CN111350714A - 一种流体做动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种流体做动装置，包括活塞腔壳体、贯穿所述活塞腔壳体的活塞杆、交替套设在所述活塞杆上的多个活塞腔盘以及多个活塞组件，活塞腔壳体内部具有活塞腔，多个活塞组件均固定安装在活塞杆上，多个活塞腔盘与活塞杆滑动连接且被限定于活塞腔内，以将活塞腔分隔成多个相互独立的单活塞腔，每个活塞组件位于一个单活塞腔内，且每个所述单活塞腔壁上开设有分别位于活塞组件两侧的控制流体开口；上述流体做动装置实现了活塞的模块化设计，活塞数量的增加和减少灵活可调，在使用压力和对活塞直径有限制的情况下，可实现更快速做动或者提供更大的作用力，因而灵活满足使用要求。

Description

一种流体做动装置

技术领域

本发明涉及机械做动装置技术领域，具体是一种流体做动装置。

背景技术

现有的气动或液压执行装置通常采用活塞或者类似于活塞的膜片方案，利用活塞两侧的压差实现活塞运动从而带动执行结构做动，或者利用该压差实现力的传递，典型的气动或液压执行装置结构通常采用单层活塞方案，该装置传递的压力等于活塞两侧的压差乘以活塞面积。

但是，由于力的传递或者机构的做动几乎都是采用单活塞方案，因而其具有以下缺点，第一，由于作用力的大小和活塞面积成正比，当活塞两侧压差一定时，在需要活塞快速移动或者需要传递大压力的场合需要更大的活塞面积，从而增大了气缸直径，增大了整个系统的规模；第二，由于作用力的大小和活塞面积成正比，当有空间限制使得活塞面积不能做的太大时，需要更高的活塞两侧压差，然而实际应用场合下，因为涉及到气源供应，材料结构强度，结构重量和安全性等诸多因素制约，导致活塞腔的压力通常是有限的，因而，也不能较为方便有效的增加活塞腔的压力，影响实际使用效果，目前虽然有部分多级活塞装置，但是其整体装置的加工和装配难度大，加工成本高，而且密封效果不好，从而影响实际使用过程。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种加工与装配简单且能在结构空间和使用压力都有限的情况下获得更大的执行器作用力或者更高的做动速度的流体做动装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种流体做动装置，包括活塞腔壳体、贯穿所述活塞腔壳体的活塞杆、交替套设在所述活塞杆上的多个活塞腔盘以及多个活塞组件；

活塞腔壳体内部具有活塞腔，多个活塞组件均固定安装在活塞杆上，多个活塞腔盘与活塞杆滑动连接且被限定于活塞腔内，以将活塞腔分隔成多个相互独立的单活塞腔；

每个活塞组件位于一个单活塞腔内，且每个所述单活塞腔壁上开设有分别位于活塞组件两侧的控制流体开口，活塞杆和多个活塞组件在内部流体驱动下能整体相对于活塞腔壳体及活塞腔盘在活塞腔内做往复移动。

作为优选，所述活塞组件包括中心滑动套接在活塞杆上的轴筒，所述轴筒外侧固连套接圆盘，所述圆盘与轴筒同轴且一体成型。

作为优选，所述活塞腔盘中心设有用于套设在所述轴筒上的开孔，所述活塞腔盘外周边缘沿轴向同一方向延伸形成支撑边沿；

所述支撑边沿的外侧面与活塞腔的内壁抵触，相邻活塞腔盘之间围设形成所述单活塞腔，所述活塞杆一端具有台阶，所述活塞组件通过穿设在所述活塞杆另一端的固定卡环和连接件固定在所述活塞杆上。

作为优选，所述活塞组件的圆盘与活塞腔盘的支撑边沿之间、活塞腔盘与轴筒之间、相邻活塞腔盘之间、相邻活塞组件之间均设置有密封条。

作为优选，所述活塞组件的圆盘外侧面与活塞腔盘的支撑边沿内侧面之间、活塞腔盘的开孔内壁与活塞组件的轴筒外壁之间、活塞腔盘的支撑边沿端面、活塞组件的轴筒端面与相邻的圆盘之间均设有环形的密封槽，以嵌设所述密封条。

结构密封性高且由于活塞组件和活塞腔盘都设计为轴对称零件，因而方便加工和装配，省时省力。

作为优选，所述活塞腔壳体包括一端敞口的主壳体和可拆卸地安装在所述敞口上的端盖，所述主壳体为柱状壳体结构，所述端盖与相邻部的活塞腔盘抵触，所述端盖中心开有供活塞杆穿过的第一轴孔，端盖和主壳体可拆卸设计，便于定期保养和维护，从而减少故障的发生、提高维修效率和延长使用寿命。

作为优选，所述连接件包括与所述活塞杆螺纹连接的紧固螺母，所述紧固螺母和/或固定卡环穿设于所述端盖或靠近所述端盖的活塞腔盘内并能相对滑动。

作为优选，所述端盖与主壳体的边缘之间通过螺栓紧固件连接固定。

作为优选，所述主壳体的端面上开有供活塞杆设有台阶的一端穿过的第二轴孔，靠近所述台阶的活塞组件的轴筒至少有一部分置于第二轴孔内，所述固定卡环置于所述端盖的第一轴孔内。

作为优选，所述活塞杆的一端杆体头部设有活塞端头，活塞端头直径大于活塞杆直径以形成所述台阶，活塞端头部分置于第二轴孔内。

与现有技术相比，本发明的有益之处是：所述流体做动装置，采用多级活塞组件结构，具有以下优点：

一、通过多个活塞腔盘及活塞腔的组合形成若干单活塞腔，每个活塞腔内配置一个活塞组件，形成一个活塞单体模块，活塞组件与活塞杆固定连接在一起，通过控制流体开口进出流体介质，活塞组件在流体介质压差作用下带动活塞杆在单活塞腔内移动，上述结构实现了活塞的模块化设计，减小了整体结构的体积和重量，活塞数量的增加和减少灵活可调，只需要延长或缩短活塞杆的长度以及活塞腔外壳的深度即可，灵活性高，适用广泛；

二、在使用压力和对活塞直径有限制的情况下，可通过增加活塞组件的数量，在不增大甚至减小活塞直径的情况下，实现更快速做动或者提供更大的作用力，因而灵活满足使用要求；

三、基于本发明结构可以方便地将现有做动器的活塞部件进行多活塞化改进，从而实现更快速做动或者提供更大的作用力，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的整体剖面结构示意图；

图2是本发明未安装活塞杆以及活塞组件时的剖面结构示意图；

图3是本发明的活塞杆以及活塞组件装配时的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如附图1-图3所示的一种流体做动装置，包括活塞腔壳体、贯穿所述活塞腔壳体的活塞杆1、交替套设在所述活塞杆1上的多个活塞腔盘7以及多个活塞组件6，活塞腔壳体内部具有活塞腔12，多个活塞组件6均套设在活塞杆1上，多个活塞腔盘7与活塞杆1滑动连接且被限定于活塞腔12内，以将活塞腔12分隔成多个相互独立的单活塞腔17，每个活塞组件6位于一个单活塞腔17内，且每个所述单活塞腔17壁上开设有分别位于活塞组件6两侧的控制流体开口14，活塞杆1和多个活塞组件6在内部流体驱动下能整体相对于活塞腔壳体及活塞腔7在活塞腔内做往复移动，在本实施例中，为方便安装以及提高整体结构的稳固性，所述活塞腔壳体包括一端敞口的主壳体2和可拆卸地安装在所述敞口上的端盖3，所述主壳体2为柱状壳体结构，所述端盖3与相邻部的活塞腔盘7抵靠，所述端盖3中心开有供活塞杆1穿过的第一轴孔4，且所述主壳体2的端面上开有供活塞杆1穿过的第二轴孔5，活塞杆1与柱状的主壳体2同轴设置且活塞杆1的前后端杆体可分别在第一轴孔4、第二轴孔5内往复移动，为进一步方便安装拆卸，所述端盖3与主壳体2的边缘之间通过螺栓紧固件连接固定，因而，当需要维修更换时，只需要打开端盖3即可在活塞腔12内部进行操作，提高后期维护效率且结构稳固性高。

如图3所示，多个活塞组件6依次套设在活塞杆上，在本实施例中，进一步地，所述活塞组件6包括中心滑动套设在活塞杆1上的轴筒602，所述轴筒602外侧固连套接圆盘601，所述圆盘601与轴筒602同轴且一体成型。

活塞组件6的中部开有贯通圆盘601与轴筒602且供活塞杆1穿过的安装孔，多个所述活塞组件6之间依次前后抵靠接触并固定在活塞杆1上，相邻的两个活塞组件6之间，前部的活塞组件6的轴筒602尾部的端面抵靠在后部的活塞组件6的圆盘601的前侧盘面中部，为提高两者之间的密封效果，在活塞组件6的轴筒602端面上均设有环形的密封槽8，密封槽内嵌入密封条9，因而通过密封条9有效将两者之间的接触处密封，提高密封效果。

如图2所示，所述活塞腔盘7中心设有用于套设在所述轴筒602上的开孔10，所述活塞腔盘7外周边缘沿轴向同一方向延伸形成支撑边沿11，所述支撑边沿11的外侧面与活塞腔12的内壁抵靠，相邻活塞腔盘7之间围设形成单活塞腔17，所述活塞杆1一端具有台阶，所述活塞组件6通过穿设在所述活塞杆1另一端的固定卡环13和连接件固定在所述活塞杆1上，在实际应用中，前部的活塞腔盘7的支撑边沿11端面与后部的活塞腔盘的盘体外周盘面抵靠，且为提高密封效果，所述活塞腔盘7的支撑边沿11端面上设有环端面设置的环形的密封槽8，密封槽内内嵌密封条9，为方便安装，除了最靠近主壳体2封闭端的活塞腔盘，其余所有活塞腔盘均按如下方式进行装配，相邻的两个活塞组件6之间，后部的活塞腔盘的开孔10套设在前部的活塞组件的轴筒602上，而最靠近主壳体2敞开端的活塞腔盘7的开孔10套设于一固定卡环13上，固定卡环13套设固定在活塞杆1的前端杆体上，而在本实施例中，所述端盖3可拆卸固定在主壳体2的开口上且与最靠近主壳体2敞开端的活塞腔盘抵靠接触，在具体实施例中，设活塞组件的数量为N个，N为大于1的整数，则第M个活塞腔盘的开孔套接在第M-1个活塞组件的轴筒上，M取大于1且小于或等于N的整数，另外，为提高密封效果，所述活塞腔盘的开孔与轴筒外壁接触的一侧孔内壁上同样设有密封槽8，其内内嵌密封条9，因而保证了两者之间接触的密封效果。

另外，所述活塞组件6的圆盘601外侧端面与活塞腔盘7的支撑边沿11内侧面之间抵靠，且活塞组件6的圆盘601外侧端面上同样设有环端面设置的环形密封槽8，密封槽8内同样内嵌密封条9，从而提高活塞组件6与活塞盘腔7之间接触时的密封效果。

进一步地，由两个活塞腔盘7围成的单个所述活塞组件6所在的空间为单活塞腔17，活塞组件6将单活塞腔17分隔为两个独立的压力空间且两个压力空间之间相互隔离密封，每个所述单活塞腔17内壁上开设有两个分别位于活塞组件6两侧的控制流体开口14，在实际应用中，通过将控制流体开口14通过油管连通外部的流体泵，从而分别为两个压力空间内提供流体，可以根据需要从两个控制流体开口14分别泵入不同量的流体使得两个压力空间内具有不同的压差，从而推动活塞组件6在单活塞腔17内运动。

在本实施例中，所述活塞杆1靠近端盖3一端的杆体头部设有连接件，具体为紧固螺母15，活塞杆1的杆体头部上设有与紧固螺母15配合的外螺纹，通过紧固螺母15螺纹紧固在活塞杆1的杆体头部，并压紧固定卡环13，使固定卡环13顶紧最靠近端盖3的活塞组件6，从而提高整体活塞组件结构在装配时的稳固性，而且也方便拆卸，为提高密封性，在固定卡环13的端面上设有环形的密封槽8，密封槽8内设有密封条9。

另外，远离端盖3一端的活塞组件6的轴筒602尾端置于主壳体2的第二轴孔5内，且所述活塞杆1的有台阶的一端杆体头部设有活塞端头16，活塞端头16部分置于第二轴孔5内，从而可以将远离端盖3一端的活塞组件6的轴筒602顶紧在活塞端头16上，为提高密封效果，远离端盖3一端的活塞组件的轴筒602端面与活塞端头16的接触面之间内嵌密封条9，且活塞端头16的外侧壁面上同样设有环其外壁设置的环形的密封槽8，密封槽8内设有密封条9，从而提高活塞端头与16第二轴孔5之间接触时的密封效果。

因而，在实际安装过程中，事先将活塞腔盘7、活塞腔12的相应位置上的密封槽8内嵌入密封条9，装配开始后，先将端盖3打开，然后将活塞杆1放置在活塞腔12内，且将活塞端头16插入主壳体2封闭端的第二轴孔5内，然后先安装远离端盖3一端的活塞组件6，将一组活塞组件从活塞杆1的头部套入并在杆体上滑动至靠近主壳体2有台阶的一端的一侧，将其轴筒602的外端面抵靠在活塞端头16上，然后将一个活塞腔盘7从活塞杆1的杆体头部套入并滑动至主壳体2封闭端部，其外周上的支撑边沿11朝向主壳体的封闭端一侧壳体内壁且与内壁之间通过密封条9密封接触，然后再安装第二个活塞组件6，与上述方式相同，先安装此活塞组件的活塞组件6，将活塞组件6上的轴筒602插入上一个已安装好的活塞腔盘7的开孔10内，然后再安装活塞腔盘7，安装完成后，再根据上述方式依次安装完成剩余的活塞组件，在安装最后一个活塞组件后，将端盖3与主壳体2连接固定，然后再在将固定卡环13套设在活塞杆1前端部并置于第一轴孔4内，且其尾端部置于最前部的活塞组件的活塞腔盘7的开孔10内，最后通过紧固螺母15紧固固定卡环13，使得固定卡环13与活塞腔盘7之间抵靠紧固，至此完成安装装配过程，拆卸时按照上述相反步骤即可，因而安装拆卸简单快捷，在实际使用时，通过流体泵以及控制流体开口14向压力空间内输入流体，根据需要选择输入量，继而使得活塞组件6的圆盘601前后侧的压力空间出现不同的压差，从而推动盘体前后移动，多个活塞组件6的盘体相叠加从而形成相同方向的合力，从而使得活塞杆1获得更大的作用力或者更快的做动速度，实现流体做动。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种流体做动装置，其特征在于：包括活塞腔壳体、贯穿所述活塞腔壳体的活塞杆、交替套设在所述活塞杆上的多个活塞腔盘以及多个活塞组件；

活塞腔壳体内部具有活塞腔，多个活塞组件均固定安装在活塞杆上，多个活塞腔盘与活塞杆滑动连接且被限定于活塞腔内，以将活塞腔分隔成多个相互独立的单活塞腔；

每个活塞组件位于一个单活塞腔内，且每个所述单活塞腔壁上开设有分别位于活塞组件两侧的控制流体开口，活塞杆和多个活塞组件在内部流体驱动下能整体相对于活塞腔壳体及活塞腔盘在活塞腔内做往复移动。

2.根据权利要求1所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞组件包括中心滑动套接在活塞杆上的轴筒，所述轴筒外侧固连套接圆盘，所述圆盘与轴筒同轴且一体成型。

3.根据权利要求2所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞腔盘中心设有用于套设在所述轴筒上的开孔，所述活塞腔盘外周边缘沿轴向同一方向延伸形成支撑边沿；

所述支撑边沿的外侧面与活塞腔的内壁抵触，相邻活塞腔盘之间围设形成所述单活塞腔，所述活塞杆一端具有台阶，所述活塞组件通过穿设在所述活塞杆另一端的固定卡环和连接件固定在所述活塞杆上。

4.根据权利要求3所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞组件的圆盘与活塞腔盘的支撑边沿之间、活塞腔盘与轴筒之间、相邻活塞腔盘之间、相邻活塞组件之间均设置有密封条。

5.根据权利要求4所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞组件的圆盘外侧面与活塞腔盘的支撑边沿内侧面之间、活塞腔盘的开孔内壁与活塞组件的轴筒外壁之间、活塞腔盘的支撑边沿端面、活塞组件的轴筒端面与相邻的圆盘之间均设有环形的密封槽，以嵌设所述密封条。

6.根据权利要求3-5任一项所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞腔壳体包括一端敞口的主壳体和可拆卸地安装在所述敞口上的端盖，所述主壳体为柱状壳体结构，所述端盖与相邻部的活塞腔盘抵触，所述端盖中心开有供活塞杆穿过的第一轴孔。

7.根据权利要求6所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述连接件包括与所述活塞杆螺纹连接的紧固螺母，所述紧固螺母和/或固定卡环穿设于所述端盖或靠近所述端盖的活塞腔盘内并能相对滑动。

8.根据权利要求6所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述端盖与主壳体的边缘之间通过螺栓紧固件连接固定。

9.根据权利要求6所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述主壳体的端面上开有供活塞杆设有台阶的一端穿过的第二轴孔，靠近所述台阶的活塞组件的轴筒至少有一部分置于第二轴孔内，所述固定卡环置于所述端盖的第一轴孔内。

10.根据权利要求6-9任一项所述的一种流体做动装置，其特征在于：所述活塞杆的一端杆体头部设有活塞端头，活塞端头直径大于活塞杆直径以形成所述台阶，活塞端头部分置于第二轴孔内。

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