TW202118943A

TW202118943A - 可調式雙向運動之氣壓系統

Info

Publication number: TW202118943A
Application number: TW108140757A
Authority: TW
Inventors: 任復華; 彭紹晟; 邱文信; 黃定邦
Original assignee: 明新學校財團法人明新科技大學
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2021-05-16
Also published as: TWI742459B

Abstract

本發明係一種可調式雙向運動之氣壓系統，包括氣壓缸、控制單元及管路單元，氣壓缸與控制單元之間以管路單元連通形成一密閉迴路，且控制單元可以調整推動氣壓缸所設之活塞之力量大小，以及控制活塞移動時氣體在管路單元及氣壓缸的流動方向，而當釋放外力時，密閉迴路形成平衡狀態，使得活塞立即停止移動。

Description

可調式雙向運動之氣壓系統

本發明係有關於氣壓系統，尤指一種由氣壓缸、控制單元、及管路單元形成一密閉迴路的可調式雙向運動之氣壓系統。

按，氣壓缸主要是將氣壓能轉變為機械能，而可做出往復運動的元件。它結構簡單、工作可靠，可以節省人力，提高生產力。因此應用於許多領域之間，例如：隧道穿鑿、汽機車的避震系統、運動健身器材或者支架等。

許多廠商針對氣壓缸進行改良及應用，例如台灣第423616號發明專利(以下稱：專利前案)，係一種氣動雙向高壓液態幫浦結構改良，其係由缸蓋體設一具心孔之軸孔，以組裝一塞設有缸體襯套之缸體承管，以使缸體襯套緊密包覆滑設於雙向活塞桿上，且缸體承管內並形成一以雙向活塞桿為活塞之加壓缸，該加壓缸內並設有孔道與缸蓋體之逆止閥連通，另缸蓋體並組設有換向構件，其係由內、外座管、彈性元件、頂桿及端環件所組成，其中該頂桿末端係凸出於氣壓缸內部，而內、外座管皆設有通氣孔與缸蓋體之孔道連通，並藉由頂桿之擋緣與內座管端壁之密合與分離而構成內、外座管內氣壓之阻隔與連通，藉由上述之構件組成，促使高壓幫浦之結構達到換裝維修簡便、切換精準確實及耐用之實用目的者。

但是上述的專利前案需要額外的氣壓或液壓的動力來源，而且是應用在加工機具上，其結構組成複雜，費用昂貴，並不適用於一般個人使用，或者應用在運動健身器材、肌力重建器材、銀髮族肌力訓練器材或者醫療院所常見之手術照明燈支架、電路板檢測常用之照明支架等，因此有必要改善雙向氣壓系統的結構，解決結構複雜、不適用在運動健身器材或支架等問題。

有鑑於先前技術的問題，本創作之一目的係設計結構簡單的氣壓系統，讓氣壓系統可以被施加不同方向的外力，而往施力的方向移動，且釋放外力後，氣壓系統可以立即停止移動，以利使用在運動健身器材或支架等小型且無須額外動力來源，只需要人力即可操作移動者。

根據本發明之一目的，係提供一種可調式雙向運動之氣壓系統，包括氣壓缸、控制單元及管路單元，氣壓缸與控制單元之間以管路單元連通形成一密閉迴路，且控制單元可以調整推動氣壓缸所設之活塞之力量大小，以及控制活塞在移動時氣體在管路單元、控制單元及氣壓缸之間的流動方向，而當釋放推動活塞的外力時，氣壓缸、控制單元及管路單元的密閉迴路形成平衡狀態，使得活塞立即停止移動。

其中，氣壓缸包括缸體及活塞，活塞設在缸體內，活塞將缸體分隔成第一區域與第二區域。

其中，控制單元包括有第一氣室、第二氣室、第一調整元件、第一逆止元件、第二調整元件及第二逆止元件，第一氣室設有第一進出氣口，第二氣室設有第二進出氣口，第一逆止元件的輸入端連接在第一進出氣口，第一逆止元件的輸出端設置在第一氣室內，第二逆止元件的輸入端連接在第二進出氣口，第二逆止元件的輸出端設置在第二氣室內，氣體只能由第一逆止元件的輸入端進入第一氣室或第二逆止元件的輸入端進入第一氣室。

其中，管路單元包括第一連通管路、第二連通管路、第一回流管路及第二回流管路，第一連通管路連接第一進出氣口與第一區域，第二連通管路連接第二氣室與第二區域，第一回流管路連接第一氣室位於第一逆止元件的輸出端的位置與第二連通管路之間，第二回流管路連接第二氣室在第二逆止元件的輸出端的位置與第一連通管路之間的位置，使得氣壓缸與控制單元之間以管路單元連通形成一密閉迴路。

其中，第一調整元件設在第一氣室內，並連接第一逆止元件，第二調整元件設在第二氣室內，並連接第二逆止元件，如此，藉由第一調整元件與第一調整元件設定推動活塞之力量大小，以及第一逆止元件及第二逆止元件控制活塞移動時氣體在管路單元及氣壓缸的流動方向，而當釋放外力時，密閉迴路形成平衡狀態，使得活塞立即停止移動。

綜上所述，本發明具有下列之一或多個優點：

1.本發明透過管路單元連通形成一密閉迴路，即可讓活塞被移動或停止移動可維持在當下的位置處，方便應用在運動健身器材、肌力重建器材、銀髮族肌力訓練器材或者醫療院所常見之手術照明燈支架、電路板檢測常用之照明支架等。

2.本發明的控制單元的第一調整元件及第二調整元件可以調整活塞被移動的力道大小。

1‧‧‧氣壓缸

10‧‧‧活塞

12‧‧‧缸體

120‧‧‧第一區域

122‧‧‧第二區域

14‧‧‧活塞桿

2‧‧‧控制單元

20‧‧‧第一氣室

200‧‧‧第一進出氣口

21‧‧‧第二氣室

210‧‧‧第二進出氣口

22‧‧‧第一調整元件

23‧‧‧第一逆止元件

24‧‧‧第二調整元件

25‧‧‧第二逆止元件

3‧‧‧管路單元

30‧‧‧第一連通管路

32‧‧‧第二連通管路

34‧‧‧第一回流管路

36‧‧‧第二回流管路

圖1係本發明之一結構示意圖。

圖2係本發明之一操作示意圖。

圖3係圖2停止操作之示意圖。

圖4係本發明之另一操作示意圖。

圖5係圖4停止操作之示意圖。

圖6係本發明之一實施例之結構示意圖。

圖7係本發明之另一實施例之結構示意圖。

圖8係本發明之又另一實施例之結構示意圖。

為利貴審查員瞭解本發明之發明特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而於文中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，故不應侷限本發明於實際實施上的專利範圍。

請參閱圖1所示，本發明係一種可調式雙向運動之氣壓系統，包括氣壓缸1、控制單元2及管路單元3，氣壓缸1及活塞10係為可往復相對移動者，管路單元3連接在氣壓缸1與控制單元2之間形成一密閉迴路，控制單元2係提供調整推動氣壓缸1所設之活塞10之力量大小，以及提供控制活塞10移動時密閉迴路內的氣體的流動方向，且當釋放外力時，密閉迴路內形成平衡狀態，活塞10即停止移動，如此，氣壓系統方便應用在運動健身器材、肌力重建器材、銀髮族肌力訓練器材或者醫療院所常見之手術照明燈支架、電路板檢測常用之照明支架等設備。

在本發明中，氣壓缸1包括活塞10及缸體12，活塞10設在缸體12內，缸體12被活塞10分隔成第一區域120與第二區域122，第一區域與第二區域的空間大小隨活塞往復移動而變化。

在本發明中，請參閱圖2~5所示，控制單元2包括有第一氣室20、第二氣室21、第一調整元件22、第一逆止元件23、第二調整元件24及第二逆止元件25，第一氣室20設有第一進出氣口200，第二氣室21設有第二進出氣口210。第一調整元件22設在第一氣室20內，並連接第一逆止元件23之輸出端，第二調整元件24設在第二氣室21內，並連接第二逆止元件25輸出端。第一逆止元件23的輸入端連接在第一進出氣口200。第二逆止元件25的輸入端連接在第二進出氣口210。

在本發明中，管路單元3包括第一連通管路30、第二連通管路32、第一回流管路34及第二回流管路36。其中第一連通管路30連接第一進出氣口200與第一區域120，第二連通管路32連接第二進出氣口210與第二區域122，第一回流管路34連接第一氣室20在第一逆止元件23的輸出端與第二連通管路32之間的位置，第二回流管路36連接第二氣室21在第二逆止元件25的輸出端與第一連通管路30之間的位置，使得氣壓缸1與控制單元2之間以管路單元3連通形成一密閉迴路。

綜上所述，藉由第一調整元件22與第二調整元件24設定推動活塞之力量大小，第一調整元件22與第二調整元件24係可為彈簧。並且利用第一逆止元件23及第二逆止元件25控制活塞10移動時氣體在管路單元3 及氣壓缸1的流動方向，而當釋放外力時，密閉迴路形成平衡狀態，使得活塞10立即停止移動。

為了能更一步瞭解本發明，以操作說明各元件彼此之動作關係：

請參閱圖1所示，係為沒有外力施加到活塞10，缸體12中活塞10呈現靜止狀態。請參閱圖2所示，當活塞10受外力朝向第一區域120的方向移動時(第一區域120的空間逐漸變小，而第二區域122的空間逐漸變大)，將氣體推擠向第一區域120方向壓縮，將氣體推入第一連通管路30，使得控制單元2之第一逆止元件23受氣體壓力打開第一進出氣口200，讓氣體流入第一氣室20，經由第一回流管路34、第二連通管路32進入第二區域122。請參閱圖3所示，當外力釋放時，缸體12中活塞10會因力平衡呈現靜止之狀態，請參閱圖4所示，當活塞10受外力朝向第二區域122的方向移動時(第二區域122的空間逐漸變小，而第一區域120的空間逐漸變大)，將氣體推擠向第二區域122方向壓縮，將氣體推入第二連通管路32，使得控制單元2之第二逆止元件25受氣體壓力打開第二進出氣口210，讓氣體流入第二氣室21，經由第二回流管路36、第一連通管路30進入第一區域120。請參閱圖5所示，當外力釋放時，缸體12中活塞10會因力平衡呈現靜止之狀態。

在本發明之一實施例中，請參閱圖6所示，大致與圖1相同，係將活塞10連接活塞桿14，以便於使用者操作，在本發明之另一實施例中，請參閱圖7所示，大致與圖6相同，兩者之差異在於第一氣室20與第二氣室21分為兩個獨立的個體。在本發明之又另一實施例中，請參閱圖8所示，大致與圖6相同，兩者之差異在於，圖6的第一回流管路34連接第二連通管路 32之間的位置比較接近第二氣室21，第二回流管路36連接第一連通管路30之間的位置接近第一氣室20。

據上所述，本發明氣壓缸1、控制單元2及管路單元3之間形成一密閉迴路，其結構簡單，造價成本低廉，又可以藉由第一調整元件22與第二調整元件24設定推動活塞之力量大小，方便將本發明應用在運動健身器材、肌力重建器材、銀髮族肌力訓練器材或者醫療院所常見之手術照明燈支架、電路板檢測常用之照明支架等方面。

綜上所述，本發明具有新穎性，且為申請前所未曽有類似者公開或申請在先之前案，且已具有先前技術所無法預期或所未具有之功效，實質增進之產業利用性的價值，爰依法提出專利申請；此外，本說明書僅為較佳實施例之敘述，並非以此作為專利範圍的界定，舉凡在本發明之原理、技術下各構成元件所作之修飾、衍變均應函蓋在本發明之專利範圍內。