱动轴同轴设置在圆环形气缸的轴心位置，并通过连接曲柄与开口缸体处的活塞组件传动连接。
所述气缸组件最佳的装配形式：装配成两个封闭缸体和一个开口缸体，两封闭缸体和开口缸体依次串接构成圆环形气缸，每个封闭缸体的两端均设有与该封闭缸体相连通的气嘴；两个气动活塞分别置于两封闭缸体内，一个被动活塞置于开口缸体内，两个气动活塞和一个被动活塞成120度角对称放置，并通过三个环形推杆依次传动连接，各点受力均匀，从而保证了活塞组合体的使用寿命和运转自如。
优选的，所述气缸组件包括六片缸体安装单体、三片挡板，六片缸体安装单体两两组合，与挡板构成两个封闭缸体与一个开口缸体相串接的圆环形气缸。
优选的，所述驱动轴通过轴承组件设置在圆环形气缸的轴心位置，连接曲柄一端通过平键与驱动轴配合，连接曲柄的另一端通过销轴与开口缸体处的活塞组件传动连接。
所述轴承组件主要由轴承座、轴承及轴承盖构成，轴承座通过螺栓与气缸组件相固定，驱动轴通过轴承与轴承座配合，并通过轴承盖进行固定。
所述气动活塞和被动活塞均包括中空的活塞本体，活塞本体两端为圆形密封面，两圆形密封面分别通过螺母或弹性挡圈与对应的环形推杆相固定，并且与封闭缸体或开口缸体之间通过密封圈进行密封。
驱动轴与活塞组件的最佳传动关系为：连接曲柄一端通过平键与驱动轴配合，连接曲柄的另一端通过销轴与被动活塞传动连接。
本发明的环形活塞式气动执行机构与现有技术相比具有以下突出的有益效果：
(一)活塞(气动活塞)面积比传统的活塞面积小，气缸的容积减小，因此消耗的气量降低，起到了节能降耗的目的；
(二)执行机构的力臂可根据需要设计加长，提高执行机构的输出扭矩。
附图说明
附图1是本发明环形活塞式气动执行机构的结构示意图；
附图2是图1所示气动执行机构的A-A剖视图。
具体实施方式
参照说明书附图以具体实施例对本发明的环形活塞式气动执行机构作以下详细地说明。
实施例：
本发明的环形活塞式气动执行机构由气缸组件、活塞组件及传动输出组件构成。
所述气缸组件包括六片缸体安装单体1、三片挡板(挡板2-1、挡板2-2及挡板2-3)及异型密封圈3。
六片缸体安装单体1两两组合，与挡板构成封闭缸体4、5及开口缸体6。封闭缸体4、5和开口缸体6彼此之间通过法兰串接成圆环形气缸。缸体安装单体1之间通过内置异型密封圈3进行密封，并由紧固螺栓7连接固定。
挡板2-1、挡板2-2上分别设有与封闭缸体4相连通的气嘴8-1、气嘴8-2；挡板2-2、挡板2-3上分别设有与封闭缸体5相连通的气嘴8-3、气嘴8-4。
所述活塞组件主要由气动活塞9-1、气动活塞9-2、被动活塞9-3及环形推杆11构成。气动活塞9-1、气动活塞9-2分别滑动设置于封闭缸体4、封闭缸体5中。被动活塞9-3滑动设置于开口缸体6中。气动活塞9-1、气动活塞9-2及被动活塞9-3成120度角对称放置，并通过三个等长的环形推杆11依次连接。环形推杆11与挡板(挡板2-1、挡板2-2及挡板2-3)之间通过密封圈21进行密封。
气动活塞9-1、气动活塞9-2及被动活塞9-3均主要由中空的活塞本体构成。活塞本体两端为圆形密封面10。气动活塞9-1、气动活塞9-2的圆形密封面10分别通过螺母与对应的环形推杆11相固定，被动活塞9-3的圆形密封面10分别通过弹性挡圈与对应的环形推杆11相固定。圆形密封面10与封闭缸体4、5或开口缸体6之间通过密封圈20进行密封。
所述传动输出组件主要由驱动轴12、连接曲柄13、轴承座14、轴承15及轴承盖16构成。轴承座14、轴承15及轴承盖16构成轴承组件，用于将驱动轴12固定在圆环形气缸的圆环轴心位置。轴承座14通过紧固螺栓17与缸体安装单体1相固定。驱动轴12通过轴承15与轴承座14配合，并通过轴承盖16进行固定。驱动轴12通过平键与连接曲柄13配合，并通过档圈18进行固定；连接曲柄13另一端U型结构的拨叉通过销轴19与被动活塞9-3传动连接，并把旋转力矩传递给驱动轴12进行输出。
当压缩空气从气嘴8-1、气嘴8-3被导入圆环形气缸内时，压缩气体推动气动活塞9-1、气动活塞9-2，带动环形推杆11、被动活塞9-3在圆环形气缸内做顺时针旋转运动(圆环形气缸内的空气从气嘴8-2、气嘴8-4被挤出)。被动活塞9-3又带动连接曲柄13、驱动轴12将旋转力矩进行顺时针输出。反之，当压缩空气从气嘴8-2、气嘴8-4被导入圆环形气缸内时，压缩气体推动气动活塞9-1、气动活塞9-2，带动环形推杆11、被动活塞9-3在圆环形气缸内做逆时针旋转运动(气缸内的空气从气嘴8-1、气嘴8-3被挤出)，被动活塞9-3又带动连接曲柄13、驱动轴12将旋转力矩进行逆时针输出。

Claims (7)

1.环形活塞式气动执行机构，主要由气缸组件、活塞组件及传动输出组件构成，其特征在于：
所述气缸组件用于装配成若干个等长的缸体，若干个等长缸体串接形成圆环形气缸，若干个缸体中至少包含一个开口缸体和一个封闭缸体，封闭缸体的两端分别设置有与该封闭缸体相连通的气嘴；
所述活塞组件包括气动活塞、被动活塞及环形推杆，气动活塞设置于封闭缸体内，被动活塞设置于开口缸体内，相邻的气动活塞和/或被动活塞之间分别通过等长的环形推杆传动连接；
所述传动输出组件包括驱动轴、连接曲柄，驱动轴同轴设置在圆环形气缸的轴心位置，并通过连接曲柄与被动活塞传动连接。
2.根据权利要求1所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，
所述气缸组件装配成两个封闭缸体和一个开口缸体，两封闭缸体和开口缸体依次串接构成圆环形气缸，每个封闭缸体的两端均设有与该封闭缸体相连通的气嘴；
两个气动活塞分别置于两封闭缸体内，一个被动活塞置于开口缸体内，两个气动活塞和一个被动活塞成120度角对称放置，并通过三个环形推杆依次传动连接。
3.根据权利要求2所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，所述气缸组件包括六片缸体安装单体、三片挡板，六片缸体安装单体两两组合，与挡板构成两个封闭缸体与一个开口缸体相串接的圆环形气缸。
4.根据权利要求1所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，所述驱动轴通过轴承组件设置在圆环形气缸的轴心位置，连接曲柄一端通过平键与驱动轴配合，另一端通过销轴与被动活塞传动连接。
5.根据权利要求4所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，所述轴承组件主要由轴承座、轴承及轴承盖构成，轴承座通过螺栓与气缸组件相固定，驱动轴通过轴承与轴承座配合，并通过轴承盖进行固定。
6.根据权利要求1所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，所述气动活塞和被动活塞均包括中空的活塞本体，活塞本体两端为圆形密封面，两圆形密封面分别通过螺母或弹性挡圈与对应的环形推杆相固定，并且与封闭缸体或开口缸体之间通过密封圈进行密封。
7.根据权利要求6所述的环形活塞式气动执行机构，其特征在于，连接曲柄一端通过平键与驱动轴配合，另一端通过销轴与被动活塞传动连接。
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