CN103362888B - 气液介质微距执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气液介质微距执行机构，它包括中空的管状结构体，管状结构体包括内层管壁和外层管壁，内层管壁和外层管壁的端面密封，内层管壁和外层管壁之间形成压力介质腔体，内层管壁和/或外层管壁具有向压力介质腔体内凹陷的承压变形段；管状结构体上设有压力介质腔体相通的压力介质开孔。其结构简单，安全可靠，加工要求低，通过选用不同的材料，可采用气或液都可作为动力源，且适合高温、多尘等特殊工况,通过选用波纹管壁厚或层数，确定容腔内介质的压力，从而确定驱动力的大小。它可以替代短行程的气缸或油缸，在高温、多尘等特性工况下，它的优势更明显。同时它还可作为阀门的密封装置。<!--1-->
Description
技术领域
本发明属于由介质驱动的执行机构，具体涉及一种由介质驱动实现微短距离位移或变形的气液介质微距执行机构。
背景技术
通常的气缸、油缸等执行机构分开使用的，且结构复杂，一般由缸体、活塞、端盖、密封圈、防尘圈、导向圈等组成，缸体、活塞加工精度高，且表面要硬化处理，密封圈存在可靠性的问题。制造起点高，制造成本高。上述气缸或油缸通过活塞的直线运动实现较大距离的位移的执行动作，也可实现微短距离位移执行动作；其位移动作的控制复杂。对于高温、多尘等特殊工况使用的气缸、油缸，由于工作环境恶劣，对气缸、油缸内的密封、防尘等结构、材料要求高。另外，由于气缸、油缸自身的结构的限制，对于空间狭小的被执行位移部件，没有足够的布置空间，气缸、油缸无法布置，气缸、油缸无实现微短距离位移执行动作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以变形实现微短距离位移或变形的气液介质微距执行机构，从而解决上述问题。
本发明的技术方案为：一种气液介质微距执行机构，它包括中空的管状结构体，管状结构体包括内层管壁和外层管壁，内层管壁和外层管壁的端面密封，内层管壁和外层管壁之间形成压力介质腔体，内层管壁和/或外层管壁具有承压变形段；管状结构体上设有压力介质腔体相通的压力介质开孔，所述承压变形段是向压力介质腔体内凹陷结构或向压力介质腔体外凸出结构。
本发明在中空的双层管壁上具有向压力介质腔体内凹陷或向压力介质腔体外凸出的承压变形段，利用压力介质对凹陷或向压力介质腔体外凸出的承压变形段的压力作用，使得凹陷或凸出的承压变形段发生收缩变形形成位移，从而在实现中空的管状结构体形成微小的位移，微小位移量可依据管状结构体材料的弹性变形性能和/或凹陷的承压变形段设置的数量，实现微距位移的执行；该距离可控制在30毫米内。
本发明微距位移的执行依据管状结构体的变形实现；结构简单，体积小，易于布置。管状结构体的中间管道不仅可以作为被执行位移工件的设置空间，还可以作为介质流道使用。本发明结构是现有气缸、油缸等执行机构不能实现的。
内层管壁上具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第一承压变形段；外层管壁具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第二承压变形段，所述第一承压变形段和所述第二承压变形段沿管状结构体轴向错层设置。
内外管壁上凹陷的承压变形段错层设置一方面保证管状结构体位移的直线度，另一方面在相同作用力下，可以相对提高管状结构体位移量。
内层管壁上具有至少一个向压力介质腔体外凸出的第一承压变形段；外层管壁具有至少一个向压力介质腔体外凸出的第二承压变形段，所述第一承压变形段和所述第二承压变形段相对同层设置或所述第一承压变形段和所述第二承压变形段沿管状结构体轴向错层设置。
内层管壁上具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第一承压变形段；外层管壁具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第二承压变形段，所述第一承压变形段和所述第二承压变形段相对同层设置。
内外管壁上凹陷或凸出的承压变形段同层设置， 在相同作用力下，可以相对提高管状结构体位移速度。
承压变形段包括第一承压部和第二承压部，第一承压部和第二承压部之间连接变形部。
承压变形段的两个承压部受压后使得变形部压缩变形，实现位移，结构简单，便于制造。
所述第一承压部是平面；所述第二承压部是平面。平面的承压面，有利于作用力的均衡分布。
第一承压部的承压面积和第二承压部承压面积相同。两个承压面积相等，有利于变形位移过程的平稳。
与第一承压变形段相对应部位的外层管壁是外圆柱段；与第二承压变形段相对应部位的内层管壁是内圆柱段。
内层管壁和外层管壁的端面连接圆环支撑架。
所述内层管壁由多层壁体构成；外层管壁由多层壁体构成。
本发明的有益效果在于：其结构简单，安全可靠，加工要求低，通过选用不同的材料，可采用气或液都可作为动力源，且适合高温、多尘等特殊工况,通过选用波纹管壁厚或层数，确定容腔内介质的压力，从而确定驱动力的大小。它可以替代短行程的气缸或油缸，在高温、多尘等特性工况下，它的优势更明显。同时它还可作为阀门的密封装置。
附图说明
图1 气液介质微距执行机构结构Ⅰ示意图。
图2 气液介质微距执行机构结构Ⅱ示意图。
具体实施方式
如图1所示，管状结构体1具有中空空间2。中空空间2可以作为流道使用。管状结构体1包括内层管壁101和外层管壁102。内层管壁和外层管壁之间形成压力介质腔体103。压力介质腔体103端面即内层管壁和外层管壁的端面密封，本实施例中内层管壁和外层管壁的端面连接有圆环支撑架104、105。圆环支撑架104、105将压力介质腔体103密封。靠近圆环支撑架104上开设有压力介质开孔106与压力介质腔体相通。
内层管壁101和外层管壁102采用能够产生形变的材料，如钢、铜或铝的材料或合金制成。
本实施例中内层管壁101上具有一个向压力介质腔体内凹陷的第一承压变形段107；与第一承压变形段107相对应部位的外层管壁是外圆柱段109。
外层管壁102具有一个向压力介质腔体内凹陷的第二承压变形段108，与第二承压变形段108相对应部位的内层管壁是内圆柱段110。这样形成第一承压变形段和所述第二承压变形段沿管状结构体轴向错层设置。
第一承压变形段和所述第二承压变形段的结构相同，在压力介质腔体103内方向相反设置。
第一承压变形段107包括第一承压部120和第二承压部121，第一承压部和第二承压部之间连接变形部122。第一承压部120和第二承压部121是平面，变形部122是圆弧面。第一承压部120和第二承压部121承压面积可以根据要求设置，第一承压部的承压面积和第二承压部承压面积可以相同，也可以不同。
本发明的工作原理是：压力介质如压力气体从压力介质开孔106进入压力介质腔体103后，作用在第一承压变形段的两个承压部上，使得变形部122压缩变形；同时，压力介质作用在第二承压变形段的两个承压部上，使得变形部123压缩变形，在变形部122压缩变形和变形部123压缩变形的作用下，使得管状结构体1产生压缩位移。
如图2所示，内层管壁201由多层壁体构成；外层管壁202由多层壁体构成，本实施例是内层管壁采用两层壁体，外层管壁采用两层壁体。内管壁上的第一承压变形段207和外管壁上的第二承压变形段208的结构相同，并且同层设置；第一承压变形段207和第二承压变形段208均是向结构压力介质腔体外凸出的。承压变形段包括第一承压部220和第二承压部221，第一承压部和第二承压部之间连接变形部222。第一承压部220和第二承压部221是平面，变形部222是圆弧面。上述实施例的其他结构与图1的实施例结构相同，不累述。
本发明的工作原理是：压力介质如压力气体从压力介质开孔206进入压力介质腔体203后，作用在第一承压变形段的两个承压部上，使得变形部222拉伸变形；同时，压力介质作用在第二承压变形段的两个承压部上，使得变形部223拉伸变形，在变形部222压缩变形和变形部223拉伸变形的作用下，使得管状结构体1产生拉伸位移。
当然，本领域的技术人员依据本发明技术方案，可以实施不同于上述实施例结构的其他结构，如只设置一个承压变形段，根据需要设置在外层管壁上或内层管壁上；或者将第一承压变形段和所述第二承压变形段同层设在内层管壁上和外层管壁上；或根据需要设置多个承压变形段。
Claims (6)
1.一种气液介质微距执行机构，它包括中空的管状结构体，其特征在于管状结构体包括内层管壁和外层管壁，内层管壁和外层管壁的端面密封，内层管壁和外层管壁之间形成压力介质腔体，内层管壁和/或外层管壁具有承压变形段；管状结构体上设有与压力介质腔体相通的压力介质开孔，所述承压变形段是向压力介质腔体内凹陷结构或向压力介质腔体外凸出结构；所述内层管壁上具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第一承压变形段；外层管壁具有至少一个向压力介质腔体内凹陷的第二承压变形段，所述第一承压变形段和所述第二承压变形段沿管状结构体轴向错层设置；或内层管壁上具有至少一个向压力介质腔体外凸出的第一承压变形段；外层管壁具有至少一个向压力介质腔体外凸出的第二承压变形段，所述第一承压变形段和所述第二承压变形段沿管状结构体轴向错层设置；与第一承压变形段相对应部位的外层管壁是外圆柱段；与第二承压变形段相对应部位的内层管壁是内圆柱段。
2.如权利要求1所述气液介质微距执行机构，其特征在于承压变形段包括第一承压部和第二承压部，第一承压部和第二承压部之间连接变形部。
3.如权利要求2所述气液介质微距执行机构，其特征在于所述第一承压部是平面；所述第二承压部是平面。
4.如权利要求2所述气液介质微距执行机构，其特征在于第一承压部的承压面积和第二承压部承压面积相同。
5.如权利要求1所述气液介质微距执行机构，其特征在于内层管壁和外层管壁的端面连接圆环支撑架。
6.如权利要求1所述气液介质微距执行机构，其特征在于所述内层管壁由多层壁体构成；外层管壁由多层壁体构成。
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