CN104632751B - 活塞式摆动气缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活塞式摆动气缸，其包括：缸体，其设置有两个气缸室和两个端盖；齿条状活塞杆，两个该齿条状活塞杆分别设置于两个气缸室内；调节螺杆，两个该调节螺杆设置于其中一个端盖上；以及输出轴，其固定设置有一与两个齿条状活塞杆啮合连接的齿轮；该输出轴与一回转盘连接；其中，调节螺杆所在的端盖为进气端盖，另一个端盖为排气端盖；调节螺杆设置有一进气孔及一进气调节机构；齿条状活塞杆上设置有一通气孔；排气端盖上设置有两个分别与两个气缸室对应的排气孔及两个排气调节机构。本发明的齿条状活塞杆设置有通气孔以使气体能够从气缸室的一端流入到另一端，以对齿条状活塞杆的运动起到缓冲的作用，使其运动平稳并减小碰撞力。

Description

活塞式摆动气缸

技术领域

本发明涉及摆动气缸领域，特别涉及一种活塞式摆动气缸。

背景技术

活塞式摆动气缸是一种利用一个或两个气缸的活塞杆驱动输出轴在一定角度范围内作往复回转运动的气动执行元件，其广泛应用于物体的转位、翻转、分类、夹紧、阀门的开闭以及机器人的手臂动作等。现有的活塞式摆动气缸的活塞杆呈圆柱状，通过在活塞杆的圆柱面的中部沿轴线方向均匀加工出若干个齿以把气缸的活塞杆做成齿条状，通过齿条状的活塞杆与固定设置于输出轴上的齿轮啮合转动，以把气缸的活塞杆的直线运动转换为输出轴的转动。气缸进气后，通过强大的气压直接快速地把活塞杆推送出去以驱动输出轴转动，由于缺乏缓冲的作用，活塞杆的运动不够平稳，且活塞杆上的齿与输出轴上的齿轮会发生较大的碰撞力，容易加剧活塞杆上的齿与输出轴上的齿轮的磨损，甚至产生崩断现象。同时，活塞杆与限位装置之间的撞击力也较大。故现有的活塞式摆动气缸在驱动活塞杆运动时由于缺乏缓冲作用，从而导致部件容易损伤，降低摆动气缸的使用寿命。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞式摆动气缸，从而克服现有的活塞杆在运动时缺乏缓冲作用导致各部件相互产生较大碰撞力的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种活塞式摆动气缸，其包括：缸体，其内部并列地设置有两个气缸室；且该缸体的两端分别设置有两个端盖；齿条状活塞杆，两个该齿条状活塞杆分别以能够滑动的方式设置于所述两个气缸室内；调节螺杆，两个该调节螺杆设置于其中一个所述端盖上；该两个调节螺杆的一端位于外侧且另一端分别延伸入到所述两个气缸室内；以及输出轴，其以能够转动的方式设置于所述缸体上；该输出轴垂直于所述齿条状活塞杆，且该输出轴上固定设置有一与所述两个齿条状活塞杆啮合连接的齿轮；该输出轴的一端与一位于所述缸体之外的回转盘连接；其中，所述调节螺杆所在的所述端盖为进气端盖，另一个所述端盖为排气端盖；所述调节螺杆设置有一进气孔，且所述调节螺杆上设置有一控制所述进气孔的开口大小的进气调节机构；所述齿条状活塞杆上设置有一与所述进气孔对应的通气孔；所述排气端盖上设置有两个分别与所述两个气缸室对应的排气孔，且所述排气端盖上设置有两个分别用于调节所述两个排气孔的开口大小的排气调节机构。

优选地，上述技术方案中，所述进气调节机构为一设置于所述调节螺杆上的进气调节螺钉；所述排气调节机构为一设置于所述排气端盖上的排气调节螺钉。

优选地，上述技术方案中，所述调节螺杆延伸入到所述气缸室内的一端的端面凹设有一锥形孔。

优选地，上述技术方案中，所述调节螺杆位于外侧的一端设置有一方形头部。

优选地，上述技术方案中，所述排气端盖内设置有一使所述两个排气孔相连通的连接槽。

优选地，上述技术方案中，所述齿条状活塞杆的中部呈方形状，且所述齿条状活塞杆的中部的四个侧面分别沿轴线方向等距地设置有若干个齿。

优选地，上述技术方案中，所述输出轴与所述回转盘连接的一端为一方形接头，该方形接头延伸出所述缸体之外；所述回转盘的底部凸设有一凸台，该凸台设置有一方形孔以套设于所述方形接头上，且所述凸台与所述方形接头通过螺钉固定连接。

优选地，上述技术方案中，所述输出轴的两端分别延伸出所述缸体之外，且所述输出轴的两端分别与两个所述回转盘连接。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的齿条状活塞杆上设置有通气孔，从而使气体能够从气缸室的进气端流入到排气端，以对齿条状活塞杆的运动产生缓冲的作用，使齿条状活塞杆运动平稳并减小各部件之间的碰撞力，从而提高摆动气缸的使用寿命。且本发明把进气孔设置于调节螺杆上，能够简化结构，使整体结构紧凑，并增大外部进气装置的安装空间。通过进气调节机构和排气调节机构能够关闭进气孔和排气孔，以在外部进气装置关闭后，起到制动作用，使负载固定在特定的位置。

2、本发明的调节螺杆延伸入到气缸室内的一端的端面凹设有一锥形孔，其能够对气流进行导向和扩散，以增加气流均匀作用于齿条状活塞杆的端部的面积，使齿条状活塞杆运动更平稳。

3、本发明的排气端盖内设置有一使两个排气孔相连通的连接槽，从而在一个齿条状活塞杆被气流向前推动时，进入到排气孔内的气流流入到另一个气缸室的排气端，以反作用于另一个齿条状活塞杆，对另一个齿条状活塞杆产生向回推动的作用力，从而减小齿轮与另一个齿条状活塞杆之间的碰撞力。

4、本发明的齿条状活塞杆的中部呈方形状且四个侧面均设置成齿条状，在平面上设置的齿相对于在圆柱状活塞杆上设置的齿，能够增加与齿轮的啮合面积，以增加承受负载的能力，且其四个侧面均可单独与齿轮啮合连接，能够提高齿条状活塞杆的使用寿命。

5、本发明的回转盘与输出轴通过凸台连接，能够使回转盘与缸体之间隔开一定的距离，方便回转盘与负载连接，且能够使回转盘便于拆装，方便更换不同规格的回转盘。

6、本发明的输出轴的两端分别与两个回转盘连接，以能够实现双输出，方便摆动气缸同时驱动两个负载工作。

附图说明

图1是根据本发明活塞式摆动气缸的立体结构示意图。

图2是根据本发明活塞式摆动气缸的主视图。

图3是根据本发明活塞式摆动气缸的图2的A-A向剖视图。

图4是根据本发明的调节螺杆的立体结构示意图。

图5是根据本发明的齿条状活塞杆的立体结构示意图。

图6是根据本发明的排气端盖的立体结构示意图。

图7是根据本发明的输出轴的立体结构示意图。

图8是根据本发明的回转盘的立体结构示意图。

图9是根据本发明活塞式摆动气缸双输出的立体结构示意图。

主要附图标记说明：

1-缸体，11-进气端盖，12-排气端盖，121-排气孔，122-连接槽，123-排气调节螺钉，13-气缸室；2-调节螺杆，21-进气孔，22-进气调节螺钉；3-回转盘，31-凸台；4-输出轴，41-齿轮；5-齿条状活塞杆，51-通气孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图9所示，根据本发明具体实施方式的一种实施例为：一种活塞式摆动气缸，其包括缸体1、调节螺杆2、回转盘3、输出轴4以及齿条状活塞杆5，其中：

如图1至图3所示，缸体1的内部并列地设置有两个气缸室13，且缸体1的两端分别设置有两个端盖，两个端盖分别把两个气缸室13的两端密封起来。两个齿条状活塞杆5分别以能够滑动的方式设置于两个气缸室13内，齿条状活塞杆5的中部呈齿条状，且齿条状活塞杆5的两端分别设置有与气缸室13对应的密封圈，以使气缸室13于齿条状活塞杆5的左右两部分相互隔开。两个调节螺杆2设置于其中一个端盖上，这两个调节螺杆2的一端位于端盖的外侧，且两个调节螺杆2的另一端分别延伸入到两个气缸室13内，两个调节螺杆2分别用于调节两个齿条状活塞杆5的行程。输出轴4以能够转动的方式设置于缸体1上，输出轴4垂直于齿条状活塞杆5，输出轴4夹设于两个齿条状活塞杆5之间的中部，且输出轴4上固定设置有一两侧分别与两个齿条状活塞杆5啮合连接的齿轮41。输出轴4的一端与一位于缸体1之外的回转盘3连接，回转盘3用于与机械手等负载连接。当其中一个齿条状活塞杆5在气压的作用下沿气缸室13滑动时，其驱动输出轴4沿一个方向转动，当另一个齿条状活塞杆5在气压的作用下沿另一个气缸室13滑动时，输出轴4反向转动，从而通过两个齿条状活塞杆5的交替运动来驱动输出轴4进行正反转，以驱使负载进行往返摆动。

本发明中，用于设置调节螺杆2的端盖为进气端盖11，另一个端盖为排气端盖12。如图4所示，调节螺杆2设置有一贯穿其两端的进气孔21，两个调节螺杆2位于进气端盖11的外侧的一端用于与外部进气装置连接。进气装置通过调节螺杆2的进气孔21往气缸室13内充气，以推动齿条状活塞杆5沿气缸室13滑动。优选地，调节螺杆2位于外侧的一端设置有一方形头部，以方便灵活地拧入或拧出调节螺杆2来控制齿条状活塞杆5的行程，当向气缸室13内拧入调节螺杆2时，齿条状活塞杆5的行程减小，从而减小负载摆动的角度。当向外拧出调节螺杆2时，则会增加负载摆动的角度。调节螺杆2上设置有一控制进气孔21的开口大小的进气调节机构，优选地，如图3和图4所示，进气调节机构为一进气调节螺钉22，其为沉头螺钉，调节螺杆2位于进气端盖12之外的一端的侧壁上设置有一与进气调节螺钉22对应的螺孔，该螺孔垂直于进气孔21且与进气孔21相通，通过调整调节螺钉22拧放于螺孔中的深度来控制进气孔21的开口大小。如图5所示，齿条状活塞杆5上设置有一与进气孔21对应的通气孔51，通气孔51的轴线与进气孔21的轴线在同一直线上。优选地，如图3和图4所示，调节螺杆2延伸入到气缸室13内的一端的端面凹设有一锥形孔，其能够对气流进行导向和扩散，以增加气流均匀作用于齿条状活塞杆5的端部的面积，以在推动齿条状活塞杆5时，使齿条状活塞杆5对齿轮41的碰撞力力能够均匀，且能够使齿条状活塞杆5运动更平稳。

如图3和图6所示，排气端盖12上设置有两个分别与两个气缸室13对应的排气孔121，气体进入气缸室13内后，经过齿条状活塞杆5的通气孔51后由排气孔121向外排出。排气端盖12上设置有两个分别用于调节两个排气孔121的开口大小的排气调节机构，优选地，排气调节机构为一排气调节螺钉123，排气端盖12上设置有用于拧入排气调节螺钉123的螺孔，这螺孔垂直于排气孔121且与排气孔121相通。优选地，如图3所示，排气端盖12内设置有一使两个排气孔121相连通的连接槽122。从而在一个齿条状活塞杆5被气流向前推动时，进入到排气孔121内的气流经连接槽122后流入到另一个气缸室13内后反作用于另一个齿条状活塞杆5，以对另一个齿条状活塞杆5产生向回推动的作用力，从而减小齿轮41对另一个齿条状活塞杆5的碰撞力，提高使用寿命。

进一步地，如图5所示，齿条状活塞杆5的中部呈方形状，齿条状活塞杆5的两端可以设置成方形状，也可以设置成圆柱状，气缸室13的形状与齿条状活塞杆5的两端的形状对应，且齿条状活塞杆5的两端分别设置有与气缸室13的缸壁密封接触的密封圈。齿条状活塞杆5的中部的四个侧面分别沿轴线方向等距地设置有若干个齿，其可为直齿也可以为斜齿，对应地输出轴4上的齿轮41为直齿齿轮或斜齿齿轮。方形状的齿条状活塞杆5的侧面上的齿与圆柱状活塞杆上设置的圆弧形齿相比，其安装定位更简单容易，且能够增加与齿轮41的啮合面积以增加输出轴4承受负载的能力。另外，当齿条状活塞杆5的一个侧面上的齿磨损后，可以直接换上另一个侧面上的齿进行使用，以能够提高齿条状活塞杆5的使用寿命。

进一步地，如图7所示，输出轴4与回转盘3连接的一端为一方形接头，该方形接头延伸出缸体1之外。如图8所示，回转盘3的底部凸设有一凸台31，该凸台31设置有一方形孔以套设于方形接头上，且凸台31与方形接头通过螺钉固定连接。回转盘3与缸体1之间通过凸台31隔开，从而留出较宽的安装空间，方便在回转盘3上安装负载。且输出轴4与回转盘3的凸台31通过方形接头连接，能够便于回转盘3的拆装，方便根据不同的负载安装不同的回转盘3，以提高摆动气缸1的适用性。且输出轴4通过方形接头与凸台31的方形孔配合连接，其安装精度较高。更进一步地，如图9所示，输出轴4的两端分别延伸出缸体1之外，且输出轴4的两端分别与两个回转盘3连接。两个回转盘3分别用于与两个负载连接，以能够实现双输出，方便摆动气缸同时驱动两个负载工作。

本发明的齿条状活塞杆5上设置有通气孔51，从而使气体能够从气缸室的进气端流入到排气端，且进气孔22和排气孔121上分别设置有进气调节螺钉22和排气调节螺钉123，以方便调节进气孔22和排气孔121的开口处于合适大小的状态，以控制进气端与排气端之间的气压差在合适的位置，从而在气体推动齿条状活塞杆5的过程中，进入到排气端的气体反作用于齿条状活塞杆5，以对齿条状活塞杆5的运动产生缓冲的作用，防止齿条状活塞杆5瞬间被推动到位而对排气端盖12和齿轮41产生较大的碰撞力，从而使齿条状活塞杆5运动平稳并减小各部件之间的碰撞力，提高摆动气缸的使用寿命。且本发明把进气孔21设置于调节螺杆2上，而不是在缸体1上另外设置进气孔，能够简化结构，使整体结构紧凑，并增大外部进气装置的安装空间。另外，在关闭外部进气装置前，如果先通过进气调节机构和排气调节机构关闭进气孔22和排气孔121，能够在外部进气装置关闭后保持齿条状活塞杆5的位置不变，以起到制动作用，使负载固定在特定的位置。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (7)

1.一种活塞式摆动气缸，其包括：

缸体，其内部并列地设置有两个气缸室；且该缸体的两端分别设置有两个端盖；

齿条状活塞杆，两个该齿条状活塞杆分别以能够滑动的方式设置于所述两个气缸室内；

调节螺杆，两个该调节螺杆设置于其中一个所述端盖上；该两个调节螺杆的一端位于外侧且另一端分别延伸入到所述两个气缸室内；以及

输出轴，其以能够转动的方式设置于所述缸体上；该输出轴垂直于所述齿条状活塞杆，且该输出轴上固定设置有一与所述两个齿条状活塞杆啮合连接的齿轮；该输出轴的一端与一位于所述缸体之外的回转盘连接；

所述调节螺杆所在的所述端盖为进气端盖，另一个所述端盖为排气端盖；

所述调节螺杆设置有一进气孔，且所述调节螺杆上设置有一控制所述进气孔的开口大小的进气调节机构；所述齿条状活塞杆上设置有一与所述进气孔对应的通气孔；

所述排气端盖上设置有两个分别与所述两个气缸室对应的排气孔，且所述排气端盖上设置有两个分别用于调节所述两个排气孔的开口大小的排气调节机构；其特征在于，

所述齿条状活塞杆的中部呈方形状，且所述齿条状活塞杆的中部的四个侧面分别沿轴线方向等距地设置有若干个齿。

2.根据权利要求1所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述进气调节机构为一设置于所述调节螺杆上的进气调节螺钉；所述排气调节机构为一设置于所述排气端盖上的排气调节螺钉。

3.根据权利要求1所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述调节螺杆延伸入到所述气缸室内的一端的端面凹设有一锥形孔。

4.根据权利要求1所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述调节螺杆位于外侧的一端设置有一方形头部。

5.根据权利要求1所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述排气端盖内设置有一使所述两个排气孔相连通的连接槽。

6.根据权利要求1所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述输出轴与所述回转盘连接的一端为一方形接头，该方形接头延伸出所述缸体之外；所述回转盘的底部凸设有一凸台，该凸台设置有一方形孔以套设于所述方形接头上，且所述凸台与所述方形接头通过螺钉固定连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的活塞式摆动气缸，其特征在于，所述输出轴的两端分别延伸出所述缸体之外，且所述输出轴的两端各与一个所述回转盘连接。