CN109477503B - 压力补偿式负荷传递装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的压力补偿式负荷传递装置(1)包括：平板(24)，在其一个表面竖直设置有第一轴(10)，在其另一侧表面竖直设置有第二轴(14)，第二轴(14)与第一轴(10)位于同轴；第一风箱(12)，具有以围绕第一轴(10)的方式设置在其一侧的开口部，其另一侧固定于平板(24)设置有第一轴(10)的表面；多个第二风箱(16)，分别在其一端具有开口部，其另一端固定于平板(24)设置有第二轴(14)的表面；以及，壳体，设置有与第一风箱(12)的一侧开口部连通的高压作用孔(32)、以及以与第二风箱(16)的开口部连通的方式与高压作用孔(32)设置于相同的面的高压流路(38)，所述平板(24)被收容在所述壳体内，以便能够前后移动。

Description

压力补偿式负荷传递装置
技术领域
本发明涉及一种负荷传递装置，更加具体地，利用设计成具有出色的负荷传递率的柔性梁(Flexure)的压力补偿式负荷传递装置。
背景技术
为了在压力不同的空间之间传递运动，可以施加比消除压力差异的力大的力，将运动从低压侧提供到高压侧，但是，当高压侧的压力比低压侧高很多时，超过生成运动的振动器或者制动器的容量，所以有时无法提供运动。
因此，需要利用设计成具有出色的负荷传递率的柔性梁的压力补偿式负荷传递装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国注册专利第10-0648953号(注册日：2006.11.16)
发明内容
要解决的技术问题
本发明是为了解决所述问题做出的，其目的在于提供压力补偿式负荷传递装置，向高压侧和低压侧均匀地提供负荷，降低运动方向的刚性，从而实现传递负荷的损失最小化。
本发明的目的不限定于上述的目的，本领域技术人员可以通过下面的内容明确地理解未提到的目的。
解决技术问题的手段
为实现如上所述的本发明的目的，并执行后述的本发明的特征功能的本发明具有如下特点。
根据本发明的压力补偿式负荷传递装置包括：平板，在其一个表面竖直设置有第一轴，在其另一侧表面竖直设置有第二轴，所述第二轴与所述第一轴位于同轴；第一风箱，具有以围绕所述第一轴的方式设置在其一侧的开口部，其另一侧固定于所述平板设置有所述第一轴的表面；多个第二风箱，分别在其一端具有开口部，其另一端固定于所述平板设置有所述第二轴的表面；以及壳体，设置有与所述第一风箱的一侧的所述开口部连通的高压作用孔、以及以与所述第二风箱的所述开口部连通的方式与所述高压作用孔设置于相同的面的高压流路，所述平板被收容在所述壳体内，以便能够前后移动。
并且，根据本发明的压力补偿式负荷传递装置，还包括：至少一对弹簧，以相对于所述壳体中的所述平板对称的方式设置在所述壳体上；至少一对柔性梁，分别具有与所述至少一对弹簧中相应的一方连接的一端，和与所述平板连接的另一端；以及至少一对弹簧压缩力调节装置，连接于所述至少一对弹簧。
发明的效果
如上所述，根据本发明，通过作用于风箱的静负荷形成力平衡，利用柔性梁的负刚性，能够起到更加有效地传递负荷的效果。
附图说明
图1示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的侧面内部样子。
图2示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的侧面截面图。
图3a示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的正面透视图。
图3b示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的正面图。
图4示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的外部。
图5示出了根据本发明一实施例的压力补偿式负荷传递装置中流体通过高压流路传递至第二风箱的路线。
图6示出了根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的概念图。
图7示出了根据本发明的其它实施例的压力补偿式负荷传递装置。
具体实施方式
在本发明实施例中公开的特定的结构以及功能性说明只是为了说明基于本发明概念的实施例而示出的，基于本发明概念的实施例还可以以其它方式实施。并且，不应该解释为限定于本说明书中说明的实施例，应该解释为包括包含在本发明的思想以及技术范围内的所有的变形物、等同物以及代替物。
另一方面，在本发明中，第一以及/或者第二等术语可以用于说明各种构成要素，但是所述构成要素并不限定于所述术语。所述术语仅用于将一个构成要素与其它的构成要素区分，例如，在不脱离基于本发明概念的保护范围的情况下，第一构成要素可以被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素可以被命名为第一构成要素。
当记载为一个构成要素与其它构成要素“连接”或者“接入”时，可以直接连接或者接入该其它构成要素，但是，还应该理解为中间存在其它的构成要素。相反，当记载为一个构成要素与其它的构成要素“直接连接”或者“直接接入”时，应该理解为中间不存在其它的构成要素。对于“～之间”、“与～之间”或者“与～相邻的”、“直接与～相邻的”等用于说明构成要素之间的关系的其它的表达方式也应该相同地解释。
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。另一方面，在本说明书中使用的术语是用于说明实施例的，并不是用于限定本发明的。在本说明书中，在上下文中没有特别说明的情况下，单数的表达包括多数。在说明书中使用的“包括(comprises)”以及/或者“包括的(comprising)”不是用于排除所提及的构成要素、步骤、动作以及/或者元件存在或者添加一个以上的其它的构成要素、步骤、动作以及/或者元件。
下面，参照附图详细说明本发明。
如图1示出，根据本发明的压力补偿式负荷传递装置1包括：平板24，在其一个表面竖直设置有第一轴10，在其另一侧表面竖直设置有第二轴14，所述第二轴14与所述第一轴10位于同轴；第一风箱12，具有以围绕所述第一轴10的方式设置在其一侧的开口部，其另一侧固定于所述平板24设置有所述第一轴10的表面；多个第二风箱16，分别在其一端具有开口部，其另一端固定于所述平板24设置有所述第二轴14的表面；以及，壳体，设置有与所述第一风箱12的一侧的所述开口部连通的高压作用孔32、以及以与所述第二风箱16的所述开口部连通的方式与所述高压作用孔32设置于相同的面的高压流路38，所述平板24被收容在所述壳体内，以便能够前后移动。
下面，根据本发明一实施例，如图1示出，在压力补偿式负荷传递装置1，第一轴10以及第一风箱12设置在平板24的一个表面、即第一面24b，第二轴14以及多个第二风箱16设置于和平板24的第一面24b的相反的表面、即第二面24a。
第一轴10设置在平板24的第一面24b的中心部，第一风箱12，其固定于平板24的第一面24b的一侧的相反侧具有开口部，从而第一风箱12设置成围住第一轴10一部分。换言之，如图2示出，第一风箱12和第一轴10在同一轴上设置成同心结构。
如图2示出，在平板24的第二面24a的中心部设置有第二轴14，第二轴14与设置在第一面24b的第一轴10轴向对齐。即、第一轴10和第二轴14位于同轴。如图3a示出，多个第二风箱16相对于平板24的中心部对称，固定在第二轴14周围。多个第二风箱16可以设置两个以上，根据压力补偿式负荷传递装置1的尺寸，可以适当地设置两个以上的任意的风箱。图3a示出了四个风箱，这只是一实施例，本领域技术人员应该可以理解不限定于四个。
与在第一风箱12的一侧具有开口部相似地，多个第二风箱16固定于平板24的第二面24a的一侧的相反侧具有开口部。
如图4示出，根据本发明一实施例的压力补偿式负荷传递装置1还可以包括围住风箱12、16、平板24、轴10、14的第一壳体2以及第二壳体4。在具体说明中，为了便于说明，将壳体分为两个构成来说明，但是，应该理解壳体还可以形成为一个构成。
如图4示出，第一壳体2的中心部具有与第一风箱12的开口部连通的高压作用孔32，参照图3b以及图4，高压作用孔32的周围还具有其它的流入口36。优选地，可以形成多个从第一壳体2面的边缘部分隔开一定距离且沿周长方向具有一定长度的流入口36。优选地，流入口36可以以相对于第一壳体2面的中心彼此对称的方式形成两个以上。在附图中示出了具有四个高压流入管的结构，但是，这只是一实施例，应该可以理解不限定于四个。
如图5示出，流入口36与延伸到第二壳体后侧的高压流路38连通。并且，高压流路38与多个第二风箱16的开放的端部连通。其中，为了便于说明，流入口36和高压流路38使用了不同的标记，但是，应该理解流入口36和高压流路38可以形成为一个构成。
如图2示出，根据本发明一实施例的压力补偿式负荷传递装置1还可以包括至少一对柔性梁18。优选地，至少一对柔性梁18设置成相对于平板24的中心对称，至少一对柔性梁18各自的一端部连接于平板24。
如图2示出，根据本发明一实施例的压力补偿式负荷传递装置1还可以包括各自的一端部连接于至少一对柔性梁18的至少一对弹簧20。并且，至少一对弹簧20可以连接于可以调节各弹簧20的压缩力的至少一对弹簧压缩力调节手段。
附图中仅示出了一对柔性梁、一对弹簧、一对弹簧压缩力调节手段，但是，这只是实施例，应该可以理解还可以包含更多对的柔性梁、弹簧以及弹簧压缩力调节手段。可设置的弹簧的类型包括线圈弹簧等本领域技术人员可以采用的所有方式的弹性体，弹簧压缩力调节手段包括本领域技术人员为了调节弹簧的压缩力而能想到的所有的调节手段。在本说明书以及附图中，作为通过简单操作就能调节压缩力的手段的一例，示出了在弹簧的一端设置的弹簧压缩力调节螺丝22。弹簧压缩力调节螺丝22调节弹簧20的位移，从而调节传递至柔性梁18的负荷。
图2示出了在根据本发明的压力补偿式负荷传递装置1设置柔性梁18、弹簧20以及弹簧压缩力调节螺丝22的一个方式。如图2示出，可以在壳体外部设置固定部6和连接部8，用来固定柔性梁18、弹簧20以及弹簧压缩力调节螺丝22。
并且，根据本发明的其它方面，可以采用第三风箱42来代替弹簧20。即、如图7示出，根据本发明的其它实施例的压力补偿式负荷传递装置3还可以包括至少一对第三风箱42，分别在其一端部连接至少一对柔性梁18。并且，至少一对第三风箱42各自的另一端部可以分别连接于至少一对高压通道40。高压通道40可以是从高压侧提供的高压流体流过的通道。通过从高压侧沿高压通道40传递的流体的压力，可以主动调节第三风箱42提供的柔性梁18的压缩力。
并且，如图1示出，根据本发明一方面的压力补偿式负荷传递装置1，在第一壳体2的一面可以形成倾斜部34。例如，如图1以及图4示出，倾斜部34从第一壳体2的一面的边缘部分沿半径方向形成至中心部，并且形成为倾斜面。为了迅速地去除流体流入第一风箱12侧时剩余的气体，从而设置倾斜部34。
风箱12、16通常以金属构成。平板24是具有一定厚度的板，对于其形状不加以特别限定，为了简化附图，以圆形示出。
根据本发明的一实施例，如图2示出，平板24上可以形成有孔40。如图3a示出，第一风箱12和多个第二风箱16没有设置在同一轴上，所以在平板24的厚度部可以沿斜线方向形成孔40。通过孔40，第一风箱12与多个第二风箱16中的至少一个第二风箱16连通，从而可以从第一风箱12侧向第二风箱16侧更加顺利地供给流体。
根据本发明的压力补偿式负荷传递装置的作用以及原理如下。
第二轴14连接于驱动器或者振动器等产生运动的外部设备，从而传递至第二轴14的运动传递至平板24。传递至平板24的运动传递至第一轴10，将该运动传递至第一轴10周围的其它的系统。
如图5示出，第一壳体2的左侧部相当于高压区域，其右侧部相当于低压区域。第一风箱12将从高压区域通过高压作用孔32作用的高压转换为负荷，并传递至平板24，起到在产生运动的期间阻止流体泄露到低压区域的作用。从高压区域通过高压流路38的高压流体传递至多个第二风箱16，负荷通过多个第二风箱16传递至平板24。并且，第二风箱16起到在产生运动期间阻止流体泄露到低压区域的作用。平板24与第一轴以及第二轴、风箱以及柔性梁连接，从而能够将低压区域中的运动有效地传递至高压区域。
如图6示出，由于高压，第一风箱12向平板24提供FF1的力，通过高压流路38传递的高压，通过提供给多个第二风箱16的力FF2向平板24提供相反方向的力。这时，第一风箱12的面积被设计成与多个第二风箱16的总面积相同，从而以第一风箱12的面积为基准生成的力FF1与FF2相同。
并且，带来运动方向的影响的刚性以高压流体的衰减和风箱的刚性之和表示，如数学式1相同。
数学式1
mx”+cx'+[kB(1)+kB(2)]x＝F
其中，m表示位于风箱中的流体中运动的流体以及系统的质量，c表示位于风箱的流体以及系统衰减，kB(1)表示第一风箱的刚性，kB(2)表示第二风箱的刚性，F表示在移动的方向提供的负荷，x表示平板24的位移，x'表示平板24的速度，x”表示平板24的加速度。
其中，如果设置弹簧和柔性梁，则弹簧20向柔性梁18提供压缩力，柔性梁18连接于平板24，从而通过弹簧20接受到压力时，向运动的方向提供负刚度。通过向与柔性梁18连接的螺旋弹簧20提供压缩力，从而运动侧方向的刚性如数学式2所示，低于数学式1的刚性，从而起到降低运动的最小负荷的效果。
数学式2
mx”+cx'+[kB(1)+kB(2)-kf]x＝F
其中，kf表示运动的方向上由于柔性梁压缩力而产生的刚性。
因此，根据本发明的压力补偿式负荷传递装置被设计成通过作用于风箱的静负荷形成力平衡，利用柔性梁的负刚度更加有效地传递负荷。
并且，在本发明中，通过调节弹簧压缩力调节螺丝22，向柔性梁手动提供压缩力，但是，还可以使用与高压部连接的额外的风箱或者第三风箱42代替螺旋弹簧20，基于从高压部传递的压力，以能动方式调节柔性梁的压缩力。即、基于高压侧的压力可以使用风箱作为能动地向柔性梁提供压缩力的手段。
以上说明的本发明不限定于所述的实施例以及附图，本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以实施各种置换、变形以及变更。
附图标记
1、3：压力补偿式负荷传递装置
2：第一壳体
4：第二壳体
6：固定部
8：连接部
10：第一轴
12：第一风箱
14：第二轴
16：第二风箱
18：柔性梁
20：弹簧
22：弹簧压缩力调节螺丝
24：平板
24a：第二面
24b：第一面
32：高压作用孔
34：倾斜部
36：流入口
38：高压流路
40：高压通道
42：第三风箱

Claims (4)

1.一种压力补偿式负荷传递装置，其包括：
平板，在其一个表面竖直设置有第一轴，在其另一侧表面竖直设置有第二轴，所述第二轴与所述第一轴位于同轴；
第一风箱，具有以围绕所述第一轴的方式设置在其一侧的开口部，其另一侧固定于所述平板设置有所述第一轴的表面；
多个第二风箱，分别在其一端具有开口部，其另一端固定于所述平板设置有所述第二轴的表面；
壳体，设置有与所述第一风箱的一侧的所述开口部连通的高压作用孔、以及以与所述第二风箱的所述开口部连通的方式与所述高压作用孔设置于相同的面的高压流路，所述平板被收容在所述壳体内，以便能够前后移动；
至少一对弹簧，以相对于所述壳体中的所述平板对称的方式设置在所述壳体上；
至少一对柔性梁，分别具有与所述至少一对弹簧中相应的一方连接的一端，和与所述平板连接的另一端；以及
至少一对弹簧压缩力调节装置，连接于所述至少一对弹簧。
2.根据权利要求1所述的压力补偿式负荷传递装置，还包括：倾斜部，设置于所述壳体设置有所述高压作用孔和所述高压流路的一个表面，所述倾斜部具有从所述壳体的所述一个表面的周边向中央部径向延伸的斜面。
3.根据权利要求1所述的压力补偿式负荷传递装置，其中，
所述平板设置有孔，容许所述第一风箱与所述多个第二风箱中的至少一个第二风箱流体连通。
4.根据权利要求1所述的压力补偿式负荷传递装置，还包括：
至少一对第三风箱，以相对于所述壳体中的所述平板对称的方式设置于所述壳体；
至少一对柔性梁，分别具有与所述至少一对第三风箱中相应的一方连接的一端、和与所述平板连接的另一端；以及
至少一对高压通道，分别连接于所述至少一对第三风箱。
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