CN2090896U - 流体传动放大缩小装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是利用某些流体的不可压缩性，根据 帕斯卡定律设计出的一种新型传动装置。其主要结 构是缸体内腔的两侧分别配置一个大活塞和一个小 活塞，两个活塞之间充满流体介质，并在该缸体内腔 安装使其中一个活塞复位的弹簧。该装置可获得所 需的运动的速度变化，从而将所传递的运动放大或缩 小，可广泛应用于各个不同的技术领域。

Description

本实用新型涉及的是一种流体传动放大缩小装置。

长期以来，人们利用某些流体的不可压缩性，根据帕斯卡定律，设计制造出可使所施加的“运动”速度产生变化的装置。然而，这些装置的作用是通过该运动速度的减小，使作用于这些装置产生较大的力，从而完成提升重物的功能。其中千斤顶便是典型的结构。这些装置是不能作为传动机构加以应用的，当然也就更不可能提高传动运动的精度，现有的传动装置除去用刚体元件组成的装置外，也存在各种气动装置或者液压装置。例如增速增压油缸。然而，这些装置均需要气动源或液压源，并且需要配置这些流体介质的进出装置，因此，结构复杂，成本较高。

本实用新型的目的是克服上述现有技术中的不足，利用某些流体的不可压缩性，根据帕斯卡定律设计出一种传动装置，该装置用于传动运动的放大或缩小。

本实用新型是这样实现的：

在一个缸体两侧分别配置可在缸体内运动的大活塞和小活塞，两个活塞之间充满不可压缩的流体。同时在缸体内配置使其中一个活塞复位的弹簧。活塞运动时，流体不会溢出缸外。

该装置的工作原理是：设大活塞的半径为R，小活塞的半径为r；若大活塞在缸体向内运动的距离为L时，缸体大腔减小的容积为V₁＝πR²L；同时，小活塞向外运动，其距离为l，缸体小腔增加的容积为V₂＝πr²l。由于流体的不可压缩性，V₁必然与V₂相等，即πR²L＝πr²l。这样，小活塞向外运动的距离l＝ (R²L)/(r²) 现设 (R²)/(r²) ＝10，L＝1，则l＝10。也就是说，大活塞移动1个长度单位，小活塞移动10个长度单位；反之，小活塞移动10个长度单位，大活塞移动1个长度单位。这样，该装置就可以对所传递的运动进行放大或缩小。

本实用新型能够将所说的缸体配置大活塞的部分与缸体配置小活塞的部分根据需要呈某一角度配置，这样该装置不仅可以放大或缩小所传递的运动，还可以改变运动的方向。

本实用新型也可以将缸体配置大活塞的部分与缸体配置小活塞的部分用柔性流体介质管相连，以便输入和输出运动件可放置在随意所需的位置，适应特定场合的需要。

本实用新型还能够将缸体与和流体接触的大活塞端面相对的一端制成密闭端，大活塞沿其轴向配置流体通腔，并在该通腔与缸体密闭端相对的一侧配置小活塞，小活塞与所说缸体密闭端所形成的空间充满流体介质，并在该空间内配置使小活塞复位的弹簧。这样可使大小活塞在同一轴线上运动并且运动的方向相反。

本实用新型还能够这样实现：

采用若干个缸体分别与若干个活塞相配，这些活塞的直径依次递减，所说的缸体按内腔直径大小递减两两用柔性流体介质软管首尾相接，并在该装置运动的输出端的缸体内腔中配置使该腔内活塞复位的弹簧。这样，不仅使输入和输出运动件放置于所需要的位置，而且可获很大的传动速比。

由于本实用新型所提供的装置利用流体介质在缸体中面积比的变化来获得大小活塞运动的较大速比，因此可以应用这种装置将各种机构的运动放大或缩小。该装置为机构传动增添了一种新方式。可广泛应用于测量装置、进给装置、微调装置、传动装置、定位装置、凿岩机的减震手把和缓冲装置、以及医用静脉注射机中，根据需要还可以扩大到其它所需要的领域。结构简单，成本较低。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

图1是第一实施例的剖面图

图2是第二实施例的剖面图

图3是第三实施例的剖面图

图4是第四实施例的剖面图

实施例1：

图1所示，缸体9具有两个相通的内腔。大内腔与大活塞2相配合，小内腔与小活塞7相配合。缸体9的两个端面分别装有端盖3和端盖11。大活塞2上装有活塞杆1，该杆通过端盖3向缸体外伸出；小活塞7上装有活塞杆8，该杆通过端盖11向外伸出。缸体9的内腔与两个活塞端面之间形成密封的腔体，该腔体内充满流体介质6，所说的大内腔中装有复位弹簧5，以便作用于大活塞2上的力撤消后使该活塞复位。缸体9开有工艺孔16，在装配大活塞2和小活塞7时，残存于内腔中的气体由该孔中排出。装配好后，该工艺孔用丝堵密封。当大活塞2向腔体内运动时，腔体内的流体介质推动小活塞7向腔体外运动。如前所述，设大活塞2运动距离为L，则小活塞7运动距离l＝ (R²)/(r²) L。这样，小活塞7运动的速度是大活塞运动速度的 (R²)/(r²) 倍。如果小活塞7的运动为主动运动，则大活塞2的运动速度是小活塞7运动速度的 (r²)/(R²) 倍。这种运动的特性，可使该装置在各种技术领域中获得广泛的应用。

实施例2：

图2所示的实施例的基本结构与图1所示的实施例基本相同，其区别主要在于缸体9分为两部分9－1和9－2。这两个部分成90°配置，并且为螺纹连接，9－1和9－2之间由密封垫12密封。本实施例的缸体9－2部分的端面不需要安装端盖，以便简化结构，其密封由活塞杆8和其配合面共同完成。该实施例可使大小活塞在垂直方向上运动。也可根据需要配置为其它角度。

实施例3：

图3所示实施例是图2所示实施例的改进。缸体9分成9－1和9－2两部分，两部分之间用柔性流体介质管13相连。大活塞2的复位弹簧5配置于活塞杆1的一侧，当小活塞7的外力撤消后，大活塞2可自动复位。大活塞与缸体9－1部分内腔可由密封环14密封。本实施例的优点在于，不仅可使大活塞2和小活塞7可成任意角度方向上运动，而且还可使该装置的主动运动件和从动运动件放置任意所需的位置上。这个实施例特别实用于进给装置上提高运动的精度。以机床进给装置为例，活塞杆1与刀架相连，小活塞7与机床进给机构相连。设机床进给机构进给1个长度单位，刀架的进给量仅为 (r²)/(R²) 个长度单位，可大大提高机床的工作精度。

实施例4：

图4所示的实施例可使大活塞2和小活塞7的运动方向相反，并且使其运动沿同一轴线进行。具体结构如图所示。缸体9的一端是密闭的，其内腔17与大活塞2相配合。缸体9与密闭端相对的端面装有端盖3，该端面与端盖3之间由密封垫4密封。活塞杆1与大活塞2制成一体并沿其轴线配置一内腔用以与小活塞7相配合。该活塞杆1端面上装有端盖11并且该端面与端盖11由密封垫18密封。大活塞2的活塞杆1通过端盖3向外延伸。小活塞7上装有活塞杆8，该杆通过端盖11向外伸出。大活塞内腔充满不可压缩的流体介质，例如液压油，并在该腔内配置使小活塞7复位的弹簧5。大活塞2和小活塞7上分别装有密封环14和15。

以上叙述了本实用新型的四个实施例，但是本实用新型的保护范围不受上述实施例的限制。凡属本实用新型构思范围之内的变化型或改进型的装置，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1、一种流体传动放大缩小装置，其特征在于该装置具有一个缸体9，缸体9中的大内腔配置大活塞2，小内腔配置小活塞7，其中一个内腔具有一个使该内腔中活塞复位的弹簧5，大活塞2和小活塞7之间充满流体介质。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于缸体9配置大活塞2一侧的端面配置端盖3，活塞杆1与大活塞2刚性连接，并通过端盖3向外延伸。

3、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于缸体9配置小活塞7一侧的端面配置端盖11，活塞杆8与小活塞7刚性连接，并通过端盖11向外延伸。

4、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于缸体9分为9－1和9－2两个部分，9－1部分配置大活塞2，9－2部分配置小活塞7，所说的缸体9－1部分和9－2部分可以成角度地配置。

5、根据权利要求3所述的装置，其特征在于缸体9分为9－1和9－2两个部分，9－1部分配置大活塞2，9－2部分配置小活塞7，所说的缸体9－1部分和9－2部分可以成角度地配置。

6、根据权利要求4所述的装置，其特征在于配置小活塞7的缸体9－2部分刚性连接于配置大活塞2的缸体9－1部分上。

7、根据权利要求5所述的装置，其特征在于配置小活塞7的缸体9－2部分刚性连接于配置大活塞2的缸体9－1部分上。

8、根据权利要求4所述的装置，其特征在于缸体的9－1部分和9－2部分用柔性流体介质管相连。

9、根据权利要求5所述的装置，其特征在于缸体的9－1部分和9－2部分之间用柔性流体介质管相连。

10、根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于：大活塞2上装有密封环14。

11、根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：缸体9与和流体接触的大活塞2端面相对的一端为封闭，大活塞2沿其轴向配置通腔17，该通腔17一直延伸至活塞杆1的外端面并与缸体9密闭端相对的一侧配置小活塞7，小活塞7端面与所说缸体9的密封端所形成的空间充满流体介质，并在该空间内配置使小活塞7，复位的弹簧5。

12、根据权利要求11所述的装置，其特征在于：小活塞2具有与其连成一体的活塞杆8，该活塞杆通过与活塞杆1的端面相配合的端盖11向外延伸，活塞杆1的端面与端盖11之间由密封垫18密封，大活塞2上装有密封环14，小活塞上装有密封环15。

13、根据权利要求8所述的装置，其特征在于：每个缸体的内腔配置一个活塞，所说的缸体内腔按其直径递减两两用柔性流体介质管首尾相连，并在该装置运动的输出端的缸体内腔配置使该内腔中活塞复位的弹簧。

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