CN109854566B - 一种可调节行程的气缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动装置领域，具体涉及一种可调节行程的气缸装置，包括工作缸体、设在工作缸体中的工作运动组件、与工作缸体固定连接的限位缸体、设在限位缸体中的限位运动组件和设在限位缸体外的限位件，限位运动组件包括限位杆以及用于驱动限位杆的工作驱动结构，工作运动组件包括贯穿限位杆并与限位件固定连接的工作杆以及用于驱动工作杆的限位驱动结构，限位杆朝向限位件的方向伸出限位缸体时，限制工作杆带动限位件移动的距离。通过与限位杆的配合使用，工作杆能够实现两种不同的行程。

Description

一种可调节行程的气缸装置

技术领域

本发明涉及驱动装置领域，具体涉及一种可调节行程的气缸装置。

背景技术

在自动化领域中，很多直线运动体需要行进，并停在3个或者4个确定位置，且从一个位置直线运动到另一个位置的过程中需要维持一定的同方向推力。其中，多数运动体需要停在3个位置并在3个位置之间相互切换，而气缸推动因为出力稳定且控制简单在自动化领域得到广泛应用，但一个标准气缸通常只能完成伸出和缩回两个动作并且只能停在前后两个极限位置。

为了适应伸出行程可调的需求，参考图1，现有提供一种可手动调整伸出行程的气缸，气缸的活塞杆12为两端出杆形式，其中用于调整行程的一端有较长螺纹，在该螺纹处锁紧固定一个限位件14。当需要缩短部分伸出行程时，通过人工提前把该端活塞杆12拧入限位件14螺纹的更深位置，使得当气缸伸出时限位件14装上气缸后端盖而内部活塞13仍移动到气缸筒11前端极限位置，从而达到限制部分伸出行程的位置。但该方式实际是把一个长行程气缸通过提前手动调整限位件14的位置变成了一个短行程的气缸，只能达到停两个更近距离的位置；并且，通过手拧方式容易造成位置的不精确。

为实现气缸驱动之后自动能停多个位置，现有给出了以下另外两种方法，参考图2，其中一种方法用两个气缸反向串联，即是缸筒21朝向相反，这两个行程不一样气缸的分别独立伸出和缩回组合可以实现气缸两端被连接物体间距有4种位置状态。但通常被驱动直线运动的物体都有自身的直线运动轨道，这就要求这两个气缸的伸缩轨迹需要与物体运动轨道保持平行，实际使用中因为安装方向不确定就还需要要求这两个气缸活塞杆22的活塞轴完全同心同轴，否则会造成气缸端盖与活塞杆22间径向不均匀磨损，最终造成气缸密封失效。而生产制造中两个活塞轴完全同心同轴是较难实现的，所以通常这种气缸的使用寿命会比较短。参考图3，另外一种方法是由两个气缸同向串联，即是缸筒31朝向相同，后一个气缸在通入气压高于前一个气缸的工作气压，后一个气缸的活塞杆32伸入前一个气缸的后半缸内，这样让前端气缸的缩回位置受到限制，从而可以让前端气缸的活塞33除了停在完全伸出、完全缩回的位置外，还可以停在中间的某限制位置。这种方法是限制了气缸缩回的行程，活塞杆32伸出的位置没有改变，但在实际使用中很多应用是要求气缸活塞33缩回的位置固定，而活塞杆32伸出的位置有两个位置，这种同向串联气缸要实现伸出位置调节，只能是在前端气缸缩回进气口通入有一定压力的压缩空气，以此维持前端气缸活塞33跟随贴紧后部气缸的活塞杆32前端。而后端气缸产生的向前推力需要克服前端气缸缩回的推力和推动被驱动物体向前的阻力，这就要求后端气缸伸出进气口通入的压缩空气比前端气缸所用压力高很多，如果是上下垂直安装这一方式供气压力要求更复杂，在高压气源长久供应情况下运行后端气缸有失效风险，而且前后两个活塞33是独立体靠前后端气缸压力让其频繁大力接触，接触部位会有快速磨损的风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种可调节行程的气缸装置，解决现有手动气缸装置缩短原有气缸行程，并行程控制不够精确，以及，现有自动气缸装置不够可靠，容易损坏，需要两个同心同轴的气缸共同配合才能调节行程的问题。

为解决该技术问题，本发明提供一种可调节行程的气缸装置，所述气缸装置包括工作缸体、设在工作缸体中的工作运动组件、与工作缸体固定连接的限位缸体、设在限位缸体中的限位运动组件和设在限位缸体外的限位件，所述限位运动组件包括限位杆以及用于驱动限位杆的工作驱动结构，所述工作运动组件包括贯穿限位杆并与限位件固定连接的工作杆以及用于驱动工作杆的限位驱动结构，所述限位杆朝向限位件的方向伸出限位缸体时，限制工作杆带动限位件移动的距离。

其中，较佳方案是：所述工作运动组件还包括套设在工作杆上并与工作驱动结构驱动连接的工作活塞，所述工作驱动结构驱动工作活塞移动，所述工作活塞带动工作杆移动；所述限位运动组件还包括套设在限位杆上并与限位驱动结构驱动连接的限位活塞，所述限位驱动结构带动限位活塞移动，所述限位活塞带动限位杆移动。

其中，较佳方案是：所述工作杆和限位杆同轴设置。

其中，较佳方案是：所述工作缸体设有工作腔，所述工作活塞设在工作腔中，所述工作腔上设有位于工作活塞一侧的第一腔口和位于工作活塞另一侧的第二腔口，所述工作驱动机构包括连接第一腔口和第二腔口的工作气源，所述工作气源朝向第一腔口通气，推动工作活塞朝向第二腔口移动，所述工作气源朝向第二腔口通气，推动工作活塞朝向第一腔口移动。

其中，较佳方案是：所述工作活塞的最外边与工作腔的腔壁相互抵靠。

其中，较佳方案是：所述限位缸体设有限位腔，所述限位活塞设在限位腔中，所述限位腔上设有位于限位活塞一侧的第三腔口和位于限位活塞另一侧的第四腔口，所述限位驱动机构包括连接第三腔口和第四腔口的限位气源，所述限位气源朝向第三腔口通气，推动限位活塞朝向第四腔口移动，所述限位气源朝向第四腔口通气，推动限位活塞朝向第三腔口移动。

其中，较佳方案是：所述限位活塞的最外边与限位腔的腔壁相互抵靠。

其中，较佳方案是：所述工作气源给予工作活塞的作用力小于所述限位气源给予限位活塞的作用力。

其中，较佳方案是：所述气缸装置还包括连接件，所述连接件一端固定连接工作缸体，另一端固定连接限位缸体。

其中，较佳方案是：所述气缸装置还包括缓冲件，所述缓冲件设在限位件和限位运动组件之间。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种可调节行程的气缸装置，限位杆朝向限位件的方向伸出限位缸体之后，工作杆朝向与限位杆运动方向相反的方向伸出工作缸体，由于限位杆与限位件相互抵触，从而限制了工作杆的伸出行程，如此一来，通过与限位杆的配合使用，工作杆能够实现两种不同的行程；通过工作驱动结构驱动工作活塞，工作活塞再带动工作杆移动，以及，通过限位驱动结构驱动限位活塞，限位活塞再带动限位杆移动，运动方式稳定可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是现有手动调节行程的气缸装置的示意图；

图2是现有自动调节行程的双气缸反向串联的气缸装置的示意图；

图3是现有自动调节行程的双气缸同相串联的气缸装置的示意图；

图4是本发明未限制行程的气缸装置的示意图；

图5是本发明限制行程的气缸装置的示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图4和图5所示，本发明提供一种可调节行程的气缸装置的优选实施例。

具体地，参考图4，一种可调节行程的气缸装置，所述气缸装置包括工作缸体1、设在工作缸体1中的工作运动组件、与工作缸体1固定连接的限位缸体4、设在限位缸体4中的限位运动组件和设在限位缸体4外的限位件7。此处需要说明的是，上述的工作运动组件设在工作缸体1中，指的是工作运动组件设在工作缸体1上，可部分穿出工作缸体1，并非指的是工作运动组件所有部分都在工作缸体1的内部；同理，上述的限位运动组件设在限位缸体4中，指的是限位运动组件设在限位缸体4上，可部分穿出限位缸体4，并非指的是限位运动组件所有部分都在限位缸体4的内部。

其中，参考图4，所述限位运动组件包括限位杆6以及用于驱动限位杆6的限位驱动结构，所述限位缸体4设有限位中空腔，所述限位杆6设在限位中空腔中，所述工作运动组件包括贯穿限位杆6并与限位件7固定连接的工作杆3以及用于驱动工作杆3的工作驱动结构，所述工作缸体1设有工作中空腔，所述工作杆3设在工作中空腔中。在限位驱动结构的驱动作用下，所述限位杆6可自由移动，其部分可穿出限位缸体4的两端，在工作驱动结构的驱动作用下，所述工作杆3亦可自由移动，同时带动限位件7移动。并且，所述工作杆3的横截面积小于所述限位杆6的中空部分的横截面积，所述工作杆3的移动并不会影响限位杆6的移动。所述限位驱动结构驱动限位杆6朝向限位件7的方向伸出限位缸体4时，限制工作杆3带动限位件7移动的距离；详细来说，若是工作驱动结构驱动工作杆3朝向与限位杆6的运动方向相反的方向移动，可带动限位件7同步移动，当限位件7与限位杆6相互抵触之后，所述工作杆3无法继续移动。如此一来，参考图4，所述限位杆6不朝向限位件7移动时，所述工作杆3可完全伸出第一行程，参考图5，所述限位杆6朝向限位件7移动时，所述工作杆3可完全伸出第二行程，两者行程相差限位杆6自身的运动行程。所述工作杆3一端与运动物体相互抵触或者固定连接之后，所述工作杆3可驱动运动物体移动第一行程或者第二行程。所述气缸装置无论是垂直放置或者水平放置，均能够达到调节工作杆3行程的目的。

值得一提的是，所述限位件7与限位中空腔的对应面的面积大于限位中空腔的截面面积，保证工作活动杆带动限位件7移动时，所述限位件7不会进入限位中空腔。

在本实施例中，若是工作杆3的长度不够，可固定连接一延长杆，增加其长度，所述限位件7固定安装在延长杆上。此外，所述限位件7可通过螺纹固定方式与工作杆3或者延长杆固定连接，或者可通过夹件固定方式与工作杆3或者延长杆固定连接，此处不一一赘述。

进一步地，参考图4，所述工作运动组件还包括套设在工作杆3上的工作活塞2，所述工作驱动结构与工作活塞2驱动连接，所述工作驱动结构驱动工作活塞2移动，所述工作活塞2带动工作杆3移动；所述限位运动组件还包括套设在限位杆6上的限位活塞5，所述限位驱动结构与限位活塞5驱动连接，所述限位驱动结构带动限位活塞5移动，所述限位活塞5带动限位杆6移动。优选地，所述工作杆3和限位杆6同轴设置，可保证工作杆3和限位杆6的直线运动精度以及提高工作杆3和限位杆6的运动稳定性。

再进一步地，参考图4，所述工作缸体1设有工作腔101，所述工作活塞2设在工作腔101中，所述工作腔101上设有位于工作活塞2一侧的第一腔口和位于工作活塞2另一侧的第二腔口，具体如图4所示，设定第一腔口位于工作腔101的下方，以及设定第二腔口位于工作腔101的上方。

所述工作驱动机构包括连接第一腔口和第二腔口的工作气源，当然，与第一腔口和第二腔口连接的工作气源可以分别单独设置。参考图4，所述工作驱动机构还包括呈“L”型设置的第一通气管102和第二通气管103，所述第一通气管102一端连接第一腔口，另一端连接工作气源；所述第二通气管103一端连接第二腔口，另一端连接工作气源。

所述工作气源通过第二通气管103朝向第二腔口通气，推动工作活塞2朝向第一腔口的方向移动，直到工作活塞2撞到第一腔口一侧的腔壁，所述工作活塞2带动工作杆3朝向第一腔口的方向移动，具体如图4所示，所述工作杆3从上方朝向下方移动，即是工作杆3伸出工作缸体1。所述工作气源通过第一通气管102朝向第一腔口通气，推动工作活塞2朝向第二腔口的方向移动，直到工作活塞2撞到第二腔口一侧的腔壁，所述工作活塞2带动工作杆3朝向第二腔口的方向移动，具体如图4所示，所述工作杆3从下方朝向上方移动，即是工作杆3缩回工作缸体1。

优选地，参考图4，所述工作活塞2的最外边与工作腔101的腔壁相互抵靠，此时，所述工作气源往第一腔口通气时，气体都吹向工作活塞2，将作用力提高到最大化，不会存在部分气体透过工作活塞2的情况，从而能够轻易推动工作活塞2朝向第二腔口的方向移动；同理，所述工作气源往第二腔口通气时，气体同样都吹向工作活塞2，将作用力提高到最大化，不会存在部分气体透过工作活塞2的情况，从而能够轻易推动工作活塞2朝向第一腔口的方向移动。

更进一步地，参考图4，所述限位缸体4设有限位腔401，所述限位活塞5设在限位腔401中，所述限位腔401上设有位于限位活塞5一侧的第三腔口和位于限位活塞5另一侧的第四腔口，具体如图4所示，设定第三腔口位于限位腔401的下方，以及设定第四腔口位于限位腔401的上方。

所述限位驱动机构包括连接第三腔口和第四腔口的限位气源，当然，与第三腔口和第四腔口连接的限位气源可以分别单独设置。参考图4，所述限位驱动机构还包括呈“L”型设置的第三通气管402和第四通气管403，所述第三通气管402一端连接第三腔口，另一端连接限位气源；所述第四通气管403一端连接第四腔口，另一端连接限位气源。所述限位气源和工作气源可为同一气源，或者为分别独立设置的不同气源。

所述限位气源通过第四通气管403朝向第四腔口通气，推动限位活塞5朝向第三腔口的方向移动，直到限位活塞5撞到第三腔口一侧的腔壁，所述限位活塞5带动限位杆6朝向第三腔口的方向移动，具体如图4所示，所述限位杆6从上方朝向下方移动，即是限位杆6伸出限位缸体4。所述限位气源通过第三通气管402朝向第三腔口通气，推动限位活塞5朝向第四腔口的方向移动，直到限位活塞5撞到第四腔口一侧的腔壁，所述限位活塞5带动限位杆6朝向第四腔口的方向移动，具体如图4所示，所述限位杆6从下方朝向上方移动，即是限位杆6缩回限位缸体4。

优选地，参考图4，所述限位活塞5的最外边与限位腔401的腔壁相互抵靠，此时，所述限位气源往第三腔口通气时，气体都吹向限位活塞5，将作用力提高到最大化，不会存在部分气体透过限位活塞5的情况，从而能够轻易推动限位活塞5朝向第四腔口的方向移动；同理，所述限位气源往第四腔口通气时，气体同样都吹向限位活塞5，将作用力提高到最大化，不会存在部分气体透过限位活塞5的情况，从而能够轻易推动限位活塞5朝向第三腔口的方向移动。

在此，具体描述气缸装置的工作流程：

参考图4，所述限位活塞5不移动，所述限位活塞5也不移动，所述限位活塞5的下方部分伸出限位缸体4，所述限位活塞5的上方未伸出限位缸体4，此时，所述工作气源朝向第二腔口通气，所述工作活塞2朝向下方移动，直到撞到工作腔101的下腔壁后停止，所述工作活塞2带动工作杆3朝向下方移动，所述工作杆3可推动运动物体行进。随后，所述工作气源朝向第一腔口通气，所述工作活塞2朝向上方移动，直到撞到工作腔101的上腔壁后停止，所述工作活塞2带动工作杆3朝向上方移动，完成复位。

参考图5，所述限位气源朝向第三腔口通气，所述限位活塞5朝向上方移动，直到撞到限位腔401的上腔壁后停止，所述限位活塞5带动限位杆6朝向上方移动。随后，所述工作气源朝向第二腔口通气，所述工作活塞2朝向下方移动，直到限位件7撞到限位杆6的上端后停止，所述工作活塞2带动工作杆3朝向下方移动，所述工作杆3可推动运动物体行进。需要说明的是，所述工作气源给予工作活塞2的作用力小于所述限位气源给予限位活塞5的作用力，避免限位件7推动限位杆6朝向下方移动，从而保证工作杆3受限定之后移动的距离准确无误。然后，所述工作气源朝向第一腔口通气，所述工作活塞2朝向上方移动，直到撞到工作腔101的上腔壁后停止，所述工作活塞2带动工作杆3朝向上方移动。并且，所述限位气源朝向第四腔口通气，所述限位活塞5朝向下方移动，直到撞到限位腔401的下腔壁后停止，所述限位活塞5带动限位杆6朝向下方移动，完成复位。

进一步地，参考图4，所述气缸装置还包括连接件8，所述连接件8一端固定连接工作缸体1，另一端固定连接限位缸体4。所述连接件8的形状不做特定限制，只需能够固定连接工作缸体1与限位缸体4即可。如此一来，只需选择两个合适的气缸，简单其中一个气缸的活塞杆改造成中空结构，再通过连接件8将两者结合成一体，即可形成所述气缸装置。

再进一步地，参考图4，所述气缸装置还包括缓冲件9，所述缓冲件9设在限位件7和限位运动组件之间。详细来说，以图4为例，所述缓冲件9可固定安装在限位件7的下方，或者，所述缓冲件9可固定安装在限位杆6的上端，亦或者，所述缓冲件9可套在位于限位件7与限位杆6之间的部分活动活塞杆上并且不做固定处理。当工作杆3带动限位件7朝向限位杆6移动时，所述限位件7撞向缓冲件9而非限位杆6，能够避免限位件7和限位杆6受到损坏，提高限位件7和限位杆6的使用寿命，也能够避免产生噪音。

在本实施例中，所述气缸装置可由两个普通标准气缸组成，无需限制气缸的外形，气缸为圆形或者方形均可，只需将限位杆6设成空心结构，所述限位杆6或者工作杆3是否同心同轴均可，制造安装要求低，不需要超常的工作气压，也不会产生异常磨损，使用稳定性高，使用寿命长。并且，所述工作杆3对运动物体输出的推力或者拉力均恒定，可通过调节工作气源的气压调整出力大小，适用于一些推力和拉力要求严格的场合，所述工作杆3也就能够行进不同的行程，带动运动物体行进不同的行程。或者，可调节限位件7在工作杆3上的位置，也就等同于调节工作杆3的行程，所述工作杆3可驱动运动物体行进不同的行程。亦或者，调整限位杆6的伸出长度，以及调整限位腔401的长度，均是能够调节工作杆3的的行程。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可调节行程的气缸装置，其特征在于：所述气缸装置包括工作缸体、设在工作缸体中的工作运动组件、与工作缸体固定连接的限位缸体、设在限位缸体中的限位运动组件和设在限位缸体外的限位件，所述限位运动组件包括限位杆以及用于驱动限位杆的工作驱动结构，所述工作运动组件包括贯穿限位杆并与限位件固定连接的工作杆以及用于驱动工作杆的限位驱动结构，所述限位杆朝向限位件的方向伸出限位缸体时，限制工作杆带动限位件移动的距离；所述工作杆的横截面积小于所述限位杆内孔的横截面积；

所述限位运动组件还包括套设在限位杆上并与限位驱动结构驱动连接的限位活塞，所述限位驱动结构带动限位活塞移动，所述限位活塞带动限位杆移动，所述限位缸体设有限位腔，所述限位活塞设在限位腔中；

所述限位活塞移动至限位腔底部时，所述限位杆顶部高于限位腔顶部；所述限位活塞移动至限位腔顶部时，所述限位杆底部低于限位腔底部。

2.根据权利要求1所述的气缸装置，其特征在于：所述工作运动组件还包括套设在工作杆上并与工作驱动结构驱动连接的工作活塞，所述工作驱动结构驱动工作活塞移动，所述工作活塞带动工作杆移动。

3.根据权利要求2所述的气缸装置，其特征在于：所述工作杆和限位杆同轴设置。

4.根据权利要求2所述的气缸装置，其特征在于：所述工作缸体设有工作腔，所述工作活塞设在工作腔中，所述工作腔上设有位于工作活塞一侧的第一腔口和位于工作活塞另一侧的第二腔口，所述工作驱动机构包括连接第一腔口和第二腔口的工作气源，所述工作气源朝向第一腔口通气，推动工作活塞朝向第二腔口移动，所述工作气源朝向第二腔口通气，推动工作活塞朝向第一腔口移动。

5.根据权利要求4所述的气缸装置，其特征在于：所述工作活塞的最外边与工作腔的腔壁相互抵靠。

6.根据权利要求4所述的气缸装置，其特征在于：所述限位腔上设有位于限位活塞一侧的第三腔口和位于限位活塞另一侧的第四腔口，所述限位驱动机构包括连接第三腔口和第四腔口的限位气源，所述限位气源朝向第三腔口通气，推动限位活塞朝向第四腔口移动，所述限位气源朝向第四腔口通气，推动限位活塞朝向第三腔口移动。

7.根据权利要求6所述的气缸装置，其特征在于：所述限位活塞的最外边与限位腔的腔壁相互抵靠。

8.根据权利要求6所述的气缸装置，其特征在于：所述工作气源给予工作活塞的作用力小于所述限位气源给予限位活塞的作用力。

9.根据权利要求1至8任一所述的气缸装置，其特征在于：所述气缸装置还包括连接件，所述连接件一端固定连接工作缸体，另一端固定连接限位缸体。

10.根据权利要求9所述的气缸装置，其特征在于：所述气缸装置还包括缓冲件，所述缓冲件设在限位件和限位运动组件之间。

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