CN103511392B - 一种不受气管扰动影响的恒力输出装置 - Google Patents

Abstract

一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，包括活塞、活塞杆、缸筒、端盖、缸筒盖、进气套；所述进气套包含第一进气套和第二进气套，所述活塞杆连接活塞，所述活塞套装在缸筒内，所述缸筒两端分别套装端盖和缸筒盖，所述活塞杆穿过缸筒盖且和缸筒盖内壁间存有极小间隙，所述第一进气套套装在缸筒上，所述第二进气套套装在缸筒盖上，所述缸筒沿圆周均布第一径向节流孔，所述缸筒盖上沿圆周均布第二径向节流孔，所述活塞上设有第一卸压槽，所述缸筒盖上设有第二卸压槽，所述端盖上的进气孔通过气管连接气压传感器和大储气罐；本发明克提供一种不受气管扰动影响、输出力值精确、控制精度高、稳定性好的恒力输出装置。

Description

一种不受气管扰动影响的恒力输出装置

技术领域

本发明涉及恒力输出装置。

背景技术

根据其不同的应用环境及应用要求，恒力输出有多种结构和实现方法。动态恒力输出是指将一个恒定的力值加载在动态运动的目标工件上。

通过砝码与目标工件吊挂是最为简单和常用的施加恒力的方法，由于砝码质量恒定，所以作用在目标工件上的力保持不变，但是当目标工件做加速或减速运动时，砝码会因自身惯性力的影响而产生一个作用在目标工件上的附加力，且砝码质量越大影响越大，因此这种方法只适用于目标工件低速或匀速运动的场合。力矩电机、液压气缸等也常被应用于恒力输出领域。如专利申请号为201120495617.7的“恒力输出的液压装置”就公布了一种通过PLC控制器、电磁比例阀、压力传感器输出精确力值的液压装置,但是此装置中压力传感器安装在液压装置的输出端，压力传感器处于运动状态，因此会影响测量值的精确度。气浮无摩擦气缸在实现超精密恒力输出控制、微压动作控制中得到广泛应用，专利申请号为201110072339.9的“带有气浮轴承的无摩擦气缸”公布了一种气浮无摩擦气缸，由于其活塞杆上连接进气管道，会对输出的力值产生影响；专利申请号为201210595104.2的“泄气槽均压式无摩擦气缸”公布了一种采用缸筒自身高压气体实现气体润滑的无摩擦气缸，因此缸筒内的气体压力不能太小，否则会影响缸筒与活塞间气膜的形成，不适用于微压动作控制场合；再者气体的响应速度慢，一般用来实现动作输出，恒压控制比较困难，所以难以保证输出力值的恒定。

发明内容

针对现有恒力输出装置中输出力值难以保持恒定、传感器测量不够精准、微小恒力难以控制等问题，本发明提供一种不受气管扰动影响、输出力值精确、稳定性好的恒力输出装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，包括活塞、活塞杆、缸筒、端盖、缸筒盖、进气套；所述进气套包含第一进气套和第二进气套。

所述活塞杆连接活塞，所述活塞套装在缸筒内且和缸筒壁间存有极小间隙，所述缸筒两端分别套装端盖和缸筒盖，所述活塞杆穿过缸筒盖且和缸筒盖内壁间存有极小间隙；所述第一进气套套装在缸筒上，所述第二进气套套装在缸筒盖上。

所述第一进气套和缸筒间留有间隙形成第一储气腔，所述第一进气套上设有第一进气口，所述第一进气口与第一储气腔相通。所述第二进气套和缸筒盖间留有间隙形成第二储气腔，所述第二进气套上设有第二进气口，所述第二进气口与第二储气腔相通。

所述缸筒沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与第一储气腔相通，所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组，所述第一径向节流孔内安装节流塞。

所述缸筒盖上沿圆周均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔与第二储气腔相通，所述第二径向节流孔沿轴向方向至少有两组，所述第二径向节流孔内安装节流塞。

所述活塞上设有第一卸压槽，所述第一卸压槽包含活塞中心的轴向盲孔、活塞外圆柱面上的第一凹槽、第一凹槽内的第一径向通孔；所述第一径向通孔与轴向盲孔相通，所述第一凹槽至少有两组且位于活塞的两端。

所述活塞杆中心开有轴向通孔形成卸气孔，所述卸气孔与活塞中心的轴向盲孔相通。

所述缸筒盖上设有第二卸压槽，所述第二卸压槽包含缸筒盖内壁上的第二凹槽、第二凹槽内的第二径向通孔；所述第二径向通孔与外界大气相通。

所述端盖上设有进气孔，所述缸筒盖上设有出气孔；所述进气孔通过气管连接气压传感器和大储气罐，所述大储气罐内储存恒压气体。

所述端盖与缸筒之间、缸筒与第一进气套之间、缸筒盖与缸筒之间、缸筒盖与第二进气套之间均采用O型圈密封。

进一步，所述活塞亦可连接双活塞杆形成双作用气缸。

本发明的设计思路表现在：

一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，缸筒和缸筒盖上分别设有径向节流孔，径向节流孔外套有进气套，高压气体从进气套上的进气口进入，通过径向节流孔在活塞与缸筒之间、活塞杆与缸筒盖之间形成气膜，为活塞提供支撑和润滑；活塞不受进气管路的影响，进气方式简单，稳定性好。

活塞和缸筒盖上均设有卸压槽，卸压槽与外界大气相通，在气膜形成的间隙内形成常压区，使间隙内存在压力梯度，促进稳定气膜的形成，承载能力好；缸筒上的径向节流孔位于缸筒的中部位置，活塞有一定的长度，在活塞移动过程中，可保证缸筒上的径向节流孔始终在其运动范围内；

端盖上设有进气孔，气体从进气孔进入到缸筒内腔，通过气压传感器可测量活塞内腔气压的压力值，由于活塞横截面积一定，所以只要保证进入到缸筒内腔的高压气体压力恒定，则可保证输出的力值恒定。但是活塞移动引起腔体容积变化，从而引起气压瞬变，导致输出力波动，因此，进气孔通过气管与大储气罐连接，大储气罐内储存恒压气体，相当于增大了缸筒进气腔的容积，活塞运动引起的容积变化对气压突变的影响较小，提高了恒力输出的精度。

本发明的优点是：无气管扰动影响、气膜形成更稳定、可实现微小恒力输出、控制精度高。

说明书附图

图1是一种不受气管扰动影响的恒力输出装置平面示意图

图2是一种不受气管扰动影响的恒力输出装置立体示意图

具体实施方式

一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，包括活塞5、活塞杆17、缸筒4、端盖1、缸筒盖12、进气套；

活塞5套装在缸筒4内且和缸筒壁间存有极小间隙，缸筒4两端分别套装端盖1和缸筒盖12，活塞杆17连接活塞5，活塞杆17穿过缸筒盖12且和缸筒盖内壁间存有极小间隙；端盖1上设有进气孔2，缸筒盖12上设有出气孔11；进气孔2通过气管连接气压传感器和大储气罐，大储气罐内储存恒压气体。

进气套包含第一进气套7和第二进气套14，第一进气套7套装在缸筒4上，第二进气套14套装在缸筒盖12上，第一进气套7和缸筒4间留有间隙形成第一储气腔22，第二进气套和缸筒盖间留有间隙形成第二储气腔20，第一进气套7上设有第一进气口8，第一进气口8与第一储气腔相通22，第二进气套14上设有第二进气口16，第二进气口16与第二储气腔20相通。

缸筒4沿圆周均布第一径向节流孔9，第一径向节流孔9沿轴向方向有两组，第一径向节流孔9与第一储气腔22相通；缸筒盖12沿圆周均布第二径向节流孔15，第二径向节流孔15沿轴向方向有两组，第二径向节流孔15与第二储气腔20相通；第一径向节流孔9和第二径向节流孔15内均安装有节流塞。

活塞上设有第一卸压槽，第一卸压槽包含活塞中心的轴向盲孔23、活塞外圆柱面上的第一凹槽10、第一凹槽10内的第一径向通孔6；第一径向通孔6与轴向盲孔23相通，第一凹槽10有两组且位于活塞的两端；活塞杆17中心开有轴向通孔形成卸气孔18，卸气孔18与活塞中心的轴向盲孔23相通；缸筒盖12上设有第二卸压槽，第二卸压槽包含缸筒盖内壁上的第二凹槽21、第二凹槽内的第二径向通孔13；第二径向通孔13与外界大气相通。

端盖1与缸筒4之间、缸筒4与第一进气套7之间、缸筒盖12与缸筒4之间、缸筒盖12与第二进气套14之间均采用O型圈3密封。

进一步，活塞5亦可连接双活塞杆形成双作用气缸。

Claims (2)

1.一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，其特征在于：包括活塞、活塞杆、缸筒、端盖、缸筒盖、进气套；所述进气套包含第一进气套和第二进气套；

所述活塞杆连接活塞，所述活塞套装在缸筒内且和缸筒壁间存有极小间隙，所述缸筒两端分别套装端盖和缸筒盖，所述活塞杆穿过缸筒盖且和缸筒盖内壁间存有极小间隙；所述第一进气套套装在缸筒上，所述第二进气套套装在缸筒盖上；

所述第一进气套和缸筒间留有间隙形成第一储气腔，所述第一进气套上设有第一进气口，所述第一进气口与第一储气腔相通；所述第二进气套和缸筒盖间留有间隙形成第二储气腔，所述第二进气套上设有第二进气口，所述第二进气口与第二储气腔相通；

所述缸筒沿圆周均布第一径向节流孔，所述第一径向节流孔与第一储气腔相通，所述第一径向节流孔沿轴向方向至少有两组，所述第一径向节流孔内安装节流塞；

所述缸筒盖沿圆周均布第二径向节流孔，所述第二径向节流孔与第二储气腔相通，所述第二径向节流孔沿轴向方向至少有两组，所述第二径向节流孔内安装节流塞；

所述活塞上设有第一卸压槽，所述第一卸压槽包含活塞中心的轴向盲孔、活塞外圆柱面上的第一凹槽、第一凹槽内的第一径向通孔；所述第一径向通孔与轴向盲孔相通，所述第一凹槽至少有两组且位于活塞的两端；

所述活塞杆中心开有轴向通孔形成卸气孔，所述卸气孔与活塞中心的轴向盲孔相通；

所述缸筒盖上设有第二卸压槽，所述第二卸压槽包含缸筒盖内圆面上的第二凹槽、第二凹槽内的第二径向通孔；所述第二径向通孔与外界大气相通；

所述端盖上设有进气孔，所述缸筒盖上设有出气孔；所述进气孔通过气管连接气压传感器和大储气罐，所述大储气罐内储存恒压气体。

2.如权利要求1所述的一种不受气管扰动影响的恒力输出装置，其特征在于：所述活塞亦可连接双活塞杆形成双作用气缸。