CN113969805A - 气压动力设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气压动力设备，包含：传动轴组件、惯性轮组件、气压供应组件、活塞气缸组件，通过该气压供应组件对该活塞气缸组件充压，以通过该活塞气缸组件驱使该传动轴组件及该惯性轮组件旋转，以输出旋转动力。

Description

气压动力设备

技术领域

本发明涉及动力设备领域，具体是一种气压动力设备。

背景技术

动力设备是指将自然界的能量转换为机械能的机器、装置，通常作为机械设备的驱动源，是机械设备中的一重要单元。

常见的动力设备是电动机，又称马达，能够将电能转化为机械能，以驱动其它装置。另一种常见的动力设备则是热机，又称热引擎，能够将热源所提供的一部分热量转化为对外输出的机械能。热机的种类很多，例如：柴油机、汽油机、蒸汽机。在电动机及热机之外，还有液动机，能够将水流的动能转为机械能，例如：水车、水轮机。风力发动机也是动力设备的其中一种，能够将气流的动能转为机械能。

如上所述，动力设备的种类繁多，不同的动力设备其结构各有不同，也各自有其功能与优缺点，而有不同的适用之处。因此，若能够设计出别具特色的动力设备，将能够与现有动力设备截长补短，而满足更多元的动力设备需求。

发明内容

因此，本发明的目的即在提供一种新颖结构的气压动力设备，能够将气体压力转化为机械能，以提供作为另一种结构的动力设备的选择，满足不同的动力设备使用需求。

本发明为解决现有技术的问题所采用的技术手段为提供一种气压动力设备，包含：传动轴组件，用于传递旋转动力；惯性轮组件，组接于该传动轴组件，以与该传动轴组件一同旋转；气压供应组件，包括供气装置、储气装置及充压阀，该储气装置为单向连通至该供气装置以用于对该供气装置补压，该充压阀连接于该供气装置；以及活塞气缸组件，包括多数个充压活塞气缸组及补压活塞气缸组，各个该充压活塞气缸组及该补压活塞气缸组分别联动于该传动轴组件，多数个该充压活塞气缸组为经配置而相互间隔有预定的活塞行程差且分别与该传动轴组件的多数个旋转触发角度范围相对应，该充压阀连接于该供气装置及各个该充压活塞气缸组之间以将充压气体自该供气装置经由该充压阀而输送至各个该充压活塞气缸组，以及各个该充压活塞气缸组及该补压活塞气缸组连接于该储气装置，其中该气压动力设备为经设置而：在该传动轴组件旋转至多数个该旋转触发角度范围中任一个该旋转触发角度范围内时，该充压阀为受该传动轴组件的触发，使该供气装置经由该充压阀而连通于该旋转触发角度范围所对应的该充压活塞气缸组的气缸，而对于对应的该充压活塞气缸组充压，使对应的该充压活塞气缸组的活塞位移而驱使该传动轴组件及该惯性轮组件旋转，以经由该传动轴组件传递该旋转动力，以及使该传动轴组件通过对应的该充压活塞气缸组的驱动及该惯性轮组件的带动而朝向其它的该旋转触发角度范围旋转，同时其它未对应的该充压活塞气缸组及该补压活塞气缸组为受该传动轴组件的带动而进行压缩行程并将该压缩行程所产生的压缩气体补充至该储气装置。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该惯性轮组件包括左惯性轮及右惯性轮，该左惯性轮位于该活塞气缸组件的左侧且组接于该传动轴组件的左端侧，该右惯性轮位于该活塞气缸组件的右侧且组接于该传动轴组件的右端侧。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，多数个该充压活塞气缸组包括左充压活塞气缸组及右充压活塞气缸组，该左充压活塞气缸组及该右充压活塞气缸组为相互间隔180度的活塞行程差，该左充压活塞气缸组所对应的该旋转触发角度范围的起始角度位置与该右充压活塞气缸组所对应的该旋转触发角度范围的起始角度位置相差180度。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该补压活塞气缸组包括2个左补压活塞气缸组及2个右补压活塞气缸组，2个该左补压活塞气缸组及该左充压活塞气缸组为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于该传动轴组件，2个该右补压活塞气缸组及该右充压活塞气缸组为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于该传动轴组件。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该充压阀包括左二位三通阀及右二位三通阀，该左二位三通阀连接在该供气装置、该储气装置及该左充压活塞气缸组之间，该右二位三通阀连接在该供气装置、该储气装置及该右充压活塞气缸组之间，其中在该传动轴组件旋转至该左充压活塞气缸组所对应的该旋转触发角度范围内时，该左二位三通阀系经触发而连通该供气装置及该左充压活塞气缸组，该右二位三通阀为连通该储气装置及该右充压活塞气缸组，在该传动轴组件旋转至该右充压活塞气缸组所对应的该旋转触发角度范围内时，该右二位三通阀为经触发而连通该供气装置及该右充压活塞气缸组，该左二位三通阀为连通该储气装置及该左充压活塞气缸组。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该气压供应组件还包括多数个逆止阀，分别连接在该储气装置与个别的该充压活塞气缸组之间、以及该储气装置与该补压活塞气缸组之间，以限制压缩气体经由该逆止阀而单向地补充至该储气装置。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该气压供应组件还包括压力控制阀，连接在该供气装置与该充压阀之间，用于控制该供气装置所提供的充压压力，用以调节该旋转动力的大小。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该气压供应组件还包括外部供气气嘴，连接于该供气装置，以供应该供气装置经由该外部供气气嘴对外部供气。

在本发明的一实施例的一气压动力设备中，该气压供应组件还包括外部补气气嘴，连接于该储气装置，以供经由该外部补气气嘴自外部对该储气装置补气。

经由本发明所采用的技术手段，该气压动力设备能够通过气压方式驱动活塞气缸组件，进而驱使该传动轴组件及该惯性轮组件旋转，以平顺地输出旋转动力。因此，本发明的气压动力设备能够作为现有结构的动力设备之外的另一种选择，以满足不同的动力设备使用需求。

附图说明

图1为根据本发明的一实施例的气压动力设备的侧视示意图。

图2为根据本发明的一实施例的气压动力设备的立体示意图。

图3为根据本发明的一实施例的气压动力设备的结构示意图。

图4为根据本发明的一实施例的气压动力设备在进入其中一个旋转触发角度范围内时的结构示意图。

图5为根据本发明的一实施例的气压动力设备在进入另外一个旋转触发角度范围内时的结构示意图。

附图标记

100 气压动力设备

1 传动轴组件

2 惯性轮组件

2a 左惯性轮

2b 右惯性轮

3 气压供应组件

31 供气装置

32 储气装置

33 充压阀

33a 左二位三通阀

33b 右二位三通阀

34 逆止阀

35 压力控制阀

36 外部供气气嘴

37 外部补气气嘴

4 活塞气缸组件

41a 左充压活塞气缸组

41b 右充压活塞气缸组

42a 左补压活塞气缸组

42b 右补压活塞气缸组

43a 左补压活塞气缸组

43b 右补压活塞气缸组

具体实施方式

以下为根据图1至图5而说明的本发明的具体实施方式。该说明并非为限制本发明的实施方式，而为本发明的实施例的一种。

如图1至图5所示，依据本发明的一实施例的一气压动力设备100，包含：传动轴组件1，用于传递旋转动力；惯性轮组件2，组接于该传动轴组件1，以与该传动轴组件1一同旋转；气压供应组件3，包括供气装置31、储气装置32及充压阀33，该储气装置32系单向连通至该供气装置31以用于对该供气装置31补压，该充压阀33连接于该供气装置31；以及活塞气缸组件4，包括多数个充压活塞气缸组(例如，左充压活塞气缸组41a、右充压活塞气缸组41b)及补压活塞气缸组(例如，左补压活塞气缸组42a、43a、右补压活塞气缸组42b、43b)，各个该充压活塞气缸组及该补压活塞气缸组分别联动于该传动轴组件1，多数个该充压活塞气缸组为经配置而相互间隔有预定的活塞行程差且分别与该传动轴组件1的多数个旋转触发角度范围相对应，该充压阀33连接于该供气装置31及各个该充压活塞气缸组之间以将充压气体自该供气装置31经由该充压阀33而输送至各个该充压活塞气缸组，以及各个该充压活塞气缸组及该补压活塞气缸组连接于该储气装置32。

如图1至图4所示，该气压动力设备100为经设置而：在该传动轴组件1旋转至多数个该旋转触发角度范围中任一个该旋转触发角度范围内时，该充压阀33为受该传动轴组件1的触发，使该供气装置31经由该充压阀33而连通于该旋转触发角度范围所对应的该充压活塞气缸组(例如，左充压活塞气缸组41a)的气缸，而对于对应的该充压活塞气缸组充压，使对应的该充压活塞气缸组的活塞位移而驱使该传动轴组件1及该惯性轮组件2旋转，以经由该传动轴组件1传递该旋转动力，以及使该传动轴组件1通过对应的该充压活塞气缸组的驱动及该惯性轮组件2的带动而朝向其它的该旋转触发角度范围旋转，同时其它未对应的该充压活塞气缸组(例如，右充压活塞气缸组41b)及该补压活塞气缸组(例如，左补压活塞气缸组42a、43a)为受该传动轴组件1的带动而进行压缩行程并将该压缩行程所产生的压缩气体补充至该储气装置32。

如图1至图3及图5所示，在该传动轴组件1通过对应的该充压活塞气缸组的驱动及该惯性轮组件2的带动而旋转至另外一个该旋转触发角度范围内时，相似地，该充压阀33为受该传动轴组件1的触发，使该供气装置31经由该充压阀33而连通于该旋转触发角度范围所对应的该充压活塞气缸组(例如，右充压活塞气缸组41b)的气缸，而对于对应的该充压活塞气缸组充压，使对应的该充压活塞气缸组的活塞位移而驱使该传动轴组件1及该惯性轮组件2旋转，以经由该传动轴组件1传递该旋转动力，以及使该传动轴组件1通过对应的该充压活塞气缸组的驱动及该惯性轮组件2的带动而朝向其它的该旋转触发角度范围旋转，同时其它未对应的该充压活塞气缸组(例如，左充压活塞气缸组41a)及该补压活塞气缸组(例如，右补压活塞气缸组42b、43b)为受该传动轴组件1的带动而进行压缩行程并将该压缩行程所产生的压缩气体补充至该储气装置32。

具体地，在本发明的实施例的气压动力设备100中，该传动轴组件1为作为动力输出轴，用于将该旋转动力提供给机械设备。如图3所示，该传动轴组件1为一曲轴，经由连杆而连接至该充压活塞气缸组的活塞、及该补压活塞气缸组的活塞。因此，该充压活塞气缸组的直线往复运动(包含压缩行程及膨胀行程)的动能会转化为该传动轴组件1的旋转动能。因此，当进气至该充压活塞气缸组的气缸时，该充压活塞气缸组则会进行膨胀行程，使该充压活塞气缸组的活塞朝向下死点移动，带动该传动轴组件1旋转。另一方面，该传动轴组件1的旋转运动也能够经由连杆带动未受充压的其它的该充压活塞气缸组的活塞及补压活塞气缸组的活塞，而进行直线往复运动。因此，通过该传动轴组件1在特定的角度范围旋转，也能够带动部分的该充压活塞气缸组及/或补压活塞气缸组进行压缩行程，在气缸内产生压缩气体。

如图1及图2所示，该惯性轮组件2为惯性轮，又称为飞轮，能够通过本身的转动惯量来抵抗转速的变化，减小转速的波动，使旋转运动更加平顺。在本实施例中，该惯性轮组件2包括左惯性轮2a及右惯性轮2b，该左惯性轮2a位于该活塞气缸组件4的左侧且组接于该传动轴组件1的左端侧，该右惯性轮2b位于该活塞气缸组件4的右侧且组接于该传动轴组件1的右端侧。当然，本发明并不以此为限，该惯性轮组件2也可以仅安装在该传动轴组件1的其中一端侧，如此可使该传动轴组件1的另一端侧方便与机械设备连结，以传递该旋转动力。

如图3所示，在本发明的实施例的气压动力设备100中，多数个该充压活塞气缸组包括该左充压活塞气缸组41a及该右充压活塞气缸组41b，该左充压活塞气缸组41a及该右充压活塞气缸组41b为相互间隔180度的活塞行程差，该左充压活塞气缸组41a所对应的该旋转触发角度范围的起始角度位置与该右充压活塞气缸组41b所对应的该旋转触发角度范围的起始角度位置相差180度。另一方面，该补压活塞气缸组包括二个左补压活塞气缸组42a、43a及二个右补压活塞气缸组42b、43b，二个该左补压活塞气缸组42a、43a及该左充压活塞气缸组41a为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于该传动轴组件1，二个该右补压活塞气缸组42b、43b及该右充压活塞气缸组41b为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于该传动轴组件1。具体而言，通过使各个活塞气缸组之间具有相同的活塞行程差，能够使各个活塞气缸组的活塞运动状态之间达到平衡，以使该传动轴组件1的旋转不容易忽快忽慢，而能够维持稳定。

如图3至图5所示，在本发明的实施例的气压动力设备100中，该充压阀33包括左二位三通阀33a及右二位三通阀33b，该左二位三通阀33a连接在该供气装置31、该储气装置32及该左充压活塞气缸组41a之间，该右二位三通阀33b连接在该供气装置31、该储气装置32及该右充压活塞气缸组41b之间，其中在该传动轴组件1旋转至该左充压活塞气缸组41a所对应的该旋转触发角度范围内时，该左二位三通阀33a为经触发而连通该供气装置31及该左充压活塞气缸组41a，该右二位三通阀33b为连通该储气装置32及该右充压活塞气缸组41b，在该传动轴组件1旋转至该右充压活塞气缸组41b所对应的该旋转触发角度范围内时，该右二位三通阀33b为经触发而连通该供气装置31及该右充压活塞气缸组41b，该左二位三通阀33a为连通该储气装置32及该左充压活塞气缸组41a。

具体地，二位三通阀指的是具有2个位置可控(即，“二位”)以及三个通道通气(即，“三通”)的阀门机构。例如，切换至第一个位置时，第一个通道连通至第二个信道，第三个信道则关闭；切换至第二个位置时，第一个通道连通至第三个信道，第二个信道则关闭。在本实施例中，该左二位三通阀33a及该右二位三通阀33b相当于是第一个通道分别连接至该左充压活塞气缸组41a及该右充压活塞气缸组41b，第二个通道分别连接至该供气装置31，第三个通道分别连接至该储气装置32，该左二位三通阀33a及该右二位三通阀33b的位置切换开关则分别与该传动轴组件1联动。因此，当该传动轴组件1旋转至其中一个该旋转触发角度范围内时，对应的该左二位三通阀33a或该右二位三通阀33b的位置切换开关则会受触发而切换至第一个位置，并且当该传动轴组件1离开此旋转触发角度范围时，对应的该左二位三通阀33a或该右二位三通阀33b的位置切换开关则受触发而自动复位(例如，通过机械式弹簧机构)至第二个位置。

如图3至图5所示，在本发明的实施例的气压动力设备100中，该气压供应组件3还包括多数个逆止阀34，分别连接在该储气装置32与个别的该充压活塞气缸组之间、以及该储气装置32与该补压活塞气缸组之间，以限制压缩气体经由该逆止阀34而单向地补充至该储气装置32。较佳地，该逆止阀34为设置成在压缩气体的气压大至一定程度时为连通，以使达到合适气压的压缩气体自动地补充至该储气装置32。

如图3至图5所示，在本发明的实施例的气压动力设备100中，该气压供应组件3还包括压力控制阀35，连接在该供气装置31与该充压阀33之间，用于控制该供气装置31所提供的充压压力，用以调节该旋转动力的大小。具体而言，该供气装置31输出的充压压力越大，则所提供的该旋转动力越大。较佳地，该压力控制阀35可包括分段流量控制阀及总开关阀。该分段流量控制阀通过分段调节流量而分段控制该供气装置31输出的充压压力。该总开关阀可完全关闭该供气装置31，用以停止提供该充压气体。

如图3至图5所示，在本发明的实施例的气压动力设备100中，该气压供应组件3还包括外部供气气嘴36及外部补气气嘴37。该外部供气气嘴36连接于该供气装置31，以供应该供气装置31经由该外部供气气嘴36对外部供气。该外部补气气嘴37连接于该储气装置32，以供经由该外部补气气嘴37自外部对该储气装置32补气。因此，能够在例如：该供气装置31的供气不足时，自外部对该储气装置32补气，以间接地补气至该供气装置31。

通过以上结构，本发明的气压动力设备100能够通过气压方式驱动活塞气缸组件4，进而驱使该传动轴组件1及该惯性轮组件2旋转，以平顺地输出旋转动力。因此，本发明的气压动力设备100能够作为现有结构的动力设备之外的另一种选择，以满足不同的使用需求。

以上的叙述以及说明仅为本发明的较佳实施例的说明，本领域技术人员当可依据以上所界定的保护范围以及上述的说明而作其他的修改，只是这些修改仍应是为本发明的发明精神而在本发明的保护范围中。

Claims (9)

1.一种气压动力设备，其特征在于，包含：

传动轴组件，用于传递旋转动力；

惯性轮组件，组接于该传动轴组件，以与该传动轴组件一同旋转；

气压供应组件，包括供气装置、储气装置及充压阀，所述的储气装置为单向连通至所述的供气装置以用于对所述的供气装置补压，所述的充压阀连接于所述的供气装置；以及

活塞气缸组件，包括多数个充压活塞气缸组及补压活塞气缸组，各个所述的充压活塞气缸组及所述的补压活塞气缸组分别联动于所述的传动轴组件，多数个所述的充压活塞气缸组为经配置而相互间隔有预定的活塞行程差且分别与所述的传动轴组件的多数个旋转触发角度范围相对应，所述的充压阀连接于所述的供气装置及各个所述的充压活塞气缸组之间以将充压气体自所述的供气装置经由该充压阀而输送至各个所述的充压活塞气缸组，以及各个所述的充压活塞气缸组及所述的补压活塞气缸组连接于所述的储气装置，其中所述的气压动力设备为经设置而：

在所述的传动轴组件旋转至多数个所述的旋转触发角度范围中任一个所述的旋转触发角度范围内时，所述的充压阀为受所述的传动轴组件的触发，使所述的供气装置经由所述的充压阀而连通在所述的旋转触发角度范围所对应的所述的充压活塞气缸组的气缸，而对于对应的所述的充压活塞气缸组充压，使对应的所述的充压活塞气缸组的活塞位移而驱使所述的传动轴组件及所述的惯性轮组件旋转，以经由所述的传动轴组件传递所述的旋转动力，以及使所述的传动轴组件通过对应的所述的充压活塞气缸组的驱动及所述的惯性轮组件的带动而朝向其它的所述的旋转触发角度范围旋转，同时其它未对应的所述的充压活塞气缸组及所述的补压活塞气缸组为受所述的传动轴组件的带动而进行压缩行程并将该压缩行程所产生的压缩气体补充至所述的储气装置。

2.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，所述的惯性轮组件包括左惯性轮及右惯性轮，所述的左惯性轮位于所述的活塞气缸组件的左侧且组接于所述的传动轴组件的左端侧，所述的右惯性轮位于所述的活塞气缸组件的右侧且组接于所述的传动轴组件的右端侧。

3.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，多数个所述的充压活塞气缸组包括左充压活塞气缸组及右充压活塞气缸组，所述的左充压活塞气缸组及所述的右充压活塞气缸组为相互间隔180度的活塞行程差，所述的左充压活塞气缸组所对应的所述的旋转触发角度范围的起始角度位置与所述的右充压活塞气缸组所对应的所述的旋转触发角度范围的起始角度位置相差180度。

4.根据权利要求3所述的气压动力设备，其特征在于，所述的补压活塞气缸组包括2个左补压活塞气缸组及2个右补压活塞气缸组，所述的2个左补压活塞气缸组及所述的左充压活塞气缸组为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于所述的传动轴组件，所述的2个右补压活塞气缸组及所述的右充压活塞气缸组为经配置而以三者相互间隔120度的活塞行程差的方式联动于所述的传动轴组件。

5.根据权利要求3或4所述的气压动力设备，其特征在于，所述的充压阀包括左二位三通阀及右二位三通阀，所述的左二位三通阀连接在所述的供气装置、所述的储气装置及所述的左充压活塞气缸组之间，所述的右二位三通阀连接在所述的供气装置、所述的储气装置及所述的右充压活塞气缸组之间，

其中在所述的传动轴组件旋转至所述的左充压活塞气缸组所对应的所述的旋转触发角度范围内时，所述的左二位三通阀为经触发而连通所述的供气装置及所述的左充压活塞气缸组，所述的右二位三通阀为连通所述的储气装置及所述的右充压活塞气缸组，

在所述的传动轴组件旋转至所述的右充压活塞气缸组所对应的所述的旋转触发角度范围内时，所述的右二位三通阀为经触发而连通所述的供气装置及所述的右充压活塞气缸组，所述的左二位三通阀为连通所述的储气装置及所述的左充压活塞气缸组。

6.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，所述的气压供应组件还包括多数个逆止阀，分别连接在所述的储气装置与个别的所述的充压活塞气缸组之间、以及所述的储气装置与所述的补压活塞气缸组之间，以限制压缩气体经由所述的逆止阀而单向地补充至所述的储气装置。

7.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，所述的气压供应组件还包括压力控制阀，连接在所述的供气装置与所述的充压阀之间，用于控制所述的供气装置所提供的充压压力，用以调节所述的旋转动力的大小。

8.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，所述的气压供应组件还包括外部供气气嘴，连接于所述的供气装置，以供应所述的供气装置经由所述的外部供气气嘴对外部供气。

9.根据权利要求1所述的气压动力设备，其特征在于，所述的气压供应组件还包括外部补气气嘴，连接于所述的储气装置，以供经由所述的外部补气气嘴自外部对所述的储气装置补气。

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