CN110005654A - 动力输出装置和设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于动力输出设备领域，具体提供一种动力输出装置。本发明旨在解决现有的螺旋式摆动油缸的输出轴不能精确地停止在其角度行程中间的特定位置的问题。为此，本发明的动力输出装置包括具有第一容腔和第一通道的第一壳体、具有第二容腔和第二通道的第二壳体、设置在第一容腔中的第一活塞、设置在第二容腔中的第二活塞和与第二活塞驱动连接的动力输出杆。其中，第一容腔的直径大于第二容腔的直径，以使第二活塞能够滑入第一容腔中；使第一活塞能够与第二壳体抵接，止挡第二活塞滑入第一容腔。本发明具有上述结构的动力输出装置能够通过第一活塞将第二活塞止挡在行程中间的位置，并因此使动力输出杆能够精确地停留在该位置。

Description

动力输出装置和设备

技术领域

本发明属于动力输出设备领域，具体提供一种动力输出装置和设备。

背景技术

螺旋式摆动油缸主要包括壳体、活塞和输出轴，螺旋式摆动油缸能够通过斜螺纹啮合的形式将活塞的直线运动转成输出轴的摆动(旋转)运动。具体地，壳体上设置有两个油孔，当通过第一个油孔向壳体内注入液压油时，液压油推动活塞朝第一方向移动，移动的活塞驱动输出轴朝顺时针方向转动；当通过第二个油孔向壳体内注入液压油时，液压油推动活塞朝与第一方向相反的第二方向移动，移动的活塞驱动输出轴朝逆时针方向转动。

但是，现有的螺旋式摆动油缸在使用的过程中只有两个位置状态，即，输出轴的角度行程的两个末端(或活塞的直线行程的两个末端)。为了使输出轴能够在其角度行程的两个末端之间停顿，通常采用的技术手段是控制液压油的供给，但即便如此也无法使输出轴精确地停止在特定的位置。

相应地，本领域需要一种新的动力输出装置来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的螺旋式摆动油缸的输出轴不能精确地停止在其角度行程中间的特定位置的问题，本发明提供了一种动力输出装置，所述动力输出装置包括第一壳体、第二壳体、第一活塞、第二活塞、动力输出杆和止挡结构，所述第一壳体和所述第二壳体固定连接或一体制成；所述第一壳体包括形成在其内的第一容腔和形成在其上的第一通道，所述第一通道的一端与所述第一容腔连通，所述第一通道的另一端通向所述第一壳体的外侧；所述第二壳体包括形成在其内并且与所述第一容腔对准的第二容腔和形成在其上的第二通道，所述第二通道的一端与所述第二容腔连通，所述第二通道的另一端通向所述第二壳体的外侧；所述第一活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第一容腔内；所述第二活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第二容腔内；所述动力输出杆与所述第二活塞驱动连接，所述动力输出杆能够随着所述第二活塞的轴向移动而转动和/或移动；所述止挡结构形成在所述第一容腔和所述第二容腔之间，并且与所述第一活塞相干涉；其中，所述第一通道用于通入第一传压介质，以使所述第一活塞在所述第一传压介质的作用下朝所述第二容腔移动并与所述止挡结构相抵；所述第二通道用于通入第二传压介质，以使所述第二活塞在所述第二传压介质的作用下朝所述第一容腔移动并能够选择性地推动所述第一活塞远离所述止挡结构。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一容腔的直径大于所述第二容腔的直径，所述止挡结构是形成在所述第一容腔与所述第二容腔之间的环形端面。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；所述第二活塞上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的侧壁上设置有第二内螺纹，所述动力输出杆上设置有第二外螺纹，所述动力输出杆穿过所述螺纹孔并通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹咬合到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二活塞包括沿轴向分布的活塞部和导向部，所述活塞部与所述第二容腔的侧壁抵接，所述第一外螺纹设置在所述导向部上。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一内螺纹与所述第二内螺纹的旋向相反。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向固定的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；所述第二活塞上设置有非圆形孔，所述动力输出杆包括与所述非圆形孔匹配的非圆形柱段，所述非圆形柱段穿过所述非圆形孔，以使第二活塞与所述动力输出杆能够同步转动并使所述第二活塞能够相对于所述动力输出杆沿轴向可移动。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述非圆形孔是具有内花键的孔结构，所述非圆形柱段是具有外花键的柱结构，所述内花键与所述外花键相啮合。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向固定的方式与所述第二壳体连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二壳体内设置有第一导向结构，所述第二活塞上设置有第二导向结构，所述第一导向结构和所述第二导向结构嵌合到一起；所述第二活塞上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的侧壁上设置有内螺纹，所述动力输出杆上设置有外螺纹，所述动力输出杆穿过所述螺纹孔并通过所述外螺纹与所述内螺纹咬合到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一导向结构是内花键，所述第二导向结构是外花键；或者，所述第一导向结构是凹槽结构，所述第二导向结构是凸起结构；或者，所述第一导向结构是凸起结构，所述第二导向结构是凹槽结构。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二活塞包括沿轴向分布的活塞部和导向部，所述活塞部与所述第二容腔的侧壁抵接，所述第二导向结构设置在所述导向部上。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出杆的一端与所述第二活塞固定连接；并且/或者，所述动力输出杆以沿轴向可移动的方式与所述第二壳体连接到一起。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第二壳体上还设置有第三通道，所述第三通道的一端与所述第二容腔连通，所述第三通道的另一端通向所述第二壳体的外侧；所述第二通道用于通入第二传压介质，以使所述第二活塞在所述第二传压介质的作用下恢复到最初的位置。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一通道的所述一端位于所述第一容腔远离所述第二容腔的一侧，所述第二通道的所述一端位于所述第二容腔远离所述第一容腔的一侧，所述第三通道的所述一端位于所述第二容腔靠近所述第一容腔的一侧。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一传压介质是液体或气体；并且/或者，第二传压介质是液体或气体。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一壳体和所述第一活塞之间的第一密封圈；并且/或者，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二壳体和所述第二活塞之间的第二密封圈。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二壳体和所述动力输出杆之间的第三密封圈和/或第一轴承。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一活塞和所述动力输出杆之间的第四密封圈。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一壳体和所述动力输出杆之间的第五密封圈和/或第二轴承。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二活塞和动力输出杆之间的第六密封圈。

在上述动力输出装置的优选技术方案中，所述第一活塞轴向上的至少一端设置有凸起结构；并且/或者，所述第二活塞轴向上的至少一端设置有凸起结构。

此外，本发明还提供了一种设备，所述设备包括上述优选技术方案中任一项所述的动力输出装置。

在上述设备的优选技术方案中，所述设备是锚杆钻机或锚杆台车。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过设置与第二壳体固定连接或一体制成的第一壳体，在第一壳体上设置第一容腔和第一通道，在第二壳体上设置第二容腔和第二通道，并在第一容腔和第二容腔之间设置止挡结构，在第一容腔内设置第一活塞，在第二容腔内设置第二活塞，使动力输出杆与第二活塞驱动连接，使得动力输出杆和第二活塞能够具有三个停止位。其中，第一停止位位于第二容腔远离第一容腔的一侧，第二停止位位于第一容腔远离第二容腔的一侧，第三停止位位于所述止挡结构附近。

具体地，先向第一通道中通入第一传压介质时，使第一传压介质驱动第一活塞朝第二容腔移动并与止挡结构相抵，此时将第一传压介质加压到预设压力。然后向第二通道中通入第二传压介质，使第二活塞朝第一容腔移动，直至第二活塞移动到第三停止位与第一活塞相抵。由于第一传压介质的存在，第二活塞只能移动到第三停止位而无法继续朝第一容腔移动。如果需要第二活塞继续朝第一容腔移动，则将第一容腔中的第一传压介质泄压或排空，使第二活塞推动第一活塞共同朝远离第二容腔的方向移动，直至到达第二停止位。

本领域技术人员能够理解的是，由于第一活塞的存在，本发明的第二活塞既能够精确地停止在第三停止位(第一停止位和第二停止位之间的位置)，也能够顺利移动到第一停止位和第二停止位，满足了用户的使用需求。本发明的动力输出装置作为螺旋式摆动油缸时，能够使螺旋式摆动油缸具有三个停止位，满足了用户的使用需求。

优选地，所述第一容腔的直径大于所述第二容腔的直径，所述止挡结构是形成在所述第一容腔与所述第二容腔之间的环形端面。

进一步优选地，所述第一传压介质和所述第二传压介质都是液压油。

方案1、一种动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置包括第一壳体、第二壳体、第一活塞、第二活塞、动力输出杆和止挡结构，

所述第一壳体和所述第二壳体固定连接或一体制成；

所述第一壳体包括形成在其内的第一容腔和形成在其上的第一通道，所述第一通道的一端与所述第一容腔连通，所述第一通道的另一端通向所述第一壳体的外侧；

所述第二壳体包括形成在其内并且与所述第一容腔对准的第二容腔和形成在其上的第二通道，所述第二通道的一端与所述第二容腔连通，所述第二通道的另一端通向所述第二壳体的外侧；

所述第一活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第一容腔内；

所述第二活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第二容腔内；

所述动力输出杆与所述第二活塞驱动连接，所述动力输出杆能够随着所述第二活塞的轴向移动而转动和/或移动；

所述止挡结构形成在所述第一容腔和所述第二容腔之间，并且与所述第一活塞相干涉；

其中，所述第一通道用于通入第一传压介质，以使所述第一活塞在所述第一传压介质的作用下朝所述第二容腔移动并与所述止挡结构相抵；所述第二通道用于通入第二传压介质，以使所述第二活塞在所述第二传压介质的作用下朝所述第一容腔移动并能够选择性地推动所述第一活塞远离所述止挡结构。

方案2、根据方案1所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一容腔的直径大于所述第二容腔的直径，所述止挡结构是形成在所述第一容腔与所述第二容腔之间的环形端面。

方案3、根据方案2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；

所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

方案4、根据方案3所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；

所述第二活塞上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的侧壁上设置有第二内螺纹，所述动力输出杆上设置有第二外螺纹，所述动力输出杆穿过所述螺纹孔并通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹咬合到一起。

方案5、根据方案4所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二活塞包括沿轴向分布的活塞部和导向部，所述活塞部与所述第二容腔的侧壁抵接，所述第一外螺纹设置在所述导向部上。

方案6、根据方案4所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一内螺纹与所述第二内螺纹的旋向相反。

方案7、根据方案5所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

方案8、根据方案2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；

所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向固定的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

方案9、根据方案8所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；

所述第二活塞上设置有非圆形孔，所述动力输出杆包括与所述非圆形孔匹配的非圆形柱段，所述非圆形柱段穿过所述非圆形孔，以使第二活塞与所述动力输出杆能够同步转动并使所述第二活塞能够相对于所述动力输出杆沿轴向可移动。

方案10、根据方案9所述的动力输出装置，其特征在于，所述非圆形孔是具有内花键的孔结构，所述非圆形柱段是具有外花键的柱结构，所述内花键与所述外花键相啮合。

方案11、根据方案9所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

方案12、根据方案2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；

所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向固定的方式与所述第二壳体连接到一起。

方案13、根据方案12所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体内设置有第一导向结构，所述第二活塞上设置有第二导向结构，所述第一导向结构和所述第二导向结构嵌合到一起；

所述第二活塞上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的侧壁上设置有内螺纹，所述动力输出杆上设置有外螺纹，所述动力输出杆穿过所述螺纹孔并通过所述外螺纹与所述内螺纹咬合到一起。

方案14、根据方案13所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一导向结构是内花键，所述第二导向结构是外花键；

或者，所述第一导向结构是凹槽结构，所述第二导向结构是凸起结构；

或者，所述第一导向结构是凸起结构，所述第二导向结构是凹槽结构。

方案15、根据方案14所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二活塞包括沿轴向分布的活塞部和导向部，所述活塞部与所述第二容腔的侧壁抵接，所述第二导向结构设置在所述导向部上。

方案16、根据方案14所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

方案17、根据方案2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆的一端与所述第二活塞固定连接；并且/或者，所述动力输出杆以沿轴向可移动的方式与所述第二壳体连接到一起。

方案18、根据方案1至17中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体上还设置有第三通道，所述第三通道的一端与所述第二容腔连通，所述第三通道的另一端通向所述第二壳体的外侧；

所述第二通道用于通入第二传压介质，以使所述第二活塞在所述第二传压介质的作用下恢复到最初的位置。

方案19、根据方案18所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一通道的所述一端位于所述第一容腔远离所述第二容腔的一侧，所述第二通道的所述一端位于所述第二容腔远离所述第一容腔的一侧，所述第三通道的所述一端位于所述第二容腔靠近所述第一容腔的一侧。

方案20、根据方案18所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一传压介质是液体或气体；并且/或者，第二传压介质是液体或气体。

方案21、根据方案1至17中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一壳体和所述第一活塞之间的第一密封圈；

并且/或者，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二壳体和所述第二活塞之间的第二密封圈。

方案22、根据方案3、8、12或17所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二壳体和所述动力输出杆之间的第三密封圈和/或第一轴承。

方案23、根据方案7、11或16所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一活塞和所述动力输出杆之间的第四密封圈。

方案24、根据方案23所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第一壳体和所述动力输出杆之间的第五密封圈和/或第二轴承。

方案25、根据方案1至16中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置还包括沿径向设置所述第二活塞和动力输出杆之间的第六密封圈。

方案26、根据方案1至17中任一项所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一活塞轴向上的至少一端设置有凸起结构；并且/或者，所述第二活塞轴向上的至少一端设置有凸起结构。

方案27、一种设备，其特征在于，所述设备包括方案1至26中任一项所述的动力输出装置。

方案28、根据方案27所述的设备，其特征在于，所述设备是锚杆钻机或锚杆台车。

附图说明

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是在本发明第一实施例中动力输出装置的结构示意图；

图2是沿图1中A-A方向的剖视图；

图3是沿图1中B-B方向的剖视图；

图4是图1中的动力输出装置在第一位置状态下的结构示意图；

图5是图1中的动力输出装置在第二位置状态下的结构示意图；

图6是图1中的动力输出装置在第三位置状态下的结构示意图；

图7是在本发明第二实施例中动力输出装置的结构示意图；

图8是在本发明第三实施例中动力输出装置的结构示意图。

附图标记列表：

1、第一壳体；11、第一容腔；12、第一通道；

2、第二壳体；21、第二容腔；22、第二通道；23、第三通道；24、第一内螺纹；

3、第一活塞；

4、第二活塞；41、第一外螺纹；42、第二内螺纹；

5、动力输出杆；51、第二外螺纹；

6、止挡结构；

71、第一密封圈；72、第二密封圈；73、第三密封圈；74、第四密封圈；75、第五密封圈；76、第六密封圈；

81、第一轴承；82、第二轴承。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，本发明的动力输出装置可以是螺旋式摆动油缸、螺旋式摆动气缸、直线油缸或直线气缸。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参照图1至图6并以螺旋式摆动油缸为例来对本发明的动力输出装置进行详细说明。

如图1所示，本发明的螺旋式摆动油缸主要包括第一壳体1、第二壳体2、第一活塞3、第二活塞4、动力输出杆5和止挡结构6。其中，第一壳体1和第二壳体2固定连接或一体制成。第一壳体1包括形成在其内的第一容腔11和形成在其上的第一通道12，第一通道12的一端与第一容腔11连通，第一通道12的另一端通向第一壳体1的外侧。第二壳体2包括形成在其内并且与第一容腔11对准的第二容腔21和形成在其上的第二通道22，第二通道22的一端与第二容腔21连通，第二通道22的另一端通向第二壳体2的外侧。第一活塞3以沿轴向可移动的方式设置在第一容腔11内，第二活塞4以沿轴向可移动的方式设置在第二容腔内21。动力输出杆5与第二活塞4驱动连接，动力输出杆5能够随着第二活塞4的轴向移动而转动和/或移动。止挡结构6形成在第一容腔11和第二容腔21之间，并且与第一活塞3相干涉。

其中，第一通道12用于通入第一传压介质，以使第一活塞3在第一传压介质的作用下朝第二容腔21移动并与止挡结构6相抵；第二通道22用于通入第二传压介质，以使第二活塞4在第二传压介质的作用下朝第一容腔11移动并能够选择性地推动第一活塞3远离止挡结构6。优选地，第一传压介质和第二传压介质都是液压油，或者本领域技术人员也可以根据需要，将第一传压介质和/或第二传压介质设置成气体或其它液体。

为了使第二活塞4能够恢复到最初的位置，第二壳体2上还设置有第三通道23，第三通道23的一端与第二容腔21连通，第三通道23的另一端通向第二壳体2的外侧。进一步，第一通道12的所述一端位于第一容腔11远离第二容腔21的一侧，第二通道22的所述一端位于第二容腔21远离第一容腔11的一侧，第三通道23的所述一端位于第二容腔21靠近第一容腔11的一侧。

优选地，第一壳体1和第二壳体2一体制成，或者本领域技术人员也可以根据需要，采用任意可行的连接方式将第一壳体1和第二壳体2连接到一起，例如螺栓连接或焊接。第一容腔11和第二容腔21同轴设置，或者在第二活塞4能够滑入第一容腔11的情况下，本领域技术人员也可以根据需要，使第一容腔11和第二容腔21不同轴。

继续参阅图1，第一容腔11的直径大于第二容腔21的直径，使得第一容腔11与第二容腔21之间形成一个环形端面，该环形端面即为止挡结构6。

继续参阅图1，本发明的螺旋式摆动油缸还包括第一密封圈71、第二密封圈72、第三密封圈73、第四密封圈74、第五密封圈75、第六密封圈76、第一轴承81和第二轴承82。其中，第一密封圈71沿径向设置第一壳体1和第一活塞2之间；第二密封圈72沿径向设置第二壳体2和第二活塞4之间；第三密封圈73和第一轴承81分别沿径向设置第二壳体2和动力输出杆5之间；第四密封圈74沿径向设置第一活塞3和动力输出杆5之间；第五密封圈75和第二轴承82分别沿径向设置第一壳体1和动力输出杆5之间；第六密封圈76沿径向设置第二活塞4和动力输出杆5之间。其中，每一个密封圈都用于防止位于其一侧的液压油流到另一侧，每一个轴承都用来支撑动力输出杆5转动。

需要说明的是，为了适用不同的场景，本领域技术人员也可以根据需要，省去第一密封圈71、第二密封圈72、第三密封圈73、第四密封圈74、第五密封圈75、第六密封圈76、第一轴承81和第二轴承82中的一个或多个。

从图1中不难看出，第一轴承81和第二轴承82都是滑动轴承，此外本领域技术人员也可以根据需要，采用其它任意可行的轴承，例如滚珠轴承或滚轴轴承。

继续参阅图1，动力输出杆6以沿轴向固定、沿周向可转动的方式分别与第一壳体1和第二壳体2连接到一起。具体地，第一壳体1远离第二壳体2的一端和第二壳体2远离第一壳体1的一端分别设置有通孔，动力输出杆6分别穿过第一壳体1和第二壳体2上的通孔。进一步，第三密封圈73和第一轴承81都位于第二壳体2的通孔中，第五密封圈75和第二轴承82都位于第一壳体1的通孔中。

进一步，动力输出杆6上设置有轴肩(环形的凸起)，动力输出杆6通过该轴肩沿轴向卡置到第二壳体2内，从而使动力输出杆6与第二壳体2沿轴向固定到一起。具体地，如图1所示地，通过法兰(图中未标示)的形式将动力输出杆6的轴肩卡置到第二壳体2内。

如图1至图3所示，第二活塞4以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与动力输出杆5连接到一起，第二活塞4以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与第二壳体2连接到一起。具体地，第二壳体2内设置有第一内螺纹24，第二活塞4的外圆周面上设置有第一外螺纹41，第二活塞4通过第一外螺纹41与第一内螺纹24咬合到一起。第二活塞4上设置有螺纹孔(图中未标示)，螺纹孔的侧壁上设置有第二内螺纹42，动力输出杆5上设置有第二外螺纹51，动力输出杆5穿过所述螺纹孔并通过第二外螺纹51与第二内螺纹42咬合到一起。

如图1所示，第二活塞4包括沿轴向分布的活塞部(图中未标示)和导向部(图中未标示)。第二密封圈72卡置到形成在所述活塞部外圆周上的环形凹槽(图中未标示)内，使得所述活塞部通过第二密封圈72与第二容腔21的侧壁抵接；第一外螺纹41设置在所述导向部的外圆周面上。第二活塞4的螺纹孔完全贯穿所述活塞部和所述导向部，使得第二内螺纹42也完全贯穿所述活塞部和所述导向部。

虽然图中并没有示出，但是在本发明第一实施例的优选实施方案中，第一内螺纹24与第二内螺纹42的旋向相反(即第一外螺纹41与第二外螺纹51的旋向相反)。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将第一内螺纹24与第二内螺纹42的旋向设置成相同的情形，但是需要将第一内螺纹24和第二内螺纹42螺旋角设置成不同。

下面结合图4至图6来对第一实施例中的螺旋式摆动油缸的工作原理进行说明。

如图4所示，螺旋式摆动油缸处于第一位置状态，从第一通道12向第一容腔11注入第一传压介质，并通过第一传压介质对第一活塞3施加压力，使第一活塞3压紧到止挡结构6上。第二活塞4位于第二容腔21远离第一容腔11的一侧(第一停止位)。

如图5所示，螺旋式摆动油缸处于第二位置状态，从第一通道12向第一容腔11注入第一传压介质，并通过第一传压介质对第一活塞3施加压力，使第一活塞3压紧到止挡结构6上。第二活塞4位于第二容腔21靠近第一容腔11的一侧(第三停止位)，并与第一活塞3相抵。

如图6所示，螺旋式摆动油缸处于第三位置状态，第一容腔11内的第一传压介质泄压，使第一活塞3位于第一容腔11远离第二容腔21的一侧，第二活塞4与第一活塞3相抵(第二停止位)。

当需要第二活塞4精确地停止在图5所示的第三停止位时，从第一通道12向第一容腔11注入第一传压介质，并通过第一传压介质对第一活塞3施加压力，使第一活塞3压紧到止挡结构6上，然后从第二通道22向第二容腔21中通入第二传压介质，使第二传压介质推动第二活塞4向第一活塞3移动，直至与第一活塞3相抵。由于第一传压介质的存在，第二活塞4不能够推动第一活塞3移动，从而使第二活塞4和第一活塞3停留在图5中所示的位置。

在实际应用中，第一传压介质和第二传压介质可以采用相同的液压油，并且由同一个液压泵提供油液，使得第一容腔11和第二容腔21内的液压油在图5中所示状态下的压力相同。由于第一容腔11的直径大于第二容腔21的直径，所以第一容腔11内的液压油施加给第一活塞3的压力要大于第二容腔21内的液压油施加给第二活塞4的压力，使得第二活塞4不能够推动第一活塞3移动。

当需要第二活塞4停止在套图6所示的第二停止位时，先使第一容腔11内的第一传压介质泄压，然后从第二通道22向第二容腔21中通入第二传压介质，使第二传压介质推动第二活塞4向第一活塞3移动。当第二活塞4与第一活塞3相抵时，第二活塞4会推动第一活塞3共同移动到图6所示的位置。

当需要第二活塞4停止在套图4所示的第一停止位时，从第三通道23向第二容腔21中通入第二传压介质，使第二传压介质推动第二活塞4朝远离第一活塞3的方向移动，直至移动到图4所示的最初位置。

基于上文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本发明的螺旋式摆动油缸具有三个位置状态，并且能够在该三个位置状态之间精确地自由切换。换句话说，本发明的螺旋式摆动油缸能够精确地停止在三个位置状态中的任意一个。

本领域技术人员能够理解的是，由于动力输出轴6转过的角度与第二活塞4沿轴向移动的距离成正比，所以本发明的螺旋式摆动油缸能够使动力输出轴6精确地转动(摆动)到第一角度(对应于图4中第二活塞2的位置)、第二角度(对应于图5中第二活塞2的位置)和第三角度(对应于图6中第二活塞2的位置)，满足了用户的需求。

虽然图中并未示出，但是作为本发明第一实施例的替代实施例，与上文所述的第一实施例不同的是，将第二活塞4上的螺纹孔替换成非圆形孔，将动力输出杆5上具有第二外螺纹51的部分设置成非圆形柱段。然后使所述非圆形柱段穿过所述非圆形孔，以使第二活塞4与动力输出杆5能够同步转动，并使第二活塞4能够相对于动力输出杆5沿轴向可移动。优选地，所述非圆形孔是具有内花键的孔结构，所述非圆形柱段是具有外花键的柱结构，所述内花键与所述外花键相啮合。或者本领技术人员也可以根据需要，将所述非圆形孔设置成其它任意可行的结构，例如方形孔、三角形孔、长方形孔等结构，并相应地将所述非圆形柱段设置成方形柱段、三角形柱段、长方形柱段等结构。

虽然图中并未示出，但是作为本发明第一实施例的另一个替代实施例，与上文所述的第一实施例不同的是，将第二壳体2上的第一内螺纹24替换成第一导向结构，将第二活塞4上的第一外螺纹41替换成第二导向结构，并使第二活塞4通过所述第二导向结构与所述第一导向结构嵌合到一起。作为示例一，所述第一导向结构是形成在第二壳体2上的内花键，所述第二导向结构是形成在第二活塞4上的外花键。作为示例二，所述第一导向结构是形成在第二壳体2上的凹槽结构，所述第二导向结构是形成在第二活塞4上的凸起结构。作为示例三，所述第一导向结构是形成在第二壳体2上的凸起结构，所述第二导向结构是形成在第二活塞4上的凹槽结构。

如图7所示，在本发明的第二实施例中，与上述第一实施例不同的是，以及与第一实施例的替代实施例不同的是，动力输出杆5仅与第二壳体2以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起，而不与第一壳体1连接。并且，动力输出杆5也不会与第一活塞3接触，第一活塞3上也没有设置允许第一活塞3穿过的通孔。第二实施例中的螺旋式摆动油缸也不具有第四密封圈74、第五密封圈75和第二轴承82。

下面结合图8并以直线油缸为例继续对本发明的动力输出装置进行说明。

如图8所示，其与图7中所示和上文所述的第二实施例不同的是，动力输出杆5的一端与第二活塞4固定连接，第二活塞4与第二壳体2之间仅通过第二密封圈72密封的连接到一起。工作时，动力输出杆5与第二活塞4共同沿轴向移动。

最后需要说明的是，在本发明上文所述的任何一个实施例中，第一活塞3和第二活塞4轴向上的至少一端设置有凸起结构。示例性地，在第一活塞3远离第二活塞4的一端设置凸起结构，使第一活塞3能够通过该凸起结构与第一壳体1相抵，避免第一活塞3与第一容腔11的底端接触时，第一活塞3与第一容腔11的底端之间无法容纳液压油的问题。在第二活塞4的两端都设置凸起结构，使第二活塞4能够通过所述凸起结构与第一活塞3和第二壳体2相抵。

还需要说明的是，在本发明上文所述的任何一个实施例中，第二活塞4能够进入第一容腔11中，指的并不是整个第二活塞4都能够进入第一容腔11中，而是第二活塞4的一部分结构能够进入第一容腔11中。此外，本领域技术人员也可以根据需要，将动力输出装置设置成能够使整个第二活塞4都可以进入第一容腔11中。

虽然图中并未示出，但是本发明还提供了一种设备，该设备包括上述任意一个实施例中所述的动力输出装置。进一步具体地，该设备包括上述任意一个实施例中所述的螺旋式摆动油缸。在本发明的优选实施方式中，该设备是锚杆钻机或锚杆台车。此外，本领域技术人员能够理解的是，本发明所说的设备还可以是阀门、水泥泵车、旋挖钻机等任意可行的设备。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力输出装置，其特征在于，所述动力输出装置包括第一壳体、第二壳体、第一活塞、第二活塞、动力输出杆和止挡结构，

所述第一壳体和所述第二壳体固定连接或一体制成；

所述第一壳体包括形成在其内的第一容腔和形成在其上的第一通道，所述第一通道的一端与所述第一容腔连通，所述第一通道的另一端通向所述第一壳体的外侧；

所述第二壳体包括形成在其内并且与所述第一容腔对准的第二容腔和形成在其上的第二通道，所述第二通道的一端与所述第二容腔连通，所述第二通道的另一端通向所述第二壳体的外侧；

所述第一活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第一容腔内；

所述第二活塞以沿轴向可移动的方式设置在所述第二容腔内；

所述动力输出杆与所述第二活塞驱动连接，所述动力输出杆能够随着所述第二活塞的轴向移动而转动和/或移动；

所述止挡结构形成在所述第一容腔和所述第二容腔之间，并且与所述第一活塞相干涉；

其中，所述第一通道用于通入第一传压介质，以使所述第一活塞在所述第一传压介质的作用下朝所述第二容腔移动并与所述止挡结构相抵；所述第二通道用于通入第二传压介质，以使所述第二活塞在所述第二传压介质的作用下朝所述第一容腔移动并能够选择性地推动所述第一活塞远离所述止挡结构。

2.根据权利要求1所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一容腔的直径大于所述第二容腔的直径，所述止挡结构是形成在所述第一容腔与所述第二容腔之间的环形端面。

3.根据权利要求2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；

所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

4.根据权利要求3所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；

所述第二活塞上设置有螺纹孔，所述螺纹孔的侧壁上设置有第二内螺纹，所述动力输出杆上设置有第二外螺纹，所述动力输出杆穿过所述螺纹孔并通过所述第二外螺纹与所述第二内螺纹咬合到一起。

5.根据权利要求4所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二活塞包括沿轴向分布的活塞部和导向部，所述活塞部与所述第二容腔的侧壁抵接，所述第一外螺纹设置在所述导向部上。

6.根据权利要求4所述的动力输出装置，其特征在于，所述第一内螺纹与所述第二内螺纹的旋向相反。

7.根据权利要求5所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆还穿过形成在所述第一活塞上的通孔与所述第一壳体以沿轴向固定、沿周向可转动的方式连接到一起。

8.根据权利要求2所述的动力输出装置，其特征在于，所述动力输出杆以沿轴向固定、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起；

所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向固定的方式与所述动力输出杆连接到一起，所述第二活塞以沿轴向可移动、沿周向可转动的方式与所述第二壳体连接到一起。

9.根据权利要求8所述的动力输出装置，其特征在于，所述第二壳体内设置有第一内螺纹，所述第二活塞上设置有第一外螺纹，所述第二活塞通过所述第一外螺纹与所述第一内螺纹咬合到一起；

所述第二活塞上设置有非圆形孔，所述动力输出杆包括与所述非圆形孔匹配的非圆形柱段，所述非圆形柱段穿过所述非圆形孔，以使第二活塞与所述动力输出杆能够同步转动并使所述第二活塞能够相对于所述动力输出杆沿轴向可移动。

10.根据权利要求9所述的动力输出装置，其特征在于，所述非圆形孔是具有内花键的孔结构，所述非圆形柱段是具有外花键的柱结构，所述内花键与所述外花键相啮合。