CN104879555A

CN104879555A - 气动放大器,以及气动执行系统

Info

Publication number: CN104879555A
Application number: CN201410073886.2A
Authority: CN
Inventors: 应轶群
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-02

Abstract

本发明公开一种气动放大器，包括：文丘利泵，第一阀门，压力传动机构，以及第二阀门；所述文丘利泵，用于从入口接收压缩空气，在所述第一阀门的控制下将出口压强提供给压力传动机构；当所述第一阀门处于第一状态时，所述出口压强为第一压强；当所述第一阀门处于第二状态时，所述出口压强为第二压强；所述压力传动机构，用于在所述第一压强的作用下，将所述第二阀门设置为第三状态；在所述第二压强的作用下，将所述第二阀门设置为第四状态。本发明还公开一种气动执行系统。本发明提供的方案结构简单、易于实现。

Description

气动放大器,以及气动执行系统

技术领域

本发明涉及工业过程控制技术，尤指一种气动放大器，以及气动执行系统。

背景技术

气动执行系统被广泛地用于工业过程控制。气动执行系统使用压缩空气（比如4-7巴）作为动力源产生一个压力差，并通过诸如活塞等执行器将压力差转换为机械功。气动执行系统中一个重要的组成部分是气动放大器。气动放大器采用一个弱电控制信号驱动切换阀。切换阀打开和关闭的时间是可控制的，从而对少量用于控制环节的压缩空气进行微量调节，这部分经调节的压缩空气进而通过一个机械结构的放大作用控制主空气流。因此，气动放大器能够为压缩空气提供一种低能耗的控制方式，故可作为气动执行系统中的核心部分。

常用的气动放大器有挡板喷嘴型、阀芯型等。挡板喷嘴型在US3082782A和US3565391A等专利文献中有记载，阀芯型则可参见US4133510A和EP2238377B1等专利文献。

在挡板喷嘴型的气动放大器中，连接到压缩空气罐的喷嘴用于喷出空气，空气的流速由一个挡板根据机械反馈进行控制。特别地，由于空气直接喷向挡板，通过改变喷嘴和挡板之间的距离，可以得到与距离成比例的不同的流速。喷嘴内的压强与流速相关，因此可以得到所需的压强，用于驱动执行器。由于该执行器可驱动一个用于调节主空气流的阀门，因此喷嘴处喷出的空气流带来的影响被放大。

另一方面，具有管结构的阀芯是阀芯型的气动放大器的核心。一般情况下，阀芯的位置是由凸轮结构确定的，该结构可以由少量的压缩空气或一个简单的机械反馈结构来控制。阀芯在不同位置之间移动，使得不同的管子被打开或关闭，从而对主空气流进行调节。

上述气动放大器的机械结构通常很复杂，需要经过精心设计，并且只允许采取与上述提及的类似的控制方法。

为简化结构并对控制机制进行扩展，目前已开发出又一种类型的气动放大器，被称为压电型（可参见US6659247B2等专利文献）。在这种类型的气动放大器中，由一个小的电压信号控制的压电阀将微量的压缩空气压入一个腔室，该腔室直接连接到一个执行器，详细的工作原理可参见US20100133957A1等专利文献。压电阀还允许该腔室排放空气到外界。因此，该腔室可周期性地被加压或排空。在这种情况下，执行器被压力驱动以控制主空气流。这种类型的气动放大器可通过灵活的控制方法实现对主空气流的精确调节，但是其成本高，并且对工作环境的要求高，比如对空气湿度、粉尘水平、温度等均有要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种气动放大器以及气动执行系统，用于更好地使用压缩空气进行工业控制，实现简单。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明的一个实施例提供了一种气动放大器，包括：文丘利泵（10，101，201，301，401，501），第一阀门（20，103，203，303，403，503），压力传动机构（30），以及第二阀门（40，109，209，309）；

所述文丘利泵（10，101，201，301，401，501），用于从入口接收压缩空气（110，210，310，411，510），在所述第一阀门（20，103，203，303，403，503）的控制下将出口压强提供给压力传动机构（30）；

当所述第一阀门（20，103，203，303，403，503）处于第一状态时，所述出口压强为第一压强；当所述第一阀门（20，103，203，303，403，503）处于第二状态时，所述出口压强为第二压强；

所述压力传动机构（30），用于在所述第一压强的作用下，将所述第二阀门（40，109，209，309）设置为第三状态；在所述第二压强的作用下，将所述第二阀门（40，109，209，309）设置为第四状态。

本发明的一个实施例提供了一种气动执行系统，包括：如上所述的气动放大器。

由上可见，本发明实施例提供的气动放大器，以及气动执行系统，通过第一阀门控制文丘利泵的开关状态，利用文丘利泵在开关状态下提供的不同压力驱动压力传动机构，从而对第二阀门的开关状态进行控制，其结构简单、易于实现。

下文将以明确易懂的方式通过对实施例的说明并结合附图来对本发明上述方案、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

附图说明

图1为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图2为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图3为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图4为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图5为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图6为本发明实施例中气动放大器的结构示意图；

图7为本发明实施例中气动放大器的结构示意图。

具体地，上述附图中使用的参考符号如下：

10：文丘利泵；20：第一阀门；30：压力传动机构；40：第二阀门；50：锁定机构。

101：文丘利泵；102：文丘利泵的泄流出口；103：EPV；104：泵送管路；105：加压管路；106：活塞板；107：弹簧；108：活塞臂；109：主控阀；110：文丘利泵的入口的压缩空气；111：喷气流；112：主空气流；113：主输出流；114：第一空间；115：第二空间。

201：文丘利泵；202：文丘利泵的泄流出口；203：EPV；204：泵送管路；205：排气口；206：活塞板；207：弹簧；208：活塞臂；209：主控阀；210：压缩空气；211：喷气流；212：主空气流；213：主输出流；214：第一空间；215：第二空间。

301：文丘利泵；302：文丘利泵的泄流出口；303：EPV；304：泵送管路；305：加压管路；306：活塞板；307：弹簧；308：活塞臂；309：主控阀；310：文丘利泵的入口的压缩空气；311：喷气流；312：主空气流；313：主输出流；314：第一空间；315：第二空间。

401：文丘利泵；402：文丘利泵的泄流出口；403：EPV；404：泵送管路；405：加压管路；406：第二密封塞；407：第一密封塞；408：第二齿条；409：第一齿条；410：齿轮；411：文丘利泵的入口的压缩空气；412：喷气流；413：第一空间；414：第二空间；415：第三空间；416：阀门柄。

501：文丘利泵；502：文丘利泵的泄流出口；503：EPV；504：泵送管路；505：排气口；506：薄膜；507：弹簧；508：驱动杆；509：喷气流；510：压缩空气；511：第一空间；512：第二空间。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明实施例公开了一种基于文丘利泵的气动放大器。如图1所示，该气动放大器包括：文丘利泵10、第一阀门20、压力传动机构30、第二阀门40。

具体地，文丘利泵10用于从入口接收压缩空气，在第一阀门20的控制下将出口压强提供给压力传动机构30。当所述第一阀门20处于第一状态时，所述出口压强为第一压强；当所述第一阀门20处于第二状态时，所述出口压强为第二压强。

压力传动机构30用于在所述第一压强的作用下，将所述第二阀门40设置为第三状态；在所述第二压强的作用下，将所述第二阀门40设置为第四状态。在具体实现中，压力传动机构30输出力或力矩，控制第二阀门40的开关。在一个实施例中，所述第二阀门40用于控制主管路中空气的传输。

在本发明一个实施例中，当所述第一状态为开启状态时，所述第三状态为开启状态；当所述第二状态为关闭状态时，所述第四状态为关闭状态。

在本发明另一个实施例中，当所述第一状态为开启状态时，所述第三状态为关闭状态；当所述第二状态为关闭状态时，所述第四状态为开启状态。

需要说明的是，文丘利泵（或文丘利管，Venturi tube）是一个漏斗形的流体动力结构，较大的一侧作为压缩空气的入口，较小的一侧作为喷气流的出口。当入口被压入压缩空气后，喷气流从出口喷射出。由于喷气流具有较高的速度，喷气流内的动态压强是非常小的（接近于0），伯努利（Bernoulli）原理决定了该动态压强满足公式（1）。

p_{d} + \frac{1}{2} {ρv}^{2} = C - - - (1)

在公式（1）中，p_d是动态压强，ρ是流体密度，v是流体速度，C是取决于初始条件的常数。

如果在某一特定地点的流体速度较高，为使公式（1）满足自洽性，动态压强应该较小。在文丘利泵中，入口具有较大的横截面积A₁，出口具有较小的横截面积A₂。因为文丘利泵中的空气流动必须是连续的，入口速度v₁和出口速度v₂需要满足公式（2）。

A₁v₁=A₂v₂=Q （2）

在公式（2）中，Q是单位时间内的流量。将公式（1）和（2）结合，得到出口和入口之间的压强差Δp_d，如公式（3）所示。

{Δp}_{d} = \frac{1}{2} {ρQ}^{2} (\frac{1}{A_{2}^{2}} - \frac{1}{A_{1}^{2}}) - - - (3)

也即，可根据公式（3）确定压强差。通过调节文丘利泵的几何参数，可对压强差的幅度进行设计。

根据上述原则，本发明实施例可以设计出一个文丘利泵10，将出口压强通过泵送管路提供给压力传动机构30。通过打开靠近出口处的泵送管路，减小出口处的动态压强，使得文丘利泵10能够从泵送管路吸出气体。

可以看出，在本发明实施例提供的气动放大器中，文丘利泵10的作用通过位于出口的第一阀门20来控制，从而实现双态开关控制：（a）如果第一阀门20打开，喷气流从出口喷射出来，文丘利泵10在此状态下起作用；（b）如果第一阀门20关闭，在泵送管路中的压强保持与入口处相同的值。通过打开和关闭第一阀门20，文丘利泵10能以受控的方式间断地获得“压强不同状态”和“压强相同状态”这2种状态。

需要指出，在本发明的实施例中，第一阀门20可以通过一个连续可调的阀门实现，从而控制文丘利泵10，实现对压强差或泵送功率的调节。一般情况下，常规类型的微型阀都可用于本发明的实施例中，以实现双态开关控制的目的。另外，类似伺服阀的阀门也可以用于连续调节。然而，大多数的阀门类型在野外作业的场景下都有其局限性。例如，电磁阀由于要求连续的工作电流，需要消耗大量的电力。喷嘴挡板结构存在连续的空气流动，从而需要消耗大量的压缩空气。压电阀也有操作温度和湿度的限制。

在本发明一个具体实现中，用于控制文丘利泵10的第一阀门20可为电活性聚合物阀（EPV，electroactive polymer valve）。也即，在本发明的实施例中，气动放大器可使用单个EPV来控制少量的压缩空气。一旦喷气流被释放，文丘利泵10的结构就可以自动产生一个压强差，其实现成本低，且适用于更宽的工作温度范围。EPV的机械结构和位置比挡板喷嘴和阀芯型简单得多。并且，电活性聚合物阀至少可工作在-50摄氏度到100摄氏度之间，而压电阀则限制在-30摄氏度到80摄氏度之间。再者，EPV的材料是聚合物而不是陶瓷，故其成本低于压电阀。具体地，EPV采用的是电活性聚合物，这是一种绝缘材料，其在电场的作用下膨胀或收缩。市售的电活性聚合物可以在其初始长度的基础上实现高达30％的膨胀，远高于压电材料。此外，电活性聚合物的温度稳定性和刚度也好于压电材料。电活性聚合物不需要连续工作电流，从而消耗较少的能量。因此，电活性聚合物是电压控制阀的理想材料。

在进行双态开关控制时，可以采用一个阶跃电压信号打开或关闭EPV，以便控制文丘利泵10的出口和入口之间的压强差。在模拟调节时，一个模拟电压信号可以用于控制EPV开口的大小，从而产生一个模拟压强差。US8391527B2公开了一种类型的EPV，可以连续地进行开关调节，适用于耳内听力设备，这种类型的EPV也可以应用到本发明的实施例中。需要指出，在EPV的功能满足上述要求的情况下，其详细设计可以有多种，均为可应用在本发明实施例中的EPV。也即，本发明并不限于在US8391527B2中公开的EPV，也可以使用其他类型的具有类似功能和性能的EPV。

在本发明一个实施例中，可采用一个活塞执行器作为压力传动机构30，以放大文丘利泵10的作用。图2示出本发明一个实施例中的气动放大器，该气动放大器包括：文丘利泵101、电活性聚合物阀103、压力传动机构30、主控阀109。

具体地，文丘利泵101具有一个泵送管路104和一个加压管路105，泵送管路104用于提供出口压强给压力传动机构30，加压管路105用于提供入口压强给压力传动机构30。从图2可以看出，文丘利泵101将所述出口压强提供给活塞腔的第一空间114，并进一步将入口压强提供给所述活塞腔的第二空间115。

压力传动机构30包括：活塞腔、活塞臂108、活塞板106、至少一根弹簧107。其中，活塞臂108用于带动主控阀109运动。与活塞臂108连接的活塞板106在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间114和第二空间115。所述至少一根弹簧107用于固定所述活塞板106，使得所述主控阀109处于关闭状态。

当第一阀门103打开时，所述出口压强小于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧107的作用下，所述活塞板106在所述活塞腔中运动，带动主控阀109进入开启状态。具体地，当EPV103打开时，喷气流111从泄流出口102喷出，迅速降低泵送管路104中的压强（比如接近为0）。根据图2所示的结构，加压管路105始终保持加压。因此，活塞板106上部受到的压力较大，从而提供与弹簧107相反的驱动力，进而打开主控阀109。驱动力F如公式（4）所示。其中，Δp_d为文丘利泵的出口和入口之间动态的压强差，A_p为活塞板106的横截面积。

F=ΔP_dA_p （4）

主控阀109打开后，主空气流112从主管道穿过，提供非零的输出流113。可见，主空气流的输出流113可以通过EPV103进行调节，也即采用少量气体对大量气体进行控制，从而实现了气动放大器的功能。具体地，通过EPV103的开关控制，使用同一气源提供的少量的压缩空气110控制主控阀109的开关，从而对大流量的压缩空气（即主空气流112）在主管路的传输进行控制。在实际使用中，通过主管路的大流量气体可用于做功。

当所述EPV103关闭时，所述出口压强等于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧107的作用下，所述活塞板106在所述活塞腔中运动，带动所述主控阀109回复关闭状态。也即，当EPV103关闭时，文丘利泵101不工作。此时，泵送管路104中的压强等于加压管路105中的压强。活塞板106上下的压强差为0，该活塞板106通过弹簧107保持在初始位置，从而将主控阀109保持在密封位置。相应地，主空气流112被主控阀109切断，使得输出流113为零。

可见，为了实现气动放大的功能，本实施例将文丘利泵101结构与EPV103配合使用，从而生成压强差驱动一个活塞执行器，调节主空气流的输出。

图3示出本发明一个实施例中气动放大器的一种结构，该气动放大器包括：文丘利泵201、电活性聚合物阀203、压力传动机构30、主控阀209。

其中，压力传动机构30包括：活塞臂208，用于带动主控阀209运动；与所述活塞臂208连接的活塞板206在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间214和第二空间215；至少一根弹簧207，用于固定所述活塞板206。

文丘利泵201将出口压强204提供给所述活塞腔的第一空间214；第二空间215设置有与外界环境连通的排气口205。

可以看出，在该气动放大器中，只有一个泵送管路204连接到文丘利泵201。排气口205用来保持活塞板206上部空间的压强等于外界的环境压强（即大气压）。也即，图2是图1的一种替代结构，将图1中的加压管路105用一个排气口205代替。排气口205使得活塞板206上部受到的压强总是与大气压（约为1巴）相等。

当EPV203被打开时，所述出口压强小于所述文丘利泵201入口的压缩空气210提供的入口压强，在所述出口压强、所述第二空间215的环境压强以及所述弹簧207的作用下，所述活塞板206在所述活塞腔中运动，带动主控阀209进入开启状态。

当EPV203被关闭时，所述出口压强等于所述入口压强，也即泵送管路204被加压。在所述出口压强、所述第二空间215的环境压强以及所述弹簧207的作用下，所述活塞板206在所述活塞腔中运动，带动主控阀209回复关闭状态。

在具体实现中，弹簧207可包括一根或多根弹簧。图2中示出的2根弹簧是一个示例，这种结构可以让活塞板206受力均匀。

图4示出本发明一个实施例中的气动放大器。与图2相反的是，初始状态下，弹簧307用于将主控阀309保持在开启状态。也即，当EPV303关闭时，主控阀309是开启的。泵送管路304连接到活塞板306的上部空间，加压管路305连接到活塞板306的下部空间。当EPV303打开时，主控阀309关闭。具体地，该气动放大器包括：文丘利泵301、电活性聚合物阀303、压力传动机构30、主控阀309。

其中，压力传动机构30包括：活塞臂308，用于带动所述主控阀309运动；与所述活塞臂308连接的活塞板306，在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间314和第二空间315；至少一根弹簧307，用于固定所述活塞板306。当活塞板306处于初始位置时，所述主控阀309处于开启状态。

文丘利泵301用于将所述出口压强304提供给所述活塞腔的第二空间315，并进一步将入口压强提供给所述活塞腔的第一空间314。

当所述EPV303打开时，所述出口压强304小于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧307的作用下，所述活塞板306在所述活塞腔中运动，带动所述主控阀309进入关闭状态。

当所述EPV303关闭时，所述出口压强304等于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧307的作用下，所述活塞板306在所述活塞腔中运动，带动所述主控阀309回复开启状态。

在本发明实施例中，除了图2到4示出的活塞型的气动放大器，还可以采用齿轮齿条型、薄膜型等替换图2到4示出的活塞结构。

图5示出本发明另一个实施例中的气动放大器，采用齿轮410驱动用于控制主空气流的第二阀门，该第二阀门在图5中没有示出。具体地，该气动放大器包括：文丘利泵401、电活性聚合物阀403、压力传动机构30、第二阀门。

其中，压力传动机构30包括：阀门柄416，用于打开或关闭所述第二阀门40；第一密封塞407和第二密封塞406，用于将密封腔分隔为第一空间413、第二空间414和第三空间415；安装在所述第一密封塞407上的第一齿条409；安装在所述第二密封塞406上的第二齿条408；与所述第一齿条409和所述第二齿条408咬合的齿轮410，用于带动所述阀门柄416旋转。

文丘利泵401将出口压强通过泵送管路404提供给所述密封腔的第一空间413和第三空间415，并进一步将入口压强通过加压管路405提供给所述密封腔的第二空间414。

当所述EPV403关闭时，所述出口压强404等于所述入口压强405，所述第二阀门40处于关闭状态。

当所述EPV403打开时，所述出口压强小于所述入口压强，在所述出口压强和所述入口压强的作用下，所述第一密封塞407和所述第二密封塞406在所述密封腔中运动，带动所述第二阀门40进入开启状态。

在一个具体实现中，图5中的加压管路405也可以用图3中的排气口205代替，此处不再赘述。可见，第二空间414中的第三压强可以是大气压，也可以是文丘利泵401的入口压强。对于第三压强是大气压的情况，当EPV403关闭时，借助于齿轮齿条结构中的限位螺丝等锁定方式，阀门柄416保持在初始位置，第二阀门40关闭。

图6示出本发明另一个实施例中气动放大器的结构。在该结构中，借助于薄膜506和弹簧507的配合，驱动杆508带动用于控制主空气流的第二阀门。需要指出，该第二阀门在图6中也没有示出。具体地，该气动放大器包括：文丘利泵501、电活性聚合物阀503、压力传动机构30、第二阀门。

其中，所述压力传动机构30包括：驱动杆508，用于带动所述第二阀门40运动；调节所述驱动杆508运动的薄膜506，用于将密封腔分隔为第一空间511和第二空间512；至少一根弹簧507，用于固定所述薄膜506。在一个具体实现中，薄膜506和驱动杆508可以粘接。

文丘利泵501用于将所述出口压强504提供给所述密封腔的第一空间511；所述第二空间512设置有与外界环境连通的排气口505。

当所述EPV503打开时，所述出口压强小于所述文丘利泵501入口的压缩空气510提供的入口压强，在所述出口压强、所述第二空间512的环境压强以及所述弹簧507的作用下，所述薄膜506发生形变，带动所述第二阀门40进入开启状态。

当所述EPV503关闭时，所述出口压强504等于所述入口压强，在所述出口压强、所述环境压强以及所述弹簧507的作用下，所述薄膜506发生形变，带动所述第二阀门40回复关闭状态。

在一个具体实现中，图6中的排气口505也可以采用图2中的加压管路105代替，此处不再赘述。相应地，第二空间512中的第三压强可以是大气压，也可以是文丘利泵501的入口压强。

在图1到6所示的结构中，主空气流的开口需要连续的喷气流。在双态开关控制下，更节能的方法是在气动放大器中设置一个锁定机构50。图7示出本发明一个实施例中气动放大器的一种结构，该气动放大器可采用节能双态开关控制，其中的锁定机构50可采用在按压式圆珠笔中使用到的类似结构。具体地，第一阀门20打开时产生一个压强差，第二阀门40被打开，锁定机构50将压力传送机构30锁定在开启位置。此后，即使第一阀门20被关闭，压力传送机构30也停留在开启位置。当第一阀门20再次打开并关闭时，锁定机构50被释放，压力传送机构30返回到其关闭位置，从而关闭第二阀门40。

可以看出，本发明实施例披露了一种气动放大器，该气动放大器采用包括一个文丘利泵和一个控制阀门的结构。该结构使用一个阀门控制文丘利泵中压强差的产生。该压强差又可以被用于驱动另一个阀门中的主空气流，从而调节主空气流的压强。在本发明的实施例中，通过使用单个阀门将少量压缩空气带来的较小影响放大，在较为广泛的工作环境下对主空气流进行调节。

本发明实施例提供的气动放大器成本低、控制简单，即使在恶劣环境下也具有很强的鲁棒性。与挡板喷嘴型、阀芯型等其他类型的气动放大器相比，本发明实施例提供的气动放大器具有简单的机械结构。在本发明的实施例中，压强差不是通过一个挡板或阀柱控制，而是通过单一的阀门控制。这种控制既可以是数字的，也可以是模拟的控制。挡板喷嘴和阀芯型都只允许模拟控制。进一步地，与压电型的气动放大器相比，本发明实施例采用的是电活性聚合物阀（EPV），这种阀成本低且性能高。

实际应用中，本发明实施例提供的气动放大器可以作为阀门定位器的核心部分（即气动块），用于扩大阀门定位器的操作条件。采用该气动放大器的阀门定位器将具有较低的制造成本、较高的业务性能。此外，可采用US8391527B2中的EPV作为本发明实施例中气动放大器的第一阀门，该气动放大器将具有较高的医疗应用前景。

本发明实施例提供的气动放大器可以被应用到实际的气动执行系统中。比如，在石油和天然气管道、自来水行业、发电等领域的过程仪表中都会使用到阀门定位器，这种阀门定位器适用于采用本发明实施例提供的气动放大器进行控制。又如，在工业、医疗领域使用的机器人可以采用气动机械臂，本发明实施例提供的气动放大器也适用于控制上述气动机械臂。此外，由于本发明实施例提供的气动放大器采用小信号实现大气流的控制，特别适用于节能控制处理。

上文通过附图和实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，本领域技术人员从中推导出来的其他方案也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种气动放大器，包括：文丘利泵（10，101，201，301，401，501），第一阀门（20，103，203，303，403，503），压力传动机构（30），以及第二阀门（40，109，209，309）；

2.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述压力传动机构（30）包括：

活塞臂（108），用于带动所述第二阀门（109）运动；

与所述活塞臂（108）连接的活塞板（106），在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间（114）和第二空间（115）；

至少一根弹簧（107），用于固定所述活塞板（106），使得所述第二阀门（109）处于关闭状态；

所述文丘利泵（101）用于将所述出口压强（104）提供给所述活塞腔的第一空间（114），并进一步用于将所述文丘利泵（101）入口的压缩空气（110）提供的入口压强（105）提供给所述活塞腔的第二空间（115）；

当所述第一阀门（103）打开时，所述出口压强小于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧（107）的作用下，所述活塞板（106）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（109）进入开启状态；

当所述第一阀门（103）关闭时，所述出口压强等于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧（107）的作用下，所述活塞板（106）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（109）回复关闭状态。

3.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述压力传动机构（30）包括：

活塞臂（208），用于带动所述第二阀门（209）运动；

与所述活塞臂（208）连接的活塞板（206），在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间（214）和第二空间（215），所述第二空间（215）设置有与外界环境连通的排气口（205）；

至少一根弹簧（207），用于固定所述活塞板（206）；

所述文丘利泵（201）用于将所述出口压强（204）提供给所述活塞腔的第一空间（214）；

当所述第一阀门（203）打开时，所述出口压强小于所述文丘利泵（201）入口的压缩空气（210）提供的入口压强，在所述出口压强、所述第二空间（215）的环境压强以及所述弹簧（207）的作用下，所述活塞板（206）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（209）进入开启状态；

当所述第一阀门（203）关闭时，所述出口压强等于所述入口压强，在所述出口压强、所述第二空间（215）的环境压强以及所述弹簧（207）的作用下，所述活塞板（206）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（209）回复关闭状态。

4.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述压力传动机构（30）包括：

活塞臂（308），用于带动所述第二阀门（309）运动；

与所述活塞臂（308）连接的活塞板（306），在活塞腔中运动，用于将所述活塞腔分隔为第一空间（314）和第二空间（315）；

至少一根弹簧（307），用于固定所述活塞板（306），使得所述第二阀门（309）处于开启状态；

所述文丘利泵（301）用于将所述出口压强（304）提供给所述活塞腔的第二空间（315），并进一步用于将所述文丘利泵（301）入口的压缩空气（310）提供的入口压强提供给所述活塞腔的第一空间（314）；

当所述第一阀门（303）打开时，所述出口压强（304）小于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧（307）的作用下，所述活塞板（306）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（309）进入关闭状态；

当所述第一阀门（303）关闭时，所述出口压强（304）等于所述入口压强，在所述出口压强、所述入口压强以及所述弹簧（307）的作用下，所述活塞板（306）在所述活塞腔中运动，带动所述第二阀门（309）回复开启状态。

5.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述第一状态为开启状态，所述第三状态为开启状态；所述第二状态为关闭状态，所述第四状态为关闭状态。

6.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述第一状态为开启状态，所述第三状态为关闭状态；所述第二状态为关闭状态，所述第四状态为开启状态。

7.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，进一步包括：锁定机构（50），用于锁定所述压力传动机构（30）对所述第二阀门（40）的控制。

8.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述压力传动机构（30）包括：

阀门柄（416），用于打开或关闭所述第二阀门（40）；

第一密封塞（407）和第二密封塞（406），用于将密封腔分隔为第一空间（413）、第二空间（414）和第三空间（415）；

安装在所述第一密封塞（407）上的第一齿条（409）；

安装在所述第二密封塞（406）上的第二齿条（408）；

与所述第一齿条（409）和所述第二齿条（408）咬合的齿轮（410），用于带动所述阀门柄（416）旋转；

所述文丘利泵（401）用于将所述出口压强（404）提供给所述密封腔的第一空间（413）和第三空间（415）；

当所述第一阀门（403）关闭时，所述出口压强（404）等于所述文丘利泵（401）入口的压缩空气（411）提供的入口压强（405），所述第二阀门（40）处于关闭状态；

当所述第一阀门（403）打开时，所述出口压强小于所述入口压强，在所述出口压强、所述第二空间（414）的第三压强以及齿轮齿条的作用下，所述第一密封塞（407）和所述第二密封塞（406）在所述密封腔中运动，带动所述第二阀门（40）进入开启状态。

9.根据权利要求1所述的气动放大器，其特征在于，所述压力传动机构（30）包括：

驱动杆（508），用于带动所述第二阀门（40）运动；

调节所述驱动杆（508）运动的薄膜（506），用于将密封腔分隔为第一空间（511）和第二空间（512）；

至少一根弹簧（507），用于固定所述薄膜（506）；

所述文丘利泵（501）用于将所述出口压强（504）提供给所述密封腔的第一空间（511）；

当所述第一阀门（503）打开时，所述出口压强小于所述文丘利泵（501）入口的压缩空气（510）提供的入口压强，在所述出口压强、所述第二空间（512）的第三压强以及所述弹簧（507）的作用下，所述薄膜（506）发生形变，带动所述第二阀门（40）进入开启状态；

当所述第一阀门（503）关闭时，所述出口压强（504）等于所述入口压强，在所述出口压强、所述第三压强以及所述弹簧（507）的作用下，所述薄膜（506）发生形变，带动所述第二阀门（40）回复关闭状态。

10.根据权利要求8或9所述的气动放大器，其特征在于，所述第二空间（414，512）设置有与外界环境连通的排气口，用于获得所述第三压强。

11.根据权利要求8或9所述的气动放大器，其特征在于，所述文丘利泵进一步用于将所述入口压强提供给所述密封腔的第二空间（414，512），使得所述第二空间获得所述第三压强。

12.根据权利要求1-9任一项所述的气动放大器，其特征在于，所述第一阀门（20，103，203，303，403，503）为电活性聚合物阀EPV。

13.一种气动执行系统，包括：如权利要求1-9任一项所述的气动放大器。