CN113446283A - 一种多段式驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多段式驱动装置，包括：缸体、主活塞、主制动阀、副制动阀、主平衡活塞组件和副平衡活塞组件，所述缸体设于外侧，所述缸体上还设有消音器。本发明所述的多段式驱动装置结构独特，各个部件协同配合，形成了独特的工作逻辑，能巧妙对工作对象完成制动，提高自动化，减少不必要的人力消耗，提高经济效益，同时安全性好，能避免工程事故的发生。

Description

一种多段式驱动装置
技术领域
本发明涉及气缸制动装置领域，特别涉及一种多段式驱动装置。
背景技术
气缸是将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动的元件。作直线运动的气功可输出作用力，做摆动的气缸和作旋转运动的气缸可输出力矩，气爪可拾放物体。根据有无导杆，气缸可分为两大类：1、带导杆气缸，带导杆气缸是将与活塞平行的两根导杆与气缸组成一-体结构紧凑，导向精度高，能承受较大的横向负载和力矩可用于输送线上工件的推出、提升和限位等。2、无杆气缸，无杆气缸没有活塞杆，能避免由于活塞杆及杆密封圈的损伤带来的故障，同时由于没有活塞杆，所以活塞两侧受压面积相等，具有相同的推力，有利于提高定位精度。但现有的气缸结构往往存在安全性能不高，逻辑设计混乱的问题，因此，有必要提供一种安全、自动化程度高、逻辑巧妙且结构简单的气缸机构。
发明内容
本发明提供了一种多段式驱动装置，其目的是为了提供一种安全，自动化程度高，结构简单的气缸机构。
为了达到上述目的，本发明提供了一种多段式驱动装置，包括：
缸体，所述缸体呈矩形，所述缸体一端设有一后端盖，另一端设有一前端面；所述后端盖上设有进气孔；所述缸体两侧还设有消音器；
主活塞，所述主活塞包括主活塞杆、主活塞腔和主活塞座，所述主活塞腔设于所述缸体内部靠近所述后端盖一端，所述主活塞座设于所述主活塞腔内部且将所述主活塞腔分为前腔和后腔，所述主活塞杆一端设于所述主活塞座，另一端穿过所述主活塞腔和所述前端面设于所述缸体外侧；所述后腔连通有一后腔消音器；
主制动阀，所述主制动阀设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述主制动阀包括主制动阀杆、主反馈阀腔和主制动阀腔，所述主反馈阀腔和主制动阀腔通过一限位套相连接，所述主制动阀杆一端设于所述主反馈阀腔内，另一端穿过所述主制动阀腔设于所述主活塞腔的前腔内；所述主制动阀杆表面设有截面为梯形的环状通气凹槽；
副制动阀，所述副制动阀设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧且与所述主制动阀平行，所述副制动阀包括副制动阀杆、副反馈阀腔和副制动阀腔，所述副反馈阀腔和副制动阀腔通过一限位套相连接，所述副制动阀杆一端设于所述副反馈阀腔内，另一端穿过所述副制动阀腔设于所述主活塞腔的前腔内；所述副制动阀杆表面设有通气环槽；
主平衡活塞组件，所述主平衡活塞组件设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述主平衡活塞组件包括主平衡活塞、主前气管、主后气管和主平衡活塞腔，所述主前气管和主后气管分别设于所述主平衡活塞腔两端，其中，所述主前气管靠近所述主活塞，所述主平衡活塞设于所述主平衡活塞腔内部；所述主后气管还与一前腔消音器连通；
副平衡活塞组件，所述副平衡活塞组件设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述副平衡活塞组件包括副平衡活塞、副前气管、副后气管和副平衡活塞腔，所述副前气管和副后气管分别设于所述副平衡活塞腔两端，其中，所述副前气管靠近所述主活塞，所述副平衡活塞设于所述副平衡活塞腔内部。
进一步的，所述后腔为所述主活塞座靠近所述后端盖一侧，所述前腔为另一侧。
进一步的，所述主制动阀腔依次包括第一主腔、第二主腔和第三主腔，所述第一主腔靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的前腔连通，所述第三主腔靠近所述主反馈阀腔。
进一步的，所述副制动阀腔依次包括第一副腔、第二副腔和第三副腔，所述第一副腔靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的后腔连通，所述第三副腔靠近所述副反馈阀腔。
进一步的，所述主平衡活塞一端为主前圆柱、另一端为主后圆柱，中间为一环状突出；所述主前圆柱靠近所述主活塞；所述主平衡活塞腔包括主前小腔、主后小腔、主前腔和主后腔，所述主前小腔位于所述主前气管和所述主前圆柱之间，所述主后小腔位于所述主后气管和所述主后圆柱之间，所述主前腔位于所述所述主前圆柱与所述环状突出之间，所述主后腔位于所述主后圆柱与所述环状突出之间且与所述第三主腔连通；所述主后小腔与所述前腔通过所述主平衡活塞组件外的一管道连通。
进一步的，所述副平衡活塞一端为副前圆柱、另一端为副后圆柱，中间为一环状突出；所述副前圆柱靠近所述主活塞；所述副平衡活塞腔包括副前小腔、副后小腔、副前腔和副后腔，所述副前小腔位于所述副前气管和所述副前圆柱之间，所述副后小腔位于所述副后气管和所述副后圆柱之间，所述副前腔位于所述副前圆柱与所述环状突出之间，所述副后腔位于所述副后圆柱与所述环状突出之间且与所述第三主腔连通；所述副后小腔与所述前腔通过所述主平衡活塞组件外的一副管道连通。
进一步的，所述缸体上还设有第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、第三排气阀、第四排气阀、第五排气阀和第六排气阀；所述第一进气阀和第一排气阀与所述主平衡活塞组件的主前气管连通；所述第二进气阀与第二排气阀与所述主反馈阀腔、所述副反馈阀腔以及副前气管连通；所述第三排气阀和第五排气阀与所述主制动阀腔的第二主腔连通；所述第四排气阀和第六排气阀与所述副制动阀腔的第二副腔连通。
进一步的，所述第一进气阀和第二进气阀结构相同且外侧为一阀体，所述阀体一端设有阀芯，另一端设有螺塞；所述螺塞内靠近阀芯端设有一限位座，所述限位座下侧套接有一弹簧，所述弹簧下侧设有单向阀活门，所述单向阀活门下端接有一单向阀阀嘴；其中，所述单向阀活门内部设有一弹簧座。
进一步的，所述第一排气阀、第二排气阀、第三排气阀、第四排气阀、第五排气阀和第六排气阀结构相同且外侧为一阀体，所述阀体一端设有阀芯，另一端设有螺塞；所述螺塞内靠近阀芯端设有一单向阀阀嘴，所述单向阀阀嘴下侧设有单向阀活门，所述单向阀活门下侧设有弹簧，所述弹簧下端套接有一限位座；其中，所述单向阀活门内部设有一弹簧座。
本发明的上述方案有如下的有益效果：本发明所述的多段式驱动装置结构独特，各个部件协同配合，形成了独特的工作逻辑，能巧妙对工作对象完成制动，提高自动化，减少不必要的人力消耗，提高经济效益，同时安全性好，能避免工程事故的发生。
附图说明
图1为本发明的装置结构图；
图2为本发明的装置内部结构图；
图3为本发明的装置俯视图；
图4为本发明的装置仰视图；
图5为本发明的主活塞剖面图；
图6为本发明的主制动阀和副制动阀结构图；
图7为本发明的主制动阀剖面图；
图8为本发明的副制动阀剖面图；
图9为本发明的主平衡活塞组件和副平衡活塞组件结构图；
图10为本发明的主平衡活塞组件剖面图；
图11为本发明的副平衡活塞组件剖面图；
图12为本发明的第一进气阀剖面图；
图13为本发明的第一排气阀剖面图。
附图标记说明
1-缸体；2-主活塞；3-主制动阀；4-副制动阀；5-主平衡活塞组件；6-副平衡活塞组件；11-后端盖；12-第一进气阀；13-第二进气阀；14-第一排气阀；15-第二排气阀；16-第三排气阀；17-第四排气阀；18-第五排气阀；19-第六排气阀；21-主活塞杆；22-主活塞座；23-前腔；24-后腔；31-主制动阀杆；32-主反馈阀腔；33-环状通气凹槽；34-第一主腔；35-第二主腔；36-第三主腔；41-副制动阀杆；42-副反馈阀腔；43-第一副腔；44-第二副腔；45-第三副腔；51-主前气管；52-主平衡活塞；53-主后气管；54-主前小腔；55-主前腔；56-主后腔；57-主后小腔；61-副前气管；62-副平衡活塞；63-副后气管；64-副前小腔；65-副前腔；66-副后腔；67-副后小腔；121-阀体；122-阀芯；123-螺塞；124-限位座；125-弹簧；126-弹簧座；127-单向阀阀嘴；128-单向阀活门。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的问题，提供了一种多段式驱动装置，如图1-11所示，包括：
缸体1，所述缸体1呈矩形，所述缸体1一端设有一后端盖11，另一端设有一前端面；所述后端盖11上设有进气孔；所述缸体两侧还设有消音器；
主活塞2，所述主活塞2包括主活塞杆21、主活塞腔和主活塞座22，所述主活塞腔设于所述缸体1内部靠近所述后端盖11一端，所述主活塞座22设于所述主活塞腔内部且将所述主活塞腔分为前腔23和后腔24，所述主活塞杆21一端设于所述主活塞座22，另一端穿过所述主活塞腔和所述前端面设于所述缸体1外侧；所述后腔24连通有一后腔消音器；
主制动阀3，所述主制动阀3设于所述缸体1内部靠近所述前端面一侧，所述主制动阀3包括主制动阀杆31、主反馈阀腔32和主制动阀腔，所述主反馈阀腔32和主制动阀腔通过一限位套相连接，所述主制动阀杆31一端设于所述主反馈阀腔32内，另一端穿过所述主制动阀腔32设于所述主活塞腔的前腔23内；所述主制动阀杆31表面设有截面为梯形的环状通气凹槽33；
副制动阀4，所述副制动阀4设于所述缸体1内部靠近所述前端面一侧且与所述主制动阀3平行，所述副制动阀4包括副制动阀杆41、副反馈阀腔42和副制动阀腔，所述副反馈阀腔42和副制动阀腔通过一限位套相连接，所述副制动阀杆41一端设于所述副反馈阀腔42内，另一端穿过所述副制动阀腔设于所述主活塞腔的前腔23内；所述副制动阀杆41表面设有通气环槽；
主平衡活塞组件5，所述主平衡活塞组件5设于所述缸体1内部靠近所述前端面一侧，所述主平衡活塞组件5包括主平衡活塞52、主前气管51、主后气管53和主平衡活塞腔，所述主前气管51和主后气管53分别设于所述主平衡活塞腔两端，其中，所述主前气管51靠近所述主活塞2，所述主平衡活塞52设于所述主平衡活塞腔内部；所述主后气管53还与一前腔消音器连通；
副平衡活塞组件6，所述副平衡活塞组件6设于所述缸体1内部靠近所述前端面一侧，所述副平衡活塞组件6包括副平衡活塞62、副前气管61、副后气管63和副平衡活塞腔，所述副前气管61和副后气管63分别设于所述副平衡活塞腔两端，其中，所述副前气管61靠近所述主活塞2，所述副平衡活塞62设于所述副平衡活塞腔内部。
其中，所述后腔24为所述主活塞座22靠近所述后端盖11一侧，所述前腔23为另一侧。
其中，所述主制动阀腔依次包括第一主腔34、第二主腔35和第三主腔36，所述第一主腔34靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的前腔23连通，所述第三主腔36靠近所述主反馈阀腔32；所述副制动阀腔依次包括第一副腔43、第二副腔44和第三副腔45，所述第一副腔43靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的后腔24连通，所述第三副腔45靠近所述副反馈阀腔42。
其中，所述主平衡活塞52一端为主前圆柱、另一端为主后圆柱，中间为一环状突出；所述主前圆柱靠近所述主活塞2；所述主平衡活塞腔包括主前小腔54、主后小腔57、主前腔55和主后腔56，所述主前小腔54位于所述主前气管51和所述主前圆柱之间，所述主后小腔57位于所述主后气管53和所述主后圆柱之间，所述主前腔55位于所述所述主前圆柱与所述环状突出之间，所述主后腔56位于所述主后圆柱与所述环状突出之间且与所述第三主腔36连通；所述主后小腔57与所述前腔23通过所述主平衡活塞组件5外的一管道连通；所述副平衡活塞62一端为副前圆柱、另一端为副后圆柱，中间为一环状突出；所述副前圆柱靠近所述主活塞2；所述副平衡活塞腔包括副前小腔64、副后小腔67、副前腔65和副后腔66，所述副前小腔64位于所述副前气管61和所述副前圆柱之间，所述副后小腔67位于所述副后气管63和所述副后圆柱之间，所述副前腔65位于所述副前圆柱与所述环状突出之间，所述副后腔66位于所述副后圆柱与所述环状突出之间。
其中，所述缸体上还设有第一进气阀12、第二进气阀13、第一排气阀14、第二排气阀15、第三排气阀16、第四排气阀17、第五排气阀18和第六排气阀19；所述第一进气阀12和第一排气阀14与所述主平衡活塞组件5的主前气管51连通；所述第二进气阀13与第二排气阀15与所述主反馈阀腔32、所述副反馈阀腔42以及副前气管61连通；所述第三排气阀16和第五排气阀18与所述主制动阀腔的第二主腔35连通；所述第四排气阀17和第六排气阀19与所述副制动阀腔的第二副腔44连通；如图12和13所示，所述第一进气阀12和第二进气阀13结构相同且外侧为一阀体121，所述阀体121一端设有阀芯122，另一端设有螺塞123；所述螺塞123内靠近阀芯122端设有一限位座124，所述限位座124下侧套接有一弹簧125，所述弹簧125下侧设有单向阀活门128，所述单向阀活门128下端接有一单向阀阀嘴127；其中，所述单向阀活门128内部设有一弹簧座126；所述第一排气阀14、第二排气阀15、第三排气阀16、第四排气阀17、第五排气阀18和第六排气阀19结构相同且外侧为一阀体121，所述阀体121一端设有阀芯122，另一端设有螺塞123；所述螺塞123内靠近阀芯122端设有一单向阀阀嘴127，所述单向阀阀嘴127下侧设有单向阀活门128，所述单向阀活门128下侧设有弹簧125，所述弹簧125下端套接有一限位座124；其中，所述单向阀活门128内部设有一弹簧座126。
本发明还提供了一种多段式驱动装置的实施过程，具体操作如下：所述后端盖11上的进气孔通气，气体进入后腔24，推动主活塞座22运动，主活塞座22进而推动主制动阀杆31和副制动阀杆41，此时副制动阀4内不通气，副制动阀杆41不会对主活塞座进行反作用，主制动阀3内的第二主腔35通气，主活塞座22带动主制动阀杆31运动，当主活塞座22运动到指定位置后，主制动阀杆31上的环状通气凹槽33运动到第一主腔34与所述第二主腔35之间的位置，气体从第二主腔通过主制动阀杆31上的环状通气凹槽33进入第一主腔34，再从第一主腔34进入前腔23，减缓主活塞座22速度，实现制动减速；主活塞座22带动主制动阀杆31继续运动，运动到主制动阀杆31环状通气凹槽33完全进入第二主腔35后，从第二主腔35到第一主腔34的进气隔断，主活塞座22带动主制动阀杆31继续运动，主制动阀杆31上的环状通气凹槽33运动到第二主腔35与所述第三主腔36之间的位置，气体从第二主腔通过主制动阀杆31上的环状通气凹槽33进入第三主腔36，再从第三主腔36进入主后腔56和附后腔66，此前主前气管51通气，气体进入主前小腔54推动主平衡活塞52封死主后气管53；主后腔56进气使得主平衡活塞52在主后腔56的气动推力推动下向主前气管51运动并封死主前气管51与主前小腔54之间的连通口，主后气管53打开，主后气管53与主后小腔57连通，前腔23中气体进入主后小腔57，通过主后气管53与前腔消音器连通，主活塞的前腔23中受压缩的气源释放，前腔消音器通气并发声提醒主活塞座22推进到指定位置，此时连通后腔24与后腔消音器，使得前腔23与后腔24均无气压力，主活塞杆21为自由状态，同理如副平衡活塞组件6；
所述后端盖11的另一进气口进气时，气体进入前腔23，推动主活塞座22往后腔24运动；所述副制动阀3的第二副腔44通气，当运动到第一副腔43时，第二副腔44内的压缩空气通过副制动阀杆41的通气环槽处进入第一副腔43再进入后腔24，便于减缓主活塞杆21运动速度，实现制动减速功能，继续运动后，副制动阀杆41的通气环槽处流道关闭，主活塞座22继续运动，直至主活塞2运动完成；所述前腔23与后腔24的进气速度、排气速动及制动速度均可控制，本发明通过进气阀与排气阀的阀芯122控制气流通道的大小，实现气缸伸出和缩回速度的调节。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多段式驱动装置，其特征在于，包括：
缸体，所述缸体呈矩形，所述缸体一端设有一后端盖，另一端设有一前端面；所述后端盖上设有进气孔；所述缸体两侧还设有消音器；
主活塞，所述主活塞包括主活塞杆、主活塞腔和主活塞座，所述主活塞腔设于所述缸体内部靠近所述后端盖一端，所述主活塞座设于所述主活塞腔内部且将所述主活塞腔分为前腔和后腔，所述主活塞杆一端设于所述主活塞座，另一端穿过所述主活塞腔和所述前端面设于所述缸体外侧；所述后腔连通有一后腔消音器；
主制动阀，所述主制动阀设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述主制动阀包括主制动阀杆、主反馈阀腔和主制动阀腔，所述主反馈阀腔和主制动阀腔通过一限位套相连接，所述主制动阀杆一端设于所述主反馈阀腔内，另一端穿过所述主制动阀腔设于所述主活塞腔的前腔内；所述主制动阀杆表面设有截面为梯形的环状通气凹槽；
副制动阀，所述副制动阀设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧且与所述主制动阀平行，所述副制动阀包括副制动阀杆、副反馈阀腔和副制动阀腔，所述副反馈阀腔和副制动阀腔通过一限位套相连接，所述副制动阀杆一端设于所述副反馈阀腔内，另一端穿过所述副制动阀腔设于所述主活塞腔的前腔内；所述副制动阀杆表面设有通气环槽；
主平衡活塞组件，所述主平衡活塞组件设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述主平衡活塞组件包括主平衡活塞、主前气管、主后气管和主平衡活塞腔，所述主前气管和主后气管分别设于所述主平衡活塞腔两端，其中，所述主前气管靠近所述主活塞，所述主平衡活塞设于所述主平衡活塞腔内部；所述主后气管还与一前腔消音器连通；
副平衡活塞组件，所述副平衡活塞组件设于所述缸体内部靠近所述前端面一侧，所述副平衡活塞组件包括副平衡活塞、副前气管、副后气管和副平衡活塞腔，所述副前气管和副后气管分别设于所述副平衡活塞腔两端，其中，所述副前气管靠近所述主活塞，所述副平衡活塞设于所述副平衡活塞腔内部。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述后腔为所述主活塞座靠近所述后端盖一侧，所述前腔为另一侧。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述主制动阀腔依次包括第一主腔、第二主腔和第三主腔，所述第一主腔靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的前腔连通，所述第三主腔靠近所述主反馈阀腔。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述副制动阀腔依次包括第一副腔、第二副腔和第三副腔，所述第一副腔靠近所述主活塞腔且与所述主活塞腔的后腔连通，所述第三副腔靠近所述副反馈阀腔。
5.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述主平衡活塞一端为主前圆柱、另一端为主后圆柱，中间为一环状突出；所述主前圆柱靠近所述主活塞；所述主平衡活塞腔包括主前小腔、主后小腔、主前腔和主后腔，所述主前小腔位于所述主前气管和所述主前圆柱之间，所述主后小腔位于所述主后气管和所述主后圆柱之间，所述主前腔位于所述所述主前圆柱与所述环状突出之间，所述主后腔位于所述主后圆柱与所述环状突出之间且与所述第三主腔连通；所述主后小腔与所述前腔通过所述主平衡活塞组件外的一管道连通。
6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述副平衡活塞一端为副前圆柱、另一端为副后圆柱，中间为一环状突出；所述副前圆柱靠近所述主活塞；所述副平衡活塞腔包括副前小腔、副后小腔、副前腔和副后腔，所述副前小腔位于所述副前气管和所述副前圆柱之间，所述副后小腔位于所述副后气管和所述副后圆柱之间，所述副前腔位于所述副前圆柱与所述环状突出之间，所述副后腔位于所述副后圆柱与所述环状突出之间且与所述第三主腔连通；所述副后小腔与所述前腔通过所述主平衡活塞组件外的一副管道连通。
7.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述缸体上还设有第一进气阀、第二进气阀、第一排气阀、第二排气阀、第三排气阀、第四排气阀、第五排气阀和第六排气阀；所述第一进气阀和第一排气阀与所述主平衡活塞组件的主前气管连通；所述第二进气阀与第二排气阀与所述主反馈阀腔、所述副反馈阀腔以及副前气管连通；所述第三排气阀和第五排气阀与所述主制动阀腔的第二主腔连通；所述第四排气阀和第六排气阀与所述副制动阀腔的第二副腔连通。
8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第一进气阀和第二进气阀结构相同且外侧为一阀体，所述阀体一端设有阀芯，另一端设有螺塞；所述螺塞内靠近阀芯端设有一限位座，所述限位座下侧套接有一弹簧，所述弹簧下侧设有单向阀活门，所述单向阀活门下端接有一单向阀阀嘴；其中，所述单向阀活门内部设有一弹簧座。
9.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第一排气阀、第二排气阀、第三排气阀、第四排气阀、第五排气阀和第六排气阀结构相同且外侧为一阀体，所述阀体一端设有阀芯，另一端设有螺塞；所述螺塞内靠近阀芯端设有一单向阀阀嘴，所述单向阀阀嘴下侧设有单向阀活门，所述单向阀活门下侧设有弹簧，所述弹簧下端套接有一限位座；其中，所述单向阀活门内部设有一弹簧座。
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