CN108708885B - 阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置，其中活塞缸作动模块，包括通孔接口元件、活塞及活塞杆，所述通孔接口元件上具有活塞孔，其前端开设有活塞杆孔，所述活塞置于所述活塞孔内并与其滑动密封配合，所述活塞杆穿过所述活塞杆孔并与其滑动配合，所述活塞将所述活塞孔的孔腔分隔为有杆腔与无杆腔，所述通孔接口元件的后端具有能够安装至其他固定部件上的固定通孔接口。该活塞缸作动模块可加载在换向阀的阀体上而构成阀缸集成元件，还可以与相关机器的固定本体固联而形成流体传动装置，还可以多位共同加载在固定本体上而形成模块化多位联动流体传动装置，其在简化结构的条件下实现了模块化设计，应用范围广泛。

Description

阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置

技术领域

本发明涉及气缸、液压缸领域，主要涉及一种阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置。

背景技术

为了简化外部管路且缩短方向控制阀到气缸液压缸作动腔之间的距离，近一时期出现了控制元件与执行元件集成化的趋势，目前已有的是缸阀集成，即将方向控制阀的阀体固联在气缸或液压缸的端盖或缸体上。这一种集成设计，对于大中型缸来说难度是不大的。但是，对于微小型缸来说就绝无可能了，因为微小型缸的缸体，比方向控制阀的阀体还要小。因此，运用逆向思维，将传统的缸阀集成颠倒为阀缸集成，并创新设计出控制执行元件集成化的微小型阀缸集成元件，也是微电子制造等行业对流体传动元件提出的迫切而现实的要求。

目前，所有的流体传动装置，都是把完整功能的气缸液压缸，安装固定到相关机器上来实现的。然而，在绝大多数应用场合中，使用者并不需要完整功能的气缸液压缸，而仅仅需要其核心的作动部分与接口元件。这就为流体传动装置的模块化提供了机遇，因为模块化能够满足通用化、柔性化、大批量、低成本、个性化定制的要求。

微小型缸还存在一个长期悬而未决的技术问题，即在缸径受限制的情况下，如何得到较大的输出力。现有的技术解决措施，是直接提高系统压力，或采用增压装置，如各种气液增压、气气增压、液液增压装置。但是，上述技术措施的成本太高了！

液压缸与气缸还有一个重要的应用场合，即多缸联动均压。现有的多缸联动均压装置是在一个固定本体上设有多个接口，每一个接口上固定安装一个具有完整功能的缸，这种情况比使用单作用缸所造成的浪费更大。因为现有的多缸联动均压装置所采用的都是完整功能、螺纹接口的缸，辅助功能冗余过多。而联动均压装置在技术功能方面所需要的，是相对简单的多位联动均压，而不是结构复杂、体积较大的多缸联动均压。

附图1是现有的一种垂直板式联接双作用液压缸及其安装到相关机器上形成的一种液压传动装置。这一液压传动装置具有下述缺点：

（1）液压缸存在毫无必要的后端盖5’及相关的静密封圈16’，不仅存在功能冗余，徒劳地增加制造成本，而且轴向尺寸大；

（2）相关机器的固定本体2’上，2个油管管接头螺纹适配孔的位置是固定的，没有回旋余地，灵活性差，无法满足柔性化、个性化定制的要求。

图2是现有的4缸联动均压液压传动装置，其工作原理是：螺栓通过4个固定安装孔1”，将固定本体2”固联在相关的工作机器上，固定本体2”设有油管管接头螺纹适配孔4”；4套具有完整功能的螺纹夹紧缸，以螺纹缸体8”的外螺纹接口，分别安装在固定本体2”相应的螺纹接口孔中，各个螺纹夹紧缸的油管管接头螺纹适配孔5”，通过活塞后腔6”与固定本体的内部流体通道3”而联通。

工作过程时，压力液体通过固定本体2”上的油管管接头螺纹适配孔4”，经过内部流体通道3”，再经过各个螺纹缸体的油管管接头螺纹适配孔5”，同时进入各个缸的活塞后腔6”，推动活塞9”-活塞杆10”克服低刚度压缩弹簧11”的作用力，向右运动夹紧各个工件12”。此时，各个活塞的前腔，通过各自的螺纹缸体上的空气呼吸孔13”，与大气相通。

多缸联动均压装置具有力反馈功能，即当某一活塞杆10”前端最先接触到工件12”之后，便自然停止运动，力反馈功能使得其它活塞杆先后接触工件，最终都以相同的作用力施加于工件上，不受工件尺寸误差的影响。此即所谓力反馈均压功能。

图2所示现有多缸联动均压液压传动装置，存在下述严重缺点：

（1）由于需要将完整功能的螺纹缸拧入固定本体，固定本体的油管管接头螺纹适配孔4”，与螺纹缸的油管管接头螺纹适配孔5”，重复设置。因此，螺纹缸管接头螺纹适配孔5”是完全多余、毫无必要的，由此造成的功能冗余、尺寸体积增大与浪费可想而知；

（2）实际上，工程上对图2所示多缸联动均压流体传动装置的技术本质需要，是多位联动均压流体传动装置，而现有技术提供的则是多缸联动均压流体传动装置，并因此造成了功能冗余，造成了极大浪费；

（3）如果能够创新设计出可适用于多位联动均压流体传动装置且结构简单的单作用作动模块，以多位模块联动均压取代多缸联动均压，则不仅能够显著缩小轴向尺寸，同时能够满足现代制造业对流体传动元件提出的绿色化、模块化、大批量、低成本以及个性化定制等要求。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种阀缸集成元件。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种阀缸集成元件，包括固定部分与作动部分，所述固定部分包括阀缸体与缸端盖，所述作动部分包括阀作动元件与缸作动元件，所述阀缸体具有阀腔，所述阀作动元件能够往复运动地设于所述阀腔中而构成换向阀，所述阀缸体还具有活塞孔，所述缸端盖设于所述活塞孔外端，所述缸作动元件包括活塞与活塞杆，所述活塞置于所述活塞孔内并与其滑动密封配合，所述活塞杆穿过所述缸端盖上开设的活塞杆孔并与其滑动配合，所述活塞将所述活塞孔的孔腔分隔为有杆腔与无杆腔，所述阀缸体上具有与所述阀腔连通的控流口，所述有杆腔和/或所述无杆腔与所述阀腔之间通过开设于所述阀缸体上的控流口相连通。

优选地，所述缸端盖上开设有连通所述有杆腔与外部大气的空气呼吸孔，所述有杆腔内设有压缩弹簧，所述换向阀为二位三通换向阀，所述换向阀具有控流A口，所述无杆腔与所述控流A口相通。

作为另一种优选方式，所述缸端盖封闭所述活塞孔，所述换向阀为四通换向阀或五通换向阀，所述换向阀具有控流A口与控流B口，所述有杆腔与所述无杆腔交替地与所述控流A口、控流B口相通，所述缸作动元件与所述活塞孔之间构成双作用力输出装置。

进一步地，所述有杆腔内设置有压缩弹簧，或者，所述无杆腔内设置有压缩弹簧。

优选地，所述阀缸体包括具有所述阀腔的阀体与具有所述活塞孔的缸体，所述阀体与所述缸体一体设置，或者，所述缸体可拆卸地安装在所述阀体上。

本发明的第二目的是提供一种活塞缸作动模块。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种活塞缸作动模块，包括通孔接口元件、活塞及活塞杆，所述通孔接口元件上具有活塞孔，其前端开设有活塞杆孔，所述活塞置于所述活塞孔内并与其滑动密封配合，所述活塞杆穿过所述活塞杆孔并与其滑动配合，所述活塞将所述活塞孔的孔腔分隔为有杆腔与无杆腔，所述通孔接口元件的后端具有能够安装至其他固定部件上的固定通孔接口。

优选地，所述固定通孔接口为垂直板式联接接口。

本发明的第三目的是提供一种采用上述活塞缸作动模块的模块化流体传动装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化流体传动装置，机器上至少具有固定本体，所述固定本体上设有接口，所述固定本体的所述接口上固连有如上述的活塞缸作动模块。

本发明的第四目的是提供一种模块化多位联动流体传动装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种模块化多位联动流体传动装置，包括固定本体，所述固定本体上设有多个活塞腔，所述传动装置还包括分别与多个所述活塞腔配合的活塞缸作动模块，所述活塞缸作动模块包括活塞、活塞杆、与所述活塞腔的外端适配的通孔接口元件，所述活塞置于所述活塞腔中并与其滑动密封配合，所述通孔接口元件固定地连接在所述活塞腔的外端，所述活塞杆穿过所述通孔接口元件上的活塞杆孔，所述活塞将所述活塞腔分隔为有杆腔与无杆腔，所述有杆腔中还设有压缩弹簧，所述固定本体上还设有与流体进排管路管接头适配的螺纹适配孔，以及连通所述螺纹适配孔与所有所述无杆腔的液流通道。

优选地，所述固定本体上还设有与各个所述有杆腔连通的空气呼吸孔。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明阀缸集成元件是一种新概念的流体传动功能集成元件，填补了行业空白，特别适用于信息产品制造等新兴领域；

2、本发明的阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置，消除了现有流体传动装置的冗余功能，在简化结构的条件下实现了模块化设计，使得作动模块生产批量将比现有的气缸液压缸大幅度提高，能够较好地适应现代制造业对流体传动元件与装置提出的集成化、通用化、模块化、柔性化、大批量、低成本、个性化定制要求；

3、本发明的模块化多位联动流体传动装置，取代了多缸联动均压流体传动装置，是一种技术观念上的创新，彻底颠覆了现有多缸联动均压的技术概念。以气动液压通用单作用活塞模块多位联动均压，取代多缸联动均压，显著提高了技术经济指标。

附图说明

附图1为背景技术中所述现有的一种垂直板式联接双作用液压缸及其安装到相关机器上形成的一种液压传动装置；

附图2为背景技术中所述现有的四缸均压联动液压传动装置的结构原理图；

附图3为本发明的阀缸集成元件实施例1的结构示意图；

附图4为本发明的阀缸集成元件实施例2的结构示意图；

附图5为本发明的阀缸集成元件实施例3的结构示意图；

附图6为本发明的阀缸集成元件实施例4的结构示意图；

附图7为基于本发明的活塞缸作动模块的流体传动装置第一种结构形式的示意图；

附图8、9为基于本发明的活塞缸作动模块的流体传动装置第二种结构形式的示意图；

附图10为基于本发明的活塞缸作动模块的流体传动装置第三种结构形式的示意图；

附图11为本发明的模块化多位联动流体传动装置的一个具体实施例的示意图；

其中：1’、拉力作动腔管接头螺纹适配孔；2’、相关机器本体；3’、推力作动腔管接头螺纹适配孔； 4’、端面静密封圈；5’、后端盖；6’、推力作动腔；7’、活塞；8’、拉力作动腔流体通道；9’、拉力作动腔；10’、缸体；11’、活塞杆；12’、活塞杆动密封圈；13、固定螺栓；14’、活塞动密封圈；15’、推力作动腔流体通道；16’、后端盖静密封圈；

1”、固定安装孔；2”、固定本体；3”、内部流体通道；4”、固定本体管接头螺纹适配孔；5”、螺纹缸体管接头螺纹适配孔；6”、活塞后腔；7”、活塞前腔；8”、螺纹缸体；9”、活塞；10”、活塞杆；11”、压缩弹簧；12”、工件；13”、空气呼吸孔；

1、阀缸体；11、阀体；111、控流A口；112、P口；113；T口；114、T1口；115、T2口；116、控流B口；12、缸体；121、无杆腔；122、有杆腔；2、阀作动元件（阀芯）；3、缸端盖；31、空气呼吸孔；4、缸作动元件；41、活塞；42、活塞杆；43、活塞密封圈；44、压缩弹簧；45、活塞杆密封圈；

100、活塞缸作动模块；200、二位三通换向阀；300、固定本体；301、拉力作动腔管接头螺纹适配孔；302、推力作动腔管接头螺纹适配孔；

400、活塞缸作动模块；401、活塞；402、活塞杆；403、活塞密封圈；404、活塞杆密封圈；405、压缩弹簧；410、通孔接口元件；411、推力作动腔；412、拉力作动腔；413、推力作动腔端面静密封圈；414、拉力作动腔端面静密封圈；415、拉力作动腔流体通道；416、空气呼吸孔；

500、二位换向阀；600、紧固螺栓；700、固定本体；701、油管管接头螺纹适配孔；702、无杆腔；703、有杆腔；704、空气呼吸孔；705、液流通道；800、活塞缸作动模块；801、活塞；802、活塞密封圈；803、活塞杆；804、压缩弹簧；805、通孔接口元件；900、工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

实施例1

参见图3所示的一种阀缸集成元件，其包括固定部分与作动部分，固定部分包括阀缸体1与缸端盖3，作动部分包括阀作动元件2与缸作动元件4，阀缸体1包括阀体11与缸体12，本实施例中，阀体11与缸体12一体设置而形成整体的阀缸体1。

阀缸体1的阀体11部分具有阀腔，阀作动元件2能够往复运动地设于阀腔中而构成换向阀，此处，阀作动元件2为直线往复运动地设于阀腔中的阀芯2，阀体11上具有控流A口111、P口112及T口113，形成二位三通换向阀。

阀缸体1的缸体12部分具有活塞孔，缸端盖3设于活塞孔的外端，缸作动元件4包括活塞41与活塞杆42，活塞41置于活塞孔内并与其通过活塞密封圈43滑动密封配合，活塞杆42穿过缸端盖3上开设的活塞杆孔并与其无密封地滑动配合，活塞41将活塞孔的孔腔分隔为有杆腔122与无杆腔121，有杆腔内的活塞杆42上还套设有压缩弹簧44，缸端盖3上还开设有与有杆腔122相连通的空气呼吸孔31；无杆腔121通过控流A口111与阀腔相互连通。

如此，本实施例形成的为输出推力的单作用阀缸集成元件，其工作行程为：

如图3所示，阀芯2左位工作，二位三通换向阀P口112与控流A口111相通，控流A口111与无杆腔121（即推力作动腔）连通，压力流体通过P口112与控流A口进入无杆腔121，推动缸作动元件4的活塞41-活塞杆42克服压缩弹簧44的作用力而向上运动，由活塞杆42输出推力做功。此时，有杆腔122（拉力作动腔）内的空气通过空气呼吸孔31排入大气。当阀芯2切换至右位工作时，二位三通换向阀P口112被阀芯2封堵，其控流A口111与T口113相通，在压缩弹簧44的作用下，缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向下运动返回至原始位置。

当然，基于本发明的构思，在其他的实施例中，还可以将有杆腔与控流A口连通，并作适当的改型，便可以涉及出输出拉力的单作用阀缸集成元件。此处对其结构不再赘述。

实施例2

参见图4所示的阀缸集成元件，本实施例中，换向阀为二位五通换向阀，形成的为双作用阀缸集成元件。具体地，参见图4所示，二位五通换向阀的阀体11上具有控流A口111、控流B口116、P口112、T1口114、T2口115；缸端盖3封闭活塞孔，活塞杆42与缸端盖3上开设的活塞杆孔之间通过活塞杆密封圈45滑动密封配合。有杆腔122（拉力作动腔）、无杆腔121（即推力作动腔）交替地与控流A口111、控流B口116相通，缸作动元件2与活塞孔之间构成双作用力输出装置。

该双作用阀缸集成元件的工作过程为：图4所示为活塞杆42输出拉力的工作状态，阀芯2右位工作，二位五通换向阀的P口112、控流B口116与有杆腔122相通，压力流体进入有杆腔122，使得缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向下运动，由活塞杆42输出拉力做功。此时，无杆腔121，通过控流A口111与T1口114相通。当阀芯2切换至左位工作时，二位五通换向阀的P口112、控流A口与无杆腔121相通，压力流体进入无杆腔121，使得缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向上运动，返回原始位置。

实施例3

参见图5所示，为在图4所示实施例2的改型，具体为，有杆腔122内还设置有还设置有压缩弹簧44，该压缩弹簧44为高刚度压缩弹簧，这导致其与图4所示的阀缸集成元件具有完全不同的工作方式，形成能够输出约两倍输出拉力的双作用阀缸集成元件。

例如，图4所示阀缸集成元件在非工作状态时，阀芯2的位置是任意的，既可以右位也可以左位。而图5所示双作用阀缸集成元件，在非工作状态时，阀芯2的位置都是取右位，活塞41-活塞杆42在高刚度压缩弹簧44推力的作用下，处于最下端原始位置。

开始工作时，阀芯2切换至左位，二位五通换向阀的P口112、控流A口111与无杆腔121相通，压力流体进入无杆腔121，克服高刚度压缩弹簧44的作用力，使得缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向上运动至极限位置。

工作行程时，阀芯2再一次切换至右位，二位五通换向阀的P口112、控流B口116与有杆腔122相通，压力流体进入有杆腔122，在压力流体与高刚度压缩弹簧44共同的作用力下，使得缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向下运动，由活塞杆42输出拉力做功。

设D为活塞直径，d为活塞杆直径，P为系统压力，则拉力计算公式为F_拉=π(D²-d²)P/4+F_弹拉。该双作用阀缸集成元件,能够保持正常工作的力学限制条件是F_弹拉max＜πD²P/4。例如，设D=10mm，d=4mm，P=0.6MPa，则πD²P/4=π×100×0.6/4=47(N)。我们取F_弹拉max=45N，F_弹拉min=40N，则输出拉力为F_拉=π(D²-d²)P/4+F_弹拉=π(100-16)×0.6/4+F_弹拉=40+F_弹拉=80～85(N)。其中，前面的40N作用力是压力流体提供的，与图4所示双作用阀缸集成元件的输出拉力完全一致。计算结果说明，图5所示双作用阀缸集成元件的输出拉力，在相同缸径与压力条件下，是图4所示双作用阀缸集成元件及现有传统气缸的二倍左右。

这也就意味着，在系统压力P=0.6MPa不变的条件下，达到同样的80～85N输出力，图4所示双作用阀缸集成元件及现有传统气缸，所需要的活塞直径D=14.5mm，活塞杆直径d=6mm（输出力为82N），缸径大幅度增加了45%。反向计算，则是缸径大幅度缩小了约30%（100/145=69%）。

返回行程时，阀芯2再次切换至左位，二位五通换向阀的P口112、控流A口111与无杆腔121再次相通，压力流体进入无杆腔121，克服高刚度压缩弹簧44的作用力，使得缸作动元件4的活塞41-活塞杆42向上运动至最下端原始位置，从而为下一次工作行程做好准备。

不难看出，如果将图5所示阀缸集成元件的高刚度压缩弹簧44，从有杆腔112移动到无杆腔121内，则将变为接近二倍输出推力的双作用阀缸集成元件。

实际上，有了本发明的构思，本专业领域技术人员设计出图3、图4所示阀缸集成元件，是比较容易的事情。只不过人们囿于习惯性思维，想不到这一个看起来很简单的发明构思罢了。而图3、图4、图5所示本发明的单作用与双作用阀缸集成元件，填补了流体传动与控制元件集成化的空白，具有以下非常显著的技术经济指标优势：

（1）阀缸一体，无须管路，流体传动的沿程压力损失与局部压力损失小，传动效率提高；

（2）结构大幅度简化，总体体积大幅度缩小，安装调试极为方便，特别适合于信息产品制造等新兴流域使用；

（3）图5所示本发明双作用阀缸集成元件，能够大幅度提高技术经济指标，即在相同压力与缸径条件下，阀缸集成元件的输出力能够大约提高一倍，其还能够在缸径大幅度缩小约30%的条件下，得到同样的输出力。这对于很多空间狭窄的应用场合，具有极为特殊的意义。

实施例4

参见图6所示的阀缸集成元件，其与图3示出的实施例1的区别主要在于，在实施例1的基础上切割分离缸部分，并对缸体12进行结构改造而形成的一种具有直螺纹标准接口的单作用活塞缸作动模块100，与二位三通换向阀200组合，形成模块化气动阀缸集成元件的一个实施例。其具体工作原理与图3相似，不再赘述。而采用直螺纹接口或锥螺纹标准接口，是为了方便与换向阀的标准接口对接，使得缸体12可拆卸地连接至阀体11上。

在图3至图5所示出实施例的阀缸集成元件中，由于阀缸体1一体是一种刚性捆绑制约，使得阀与缸都失去了“自由”，生产批量自然相对较小。

而图6示出的本实施例中，则将缸部分2切割分离出来，并对缸体12附加接口，则形成了独立且通用的单作用活塞缸作动模块100。这使得阀与缸都“自由”了，特别是单作用活塞缸作动模块100，其既可以与换向阀组合形成模块化阀缸集成元件，也可以与很多元件与装置组合形成不同的流体传动装置，生产批量大，制造成本低。

类似地，对于从图4、图5所示双作用阀缸集成元件，切割分离缸部分形成双作用活塞缸作动模块，进而与四通或五通换向阀组合，形成模块化阀缸集成元件，一般建议采用板式联接接口，具体结构从略。

基于本发明构思的各种模块化阀缸集成元件，不仅填补了流体传动与控制元件集成化的空白，而且开辟了集成元件模块化设计的新路子，能够满足各行业对流体传动元件提出的集成化、模块化、柔性化、大批量、低成本等等有要求。

实施例5

各种活塞缸作动模块的最大应用场合，并不是与换向阀组合形成各种模块化阀缸集成元件，而是与相关机器的本体配合，形成各种模块化流体传动装置。

参见图7所示，其是在图4所示的阀缸集成元件上切割分离缸部分，并对缸体附加板式连接接口而形成的一种气动液压通用双作用活塞缸作动模块400，与相关机器的固定本体300及二位四通换向阀500组合，形成模块化流体传动装置的一个实施例。

具体地，活塞缸作动模块400包括通孔接口元件410、活塞401及活塞杆402，通孔接口元件410上开设有活塞孔，其前端开设有活塞杆孔，活塞401置于活塞孔中并通过活塞密封圈403与其滑动密封配合，活塞杆402向前穿过活塞杆孔并与其通过活塞杆密封圈404滑动密封配合，活塞401将活塞孔的孔腔分隔为有杆腔与无杆腔，有杆腔亦即拉力作动腔412，无杆腔亦即推力作动腔411，通孔接口元件410的后端具有能够安装至其他固定部件上的固定通孔接口，此处该固定通孔接口为垂直板式联接接口。所谓板式联接接口，实际上就是两个平面接触配合，并且在相关作动腔出口设置端面静密封圈。

机器的固定本体300上设有接口，该接口与上述的通孔接口元件410通过紧固螺栓600固联，两者之间还设置有推力作动腔端面静密封圈413与拉力作动腔端面静密封圈414，以实现拉力作动腔412与推力作动腔411的相互隔离，以及与外界大气的隔离。固定本体300上还设置有拉力作动腔管接头螺纹适配孔301与推力作动腔管接头螺纹适配孔302，推力作动腔管接头螺纹适配孔302与推力作动腔411直接连通，拉力作动腔管接头螺纹适配孔301则通过开设在通孔接口元件410上的拉力作动腔流体通道415连通。整个装置用二位四通换向阀500进行控制。

图7所示二位四通换向阀500右位工作，为输出推力行程。压力液体通过活塞推力作动腔油管管接头螺纹适配孔302，进入推力作动腔411，推动活塞401-活塞杆402向上运动，由活塞杆402输出推力做功。这种情况下，活塞拉力作动腔412通过活塞拉力作动腔油管管接头适配孔301与二位四通换向阀500而与油箱相通。二位四通换向阀4切换至左位工作时，为返回行程或输出拉力行程。

非常明显，图7比图4所示阀缸集成元件的结构复杂了。但是，阀与缸也都“自由”了。特别是气动液压通用双作用活塞缸作动模块400，可以与很多元件与装置配合，生产批量大，制造成本低。

图7所示基于气动液压通用双作用活塞缸作动模块400的液压传动装置，其主要的对比对象，并不是图4所示阀缸集成元件，而是图1所示现有的垂直板式联接双作用缸及安装于相关机器本体上形成的流体传动装置，相比起来具有以下显著的技术经济指标优势：

（1）省去了图1所示液压缸的后端盖5’与后端盖静密封圈16’，消除了功能冗余。对于行程较小的传动装置，纵向尺寸的缩短极为明显，起码能够缩短1/4以上，制造成本亦相应降低。此外，纵向尺寸的缩短还能够提高结构刚性；

（2）如果将相关机器固定本体300上的油管管接头适配孔301、302，都改为气管管接头适配孔，则图7所示液压传动装置，就变为气压传动装置，而本发明双作用活塞缸作动模块400，没有任何改变。因此，作动模块的生产批量将大幅度提高，制造成本自然相应降低，能够较好地适应现代制造业对流体传动元件提出的通用化、柔性化、模块化、大批量、低成本、个性化定制要求的问题；

（3）推力作动腔管接头螺纹适配孔302的位置选取范围大，可以是推力作动腔411圆截面以内的任意位置，这自然增强了装置的柔性化水平。

实施例6

参见图8所示的为模块化流体传动装置的另一个实施例，本实施例中的活塞缸作动模块400是从图5所示的阀缸集成元件上切割分离缸部分，并对缸体附加板式联接接口而形成的一种约二倍输出拉力的气动双作用活塞缸作动模块，与二位四通换向阀500组合，形成模块化约二倍输出力阀缸集成元件的一个实施例。其工作原理与图5所示阀缸集成元件完全一样，不再赘述。需要注意的是，图5中的缸体12部分与缸端盖3，在本实施例中变成了具有板式联接接口的固定通孔接口元件410。

本实施例相比实施例5示出的模块化流体传动装置的区别，则主要是在拉力作动腔412内设置压缩弹簧405，本实施例中，该压缩弹簧405采用的为高刚度压缩弹簧，形成能够输出约两倍拉力的双作用模块化气动传动装置。

图9所示出的模块化流体传动装置，其中的活塞缸作动模块400与图8中的相比，则仅是将高刚度压缩弹簧置换为超高刚度压缩弹簧，就可以变为能够输出约两倍拉力活塞缸作动模块400与双作用模块化液压传动装置。

图8与图9所示气动与活塞缸液压作动模块400的区别，仅仅是压缩弹簧405的刚度不同而已，置换起来是非常容易的。而将压缩弹簧405置于推力作动腔411之内，便成为输出约二倍推力的双作用活塞缸作动模块。

图8与图9所示基于本发明约二倍拉力双作用活塞缸作动模块的流体传动装置，其主要的对比对象仍然是图1所示现有的垂直板式联接双作用液压缸及安装于相关机器本体上形成流体传动装置，除了具有图7所示装置的各种显著的技术经济指标优势之外，还具有在缸径大幅度缩小约30%的条件下，能够得到同样的输出力。这对于很多空间狭窄的应用场合，具有极为特殊的意义。

实施例7

图10所示的为模块化流体传动装置的另一个实施例，本实施例中的活塞缸作动模块400是从图3所示的阀缸集成元件上切割分离缸部分，并对缸体附加板式联接接口而形成的一种气动液压通用单作用活塞缸作动模块，与相关机器本体配合，形成输出推力的模块化单作用气压传动装置，更为简易。其工作原理极为简单，不再赘述。同理，可以非常方便低设计出输出推力的模块化单作用流体传动装置。相对于基于现有的单作用气缸液压缸的流体传动装置，技术经济指标方面的优势不言而喻，不再赘述。

实施例8

图11所示为一种模块化多位联动流体传动装置的一个具体实施例，本实施例中为四位。

该四位联动流体传动装置包括固定本体700，该固定本体700上设有多个活塞腔，该流体传动装置还包括分别与多个活塞腔配合的活塞作动模块800，该活塞作动模块800包括活塞801、活塞杆803、与活塞腔外端适配的通孔接口元件805，活塞801置于活塞腔中并通过活塞密封圈802与其滑动密封配合，通孔接口元件805固定地连接在活塞腔的外端，活塞杆803穿过通孔接口元件805上开设的活塞杆孔并与其无密封地滑动配合，活塞801将活塞腔分隔为有杆腔703与无杆腔702，有杆腔703中还设有压缩弹簧804，固定本体700上还设有与流体进排管路管接头适配的螺纹适配孔701，以及连通螺纹适配孔701与所有无杆腔702的液流通道705。固定本体700上还设有与各个有杆腔703连通的空气呼吸孔704。整个装置通过二位三通换向阀500进行控制。

由图11可见，当二位三通换向阀500如图示左位工作时，压力液体通过固定本体700上的油管管接头螺纹适配孔701及内部的液流通道705，同时进人固定本体700的4个无杆腔702中，推动4个活塞作动模块800的活塞801-活塞杆803一起向下运动并且由活塞杆803以均压力夹紧各个工件900。在运动过程中，各个活塞前腔（即有杆腔703）的空气，通过空气呼吸孔704排向大气。二位三通换向阀500切换至右位工作时，各个活塞后腔（即无杆腔702）通过油管管接头螺纹适配孔701与油箱相通，各个活塞801-活塞杆803在低刚度压缩弹簧804的作用下，一起向上运动返回原始位置，活塞杆松开工件900。

图11所示模块化4位联动均压液压传动装置，与图2所示现有的4缸联动均压液压传动装置，具有完全相同的技术功能，但却具有下列显著优点：

（1）以多位模块联动均压流体传动装置取代多缸联动均压流体传动装置，是一种技术观念上的创新，彻底颠覆了现有多缸联动均压的技术概念。以气动液压通用单作用活塞模块多位联动均压，取代多缸联动均压，显著提高了技术经济指标；

（2）不存在螺纹缸的后端盖及后端盖上的管接头螺纹适配孔，完全消除了螺纹缸的功能冗余，纵向尺寸显著缩小，制造成本相应降低；

（3）将固定本体700上的油管管接头螺纹适配孔701，改变为气管管接头螺纹适配孔以后，则变为4位模块联动气压传动装置，而气动液压通用单作用推力活塞作动模块800，无需作任何改变；

（4）作动模块可用于其它场合，生产批量大，制造成本低。

需要特别指出的是，图11所示只是以直线布置的4位模块联动均压流体传动装置为例，实际上并不局限于此。完全可以根据需要，设计出2位及2位以上的多位模块联动均压流体传动装置，以及折线布置的多位联动均压流体传动装置。

综上所述，本发明阀缸集成元件、活塞缸作动模块与模块化流体传动装置，主要的技术创新点与技术经济指标优势在于：

（1）本发明阀缸集成元件、模块化流体传动装置，是一种新概念的流体传动功能集成元件，填补了行业空白，特别适用于信息产品制造等新兴领域；

（2）本发明模块化阀缸集成元件、活塞缸作动模块及模块化流体传动装置，消除了现有流体传动装置的冗余功能，在简化结构的条件下实现了模块化设计，使得作动模块生产批量将比现有的气缸液压缸大幅度提高，能够较好地适应现代制造业对流体传动元件与装置提出的集成化、通用化、模块化、柔性化、大批量、低成本、个性化定制要求；

（3）本发明能够输出约二倍力的双作用阀缸集成元件、基于约二倍力输出双作用活塞缸作动模块的阀缸集成元件与流体传动装置，能够在缸径大幅度缩小约30%的条件下，得到同样的输出力。这对于很多空间狭窄的应用场合，具有极为特殊的意义；

（4）以多位模块联动均压流体传动装置，取代多缸联动均压流体传动装置，是一种技术观念上的创新，彻底颠覆了现有多缸联动均压的技术概念。以气动液压通用单作用活塞模块多位联动均压，取代多缸联动均压，显著提高了技术经济指标。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种模块化流体传动装置，其特征在于：机器上至少具有固定本体，所述固定本体上设有接口，所述固定本体的所述接口上固连有活塞缸作动模块，

所述活塞缸作动模块由通孔接口元件、活塞、活塞杆及压缩弹簧构成，所述通孔接口元件上具有活塞孔，其前端开设有活塞杆孔，所述活塞置于所述活塞孔内并与其滑动密封配合，所述活塞杆穿过所述活塞杆孔并与其滑动配合，所述活塞将所述活塞孔的孔腔分隔为有杆腔与无杆腔，所述压缩弹簧设置于所述有杆腔内，所述通孔接口元件的后端具有能够安装至所述固定本体上的固定通孔接口，所述通孔接口元件的后端面或外侧周部与所述固定本体之间相互密封，其中，所述固定通孔接口为垂直板式联接接口，所述通孔接口元件与所述固定本体通过安装于所述固定通孔接口内的螺栓固定连接，由所述通孔接口元件与所述固定本体分别构成液压缸的前端盖与后端盖，

所述固定本体上具有用于与所述无杆腔连通的第一螺纹适配孔，以及与所述有杆腔连通的第二螺纹适配孔，所述第一螺纹适配孔与所述第二螺纹适配孔与换向阀连接，使得所述传动装置通过所述换向阀控制。