臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，包括：柱形缸體、傳動(dòng)軸及設(shè)置在柱形缸體上的壓縮裝置，壓縮裝置包括：四套氣缸及設(shè)在氣缸內(nèi)的活塞，氣缸沿柱形缸體的徑向方向設(shè)置在柱形缸體的缸體壁上，氣缸的底部設(shè)有單向進(jìn)氣閥和單向出氣閥；凸輪機(jī)構(gòu)，其固定在傳動(dòng)軸上與傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，凸輪機(jī)構(gòu)具有對(duì)稱設(shè)置的驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部圍繞傳動(dòng)軸做圓周運(yùn)動(dòng)從而形成旋轉(zhuǎn)軌跡；四根聯(lián)動(dòng)的臂桿，臂桿的首尾端相互鉸接進(jìn)而形成聯(lián)動(dòng)框架，且四根臂桿的首尾連接端分別與對(duì)應(yīng)的活塞的尾部鉸接，每根臂桿的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軌跡相配合的工作曲線；其中凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四根臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)活塞動(dòng)作。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造成本低廉，效率高。
【專利說(shuō)明】 臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及空氣壓縮機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)用較為廣泛的空氣壓縮機(jī)主要有曲軸曲柄活塞式或雙螺桿擠壓式空氣壓縮機(jī)，傳統(tǒng)的曲軸曲柄活塞式空氣壓縮機(jī)是通過(guò)曲軸輸出動(dòng)力，通過(guò)曲柄帶動(dòng)圓柱形氣缸活塞裝置中的活塞作直線往返運(yùn)動(dòng)，活塞配合氣缸完成吸入空氣，然后壓縮并輸送高壓空氣。對(duì)于雙螺桿擠壓式空氣壓縮機(jī)，其通過(guò)雙螺桿高速轉(zhuǎn)動(dòng)和兩螺桿的螺紋相互配合擠壓來(lái)輸出高壓空氣。
[0003]但是，對(duì)于上述曲軸曲柄活塞式空氣壓縮機(jī)，曲軸每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)氣缸工作一次，工作效率較低，而且該空氣壓縮機(jī)的曲軸、曲柄件機(jī)加工難度大，制作成本高，機(jī)器體積龐大，重量較大，這些缺點(diǎn)使傳統(tǒng)的曲軸曲柄活塞式空氣壓縮機(jī)的生存發(fā)展受到極大的限制。而對(duì)于雙螺桿擠壓式空氣壓縮機(jī)，其必須依靠強(qiáng)大動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，使用成本提高，且雙螺桿的加工技術(shù)復(fù)雜，各種技術(shù)要求極高，另外，相對(duì)于傳統(tǒng)空氣壓縮機(jī)，其效率提高不足10 %。
[0004]公開(kāi)于該【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其通過(guò)利用凸輪的技術(shù)特性，使之與臂桿配合來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞工作，能夠給壓力容器輸入高壓空氣或直接向氣動(dòng)機(jī)具提供高壓氣源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，制造成本低廉，體積重量小，效率高。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，包括:柱形缸體及傳動(dòng)軸，柱形缸體內(nèi)部具有容腔，傳動(dòng)軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在容腔內(nèi)，傳動(dòng)軸處于柱形缸體的軸線位置上；壓縮裝置，其設(shè)置在柱形缸體上，壓縮裝置包括:四套氣缸及設(shè)在氣缸內(nèi)的活塞，氣缸沿柱形缸體的徑向方向設(shè)置在柱形缸體的缸體壁上且沿缸體壁的周向排列，氣缸的底部設(shè)有單向進(jìn)氣閥和單向出氣閥，活塞的尾部能夠在容腔內(nèi)來(lái)回伸縮；凸輪機(jī)構(gòu)，其固定在傳動(dòng)軸上與傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，凸輪機(jī)構(gòu)具有對(duì)稱設(shè)置的驅(qū)動(dòng)部，驅(qū)動(dòng)部圍繞傳動(dòng)軸做圓周運(yùn)動(dòng)從而形成旋轉(zhuǎn)軌跡；四根聯(lián)動(dòng)的臂桿，臂桿的首尾端相互鉸接進(jìn)而形成聯(lián)動(dòng)框架，且四根臂桿的首尾連接端分別與對(duì)應(yīng)的活塞的尾部鉸接，每根臂桿的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有與旋轉(zhuǎn)軌跡相配合的工作曲線；其中凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四根臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)活塞沿氣缸的軸線做伸縮動(dòng)作，聯(lián)動(dòng)框架在聯(lián)動(dòng)中具有水平極限位置和豎直極限位置。
[0007]優(yōu)選地，四根臂桿等長(zhǎng)，氣缸沿缸體壁的周向均勻排列。
[0008]優(yōu)選地，凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪支架和凸輪轉(zhuǎn)輪，凸輪支架固定在傳動(dòng)軸上，凸輪轉(zhuǎn)輪設(shè)置在凸輪支架的兩端進(jìn)而形成驅(qū)動(dòng)部。
[0009]優(yōu)選地，每根臂桿的工作曲線包括:
[0010]切入弧線，聯(lián)動(dòng)框架處于水平極限位置時(shí)切入弧線與旋轉(zhuǎn)軌跡吻合；切出弧線，聯(lián)動(dòng)框架處于豎直極限位置時(shí)該臂桿的切出弧線與旋轉(zhuǎn)軌跡吻合；驅(qū)動(dòng)弧線，其同時(shí)與切入弧線和切出弧線平滑連接，凸輪轉(zhuǎn)輪與驅(qū)動(dòng)弧線接觸時(shí)驅(qū)動(dòng)臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選地，凸輪支架呈工字形，該工字形凸輪支架的兩側(cè)空間形成臂桿內(nèi)側(cè)壁的讓位區(qū)域；凸輪轉(zhuǎn)輪通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)輪軸安裝在工字形凸輪支架的兩端的中間位置；臂桿的首尾端通過(guò)臂桿連接軸鉸接。
[0012]優(yōu)選地，每個(gè)臂桿連接軸的兩端均安裝有壓送滾輪；凸輪支架的工形壁的端面上均設(shè)有與壓送滾輪配合運(yùn)動(dòng)的輔助凸輪，凸輪支架旋轉(zhuǎn)時(shí)輔助凸輪能夠擠壓對(duì)應(yīng)的壓送滾輪。
[0013]優(yōu)選地，臂桿連接軸上套裝有滾輪。
[0014]優(yōu)選地,氣缸的底端部分裸露在柱形缸體的缸體壁外，氣缸的中間部位設(shè)有輔助進(jìn)氣口。
[0015]優(yōu)選地，單向出氣閥與導(dǎo)氣管接通。
[0016]優(yōu)選地，沿柱形缸體的軸向方向布置多套壓縮裝置，該多套壓縮裝置共同由傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:利用凸輪驅(qū)動(dòng)的技術(shù)特性，使之與臂桿及壓送滾輪巧妙配合來(lái)驅(qū)動(dòng)活塞工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，關(guān)鍵部件制造成本低廉，體積小，重量輕，效率是一般空氣壓縮機(jī)的三倍以上。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)與聯(lián)動(dòng)框架的主視不意圖；
[0020]圖2-2是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)與聯(lián)動(dòng)框架的側(cè)視不意圖；
[0021]圖2-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中一種凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中臂桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3-2是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中兩根臂桿的連接示意圖；
[0024]圖3-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中四根臂桿的連接示意圖；
[0025]圖4-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中聯(lián)動(dòng)框架處于水平極限位置的示意圖；
[0026]圖4-2是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中臂桿的切入弧線的畫(huà)法示意圖；
[0027]圖4-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中聯(lián)動(dòng)框架處于豎直極限位置的示意圖；
[0028]圖4-4是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中臂桿的切出弧線的畫(huà)法示意圖；
[0029]圖4-5是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中聯(lián)動(dòng)框架處于正方形的不意圖；
[0030]圖4-6是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中臂桿的驅(qū)動(dòng)弧線的定取示意圖；
[0031]圖4a是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中臂桿的工作曲線的幾何畫(huà)法不意圖；
[0032]圖5-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)前的工作狀態(tài)示意圖；
[0033]圖5-2是圖5-1所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0034]圖5-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)臂桿聯(lián)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0035]圖5-4是圖5-3所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0036]圖6-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)45度時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0037]圖6-2是圖6-1所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0038]圖6-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)90度時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0039]圖6-4是圖6-3所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0040]圖7-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中聯(lián)動(dòng)框架從豎直極限位置向水平極限位置轉(zhuǎn)換狀態(tài)的示意圖；
[0041]圖7-2是圖7-1所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0042]圖7-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)180度時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0043]圖7-4是圖7-3所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0044]圖8-1是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)270度時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0045]圖8-2是圖8-1所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0046]圖8-3是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0047]圖8-4是圖8-3所示的工作狀態(tài)中凸輪機(jī)構(gòu)與臂桿的關(guān)系示意圖；
[0048]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)中另一種凸輪機(jī)構(gòu)和臂桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]主要附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0050]1-缸體，2-傳動(dòng)軸，3凸輪支架，4-凸輪轉(zhuǎn)輪軸，5al-臂桿，5a2-臂桿，5bl-臂桿，5b2-臂桿，6al-活塞，6a2-活塞，6b1-活塞，6b2_活塞，7-氣缸，8-單向出氣閥，9-導(dǎo)氣管，10-單向進(jìn)氣閥，11-鋪助進(jìn)氣口，12-臂桿連接軸，13a-凸輪轉(zhuǎn)輪，13b-凸輪轉(zhuǎn)輪，14-滾輪，15-壓送滾輪，16-輔助凸輪，17-旋轉(zhuǎn)軌跡，18-驅(qū)動(dòng)弧線，19-切入弧線，20-切出弧線，21-弧線拐點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0051]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0052]除非另有其它明確表示，否則在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。
[0053]如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，包括柱形缸體1、傳動(dòng)軸2及壓縮裝置(圖中未標(biāo)記)，其中柱形缸體I內(nèi)部具有容腔(圖中未標(biāo)記)，傳動(dòng)軸2可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在容腔內(nèi)，傳動(dòng)軸2處于柱形缸體I的軸線位置上，本實(shí)施例中，柱形缸體I作為該空氣壓縮機(jī)的一種骨架，其具體形狀沒(méi)有特殊的限制，只要能夠安裝傳動(dòng)軸2和布置壓縮裝置即可。
[0054]在本實(shí)施例中，以一種優(yōu)選的壓縮裝置的布置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，具體如下:
[0055]該壓縮裝置包括四套氣缸7及設(shè)在氣缸7內(nèi)的活塞(6al，6a2，6bl，6b2)，氣缸7為相同規(guī)格設(shè)置，氣缸7沿柱形缸體I的徑向方向設(shè)置在其缸體壁上，且四個(gè)氣缸7沿缸體壁的周向均勻排列，具體地，活塞6al和活塞6a2在豎直方向相對(duì)設(shè)置，活塞6bl和活塞6b2在水平方向相對(duì)設(shè)置，氣缸工作時(shí)，活塞的尾部能夠在容腔內(nèi)來(lái)回伸縮，活塞^al，6a2)與活塞(6bl，6b2)分別進(jìn)行吸氣或壓縮的循環(huán)工作，另外，氣缸7的底部設(shè)有單向進(jìn)氣閥10和單向出氣閥8，配合氣缸完成吸氣或壓工作。
[0056]如圖2-1至圖2-3所示，活塞(6al，6a2)與活塞(6bl，6b2)的伸縮動(dòng)作是通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體的，凸輪機(jī)構(gòu)固定在傳動(dòng)軸2上與傳動(dòng)軸2 —起旋轉(zhuǎn)，凸輪機(jī)構(gòu)具有對(duì)稱設(shè)置的驅(qū)動(dòng)部,驅(qū)動(dòng)部圍繞傳動(dòng)軸2做圓周運(yùn)動(dòng)從而形成旋轉(zhuǎn)軌跡17(參見(jiàn)圖4-1)，在本實(shí)施例中，凸輪機(jī)構(gòu)可以這樣設(shè)計(jì)，即驅(qū)動(dòng)部為兩個(gè)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)，兩個(gè)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)安裝在凸輪支架3的兩端，凸輪支架3固定安裝在傳動(dòng)軸2上，其中凸輪支架3呈工字形，該工字形凸輪支架的兩側(cè)空間形成臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)內(nèi)側(cè)壁的讓位區(qū)域(防止干涉)，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)輪軸4安裝在工字形凸輪支架的兩端，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)處于工字形凸輪支架的中間位置，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)沿旋轉(zhuǎn)軌跡17滾動(dòng)。而且四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的首尾端相互鉸接進(jìn)而形成聯(lián)動(dòng)框架，且四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的首尾連接端分別與對(duì)應(yīng)的活塞(6al，6a2，6bl，6b2)的尾部鉸接，為獲得更高的靈敏度，臂桿的首尾端之間、臂桿的首尾連接端與活塞的尾部可以通過(guò)一根臂桿連接軸12鉸接，臂桿連接軸12還組裝有滾輪14(參見(jiàn)圖6-2)。這樣，在兩個(gè)對(duì)稱的活塞吸氣的同時(shí)，另兩個(gè)對(duì)稱的活塞則完成壓縮輸出高壓空氣的工作，凸輪機(jī)構(gòu)每轉(zhuǎn)一周，每個(gè)活塞工作兩次，配合對(duì)應(yīng)氣缸完成吸氣及壓送空氣的任務(wù)。通過(guò)這種水平和豎直對(duì)置的氣缸設(shè)置，活塞同步的往返工作，提高了機(jī)器運(yùn)動(dòng)平衡性、可靠性，減少震動(dòng)噪音，提高使用壽命。
[0057]如圖3-1至圖3-3所示，臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)等長(zhǎng)設(shè)置，其內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有與驅(qū)動(dòng)部的運(yùn)動(dòng)軌跡相配合的工作曲面，在凸輪機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，凸輪機(jī)構(gòu)的凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)與臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的工作曲面部分的內(nèi)側(cè)壁接觸，進(jìn)而使得聯(lián)動(dòng)框架的形狀發(fā)生改變，由于四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的首尾連接端分別與對(duì)應(yīng)的活塞(6al，6a2，6bl，6b2)的尾部鉸接，也即四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的首尾連接端只能沿著對(duì)應(yīng)氣缸7的軸向做直線運(yùn)動(dòng)，所以，當(dāng)聯(lián)動(dòng)框架的形狀發(fā)生改變時(shí)，四根臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的首尾連接端即可帶動(dòng)活塞(6al，6a2，6bl，6b2)做伸縮動(dòng)作。在工作中，聯(lián)動(dòng)框架在聯(lián)動(dòng)中具有水平極限位置和豎直極限位置，聯(lián)動(dòng)框架的水平極限位置對(duì)應(yīng)活塞^bl，6b2)的上止點(diǎn)(壓縮空氣)和活塞(6al，6a2)的下止點(diǎn)(吸氣)，聯(lián)動(dòng)框架的豎直極限位置對(duì)應(yīng)活塞(6al，6a2)的上止點(diǎn)(壓縮空氣)和活塞(6bl，6b2)的下止點(diǎn)(吸氣)。
[0058]另外，在凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)四根臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)時(shí)，還可以如下設(shè)計(jì)，即在每個(gè)臂桿連接軸12的兩端均安裝有壓送滾輪15，在凸輪支架3的工形壁的端面上均設(shè)有與壓送滾輪15配合運(yùn)動(dòng)的輔助凸輪16，凸輪支架3旋轉(zhuǎn)時(shí)輔助凸輪16能夠擠壓對(duì)應(yīng)的壓送滾輪15 (參見(jiàn)圖7-2)，進(jìn)而使得受擠壓的壓送滾輪15所在的臂桿容易張開(kāi)?？偟膩?lái)說(shuō)，通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)與臂桿上的工作曲面擠壓和輔助凸輪16與壓送滾輪15的擠壓來(lái)共同驅(qū)動(dòng)四根臂桿聯(lián)動(dòng)，有效減少了摩擦與噪音，提高了工作流暢性。
[0059]當(dāng)然，上述方案中，驅(qū)動(dòng)部可以設(shè)計(jì)為與凸輪支架3的兩端一體成型的具有圓形面的滾動(dòng)體(參見(jiàn)圖9)，此時(shí)，滾動(dòng)體與臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的工作曲面為滑動(dòng)摩擦，為了本機(jī)器的平穩(wěn)運(yùn)行，驅(qū)動(dòng)部最好設(shè)計(jì)為凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)的形式。
[0060]以下為臂桿(5al，5a2，5bl，5b2)的內(nèi)側(cè)壁上的工作曲線(實(shí)際為工作曲面)的具體設(shè)計(jì)，工作曲線包括設(shè)在臂桿中間的驅(qū)動(dòng)弧線18、臂桿的切入弧線19和臂桿的切出弧線20(參見(jiàn)圖3-3)，需要說(shuō)明的是，設(shè)計(jì)工作曲線是為了凸輪機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)臂桿運(yùn)動(dòng)時(shí)讓凸輪滾輪與臂桿保持接觸的運(yùn)動(dòng)軌跡，工作曲線的優(yōu)化設(shè)計(jì)能使凸輪滾輪和臂桿的運(yùn)動(dòng)配合更流暢，減少摩擦與碰撞，有利于提高機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和穩(wěn)定性，而不是實(shí)現(xiàn)臂桿聯(lián)動(dòng)的必要條件，比如，如圖9所示，臂桿內(nèi)側(cè)壁上的工作曲線為一段圓弧及和圓弧連接的直線，這種情況下，凸輪3a在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，凸輪3a間歇性的驅(qū)動(dòng)臂桿(5a，5b)聯(lián)動(dòng)，但是，這種驅(qū)動(dòng)方式，凸輪3a會(huì)撞擊臂桿(5a，5b)，壓縮機(jī)工作過(guò)程中噪音比較大，而且容易造成臂桿(5a，5b)折斷。所以，本實(shí)施例中通過(guò)改變臂桿的工作曲線，同時(shí)設(shè)計(jì)一種帶有凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)的凸輪機(jī)構(gòu)，在凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)臂桿聯(lián)動(dòng)時(shí)，臂桿的內(nèi)側(cè)壁上的工作曲面在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保證與凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)接觸，根據(jù)幾何學(xué)原理即可設(shè)計(jì)臂桿的內(nèi)側(cè)壁上的工作曲線，其中臂桿的切入弧線19的主要作用是在凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)臂桿聯(lián)動(dòng)開(kāi)始時(shí)保證凸輪轉(zhuǎn)輪與臂桿的內(nèi)側(cè)壁接觸，利于運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定；臂桿中間的驅(qū)動(dòng)弧線18的主要作用是在凸輪滾輪接觸驅(qū)動(dòng)弧線18時(shí)以圓與圓弧相切的方式逐漸接受凸輪滾輪的作用力使臂桿運(yùn)動(dòng)，同時(shí)避免激烈摩擦產(chǎn)生的震動(dòng)與噪音；臂桿的切出弧線19的主要作用是臂桿接受凸輪滾輪的滑動(dòng)壓迫力驅(qū)動(dòng)一組活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也拉動(dòng)另一組活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0061]如圖4a所示，在本實(shí)施例中，臂桿內(nèi)側(cè)壁上的工作曲線通過(guò)如下方式獲得，以其中一根臂桿為例進(jìn)行說(shuō)明:
[0062]設(shè)A和B分別是臂桿的兩端的軸心,其中A為前止點(diǎn)，B為后止點(diǎn)，O1為旋轉(zhuǎn)軌跡17的圓心，O1A丄BB10
[0063]1.作線段AB的垂直平分線與線段AB相交與C點(diǎn)；
[0064]2.在線段AB的垂直平分線上取O2點(diǎn)，使得O2C = AC = BC ；
[0065]3.以02為圓心，OE為半徑畫(huà)圓弧L1，圓弧L1與線段AB的垂直平分線相交于D點(diǎn)；
[0066]4.在旋轉(zhuǎn)軌跡17的圓弧上取點(diǎn)G，使得DF = DG ;
[0067]5.連接OG與線段AB的垂直平分線相交于O3點(diǎn)；
[0068]6.以O(shè)3為圓心畫(huà)圓弧L2,圓弧L2經(jīng)過(guò)點(diǎn)F和點(diǎn)G，弧FG即為驅(qū)動(dòng)弧線18的一半，弧GE即為臂桿的切出弧線20。
[0069]7.同理，當(dāng)A為后止點(diǎn)，B為前止點(diǎn)時(shí)，畫(huà)出驅(qū)動(dòng)弧線18的另一半及臂桿的切入弧線19。
[0070]如上文所述，設(shè)計(jì)工作曲線是為了凸輪機(jī)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)臂桿運(yùn)動(dòng)時(shí)讓凸輪滾輪和臂桿的運(yùn)動(dòng)配合更流暢，減少摩擦與碰撞，有利于提高機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和穩(wěn)定性，而不是實(shí)現(xiàn)臂桿聯(lián)動(dòng)的必要條件，所以，本實(shí)施例還提供一種獲得工作曲線的方式，如下:
[0071]如圖4-1至圖4-6所示，當(dāng)四根臂桿在水平方向處于極限位置時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)軌跡17的一部分為臂桿的切入弧線19，當(dāng)四根臂桿在豎直方向處于極限位置時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)軌跡17的一部分為臂桿的切出弧線20，然后在四根臂桿處于正方形時(shí)繪制一條經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)軌跡17的頂點(diǎn)的曲線，該曲線同時(shí)與切入弧線19和切出弧線20平滑連接即形成本實(shí)施例中的另一種驅(qū)動(dòng)弧線18，但是，此時(shí)的驅(qū)動(dòng)弧線18的最小半徑必須大于凸輪轉(zhuǎn)輪本身的半徑(防止干涉)。通過(guò)此種方式繪制的工作曲線同樣可以保證凸輪滾輪和臂桿的流暢配合。
[0072]另外，在本實(shí)施例中，氣缸7的底端部分裸露在柱形缸體I的缸體壁外，氣缸7的中間部位設(shè)有輔助進(jìn)氣口 11，提高了進(jìn)氣效率。單向出氣閥8與導(dǎo)氣管9接通，導(dǎo)氣管9用來(lái)與需要壓縮空氣的裝置接通，比如，給壓力容器輸入高壓空氣或直接向氣動(dòng)機(jī)具提供高壓氣源。特別的，該空氣壓縮機(jī)可適用于壓縮缸與做功缸分開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)，其能做為該種發(fā)動(dòng)機(jī)的組成部分，為發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火做功缸提供高壓空氣，如 申請(qǐng)人:曾經(jīng)申請(qǐng)過(guò)的專利號(hào)為ZL201320009730.9的渦輪轉(zhuǎn)子節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0073]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例提供的空氣壓縮機(jī)，可以沿柱形缸體I的軸向方向布置多套壓縮裝置，該多套壓縮裝置共同由傳動(dòng)軸2驅(qū)動(dòng)，提高壓縮空氣的效率。
[0074]以下為本實(shí)施例提供的空氣壓縮機(jī)的具體工作過(guò)程的詳細(xì)說(shuō)明:
[0075]如圖5-1至圖5-4所示，在靜止?fàn)顟B(tài)下(聯(lián)動(dòng)框架處于水平極限位置)，活塞(6al，6a2)處于下止點(diǎn)吸空氣，活塞(6bl，6b2)處于上止點(diǎn)，凸輪轉(zhuǎn)輪13a處于臂桿5b2的弧線拐點(diǎn)21，凸輪轉(zhuǎn)輪13b處于臂桿5bl的弧線拐點(diǎn)21上。凸輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)沿臂桿(5al，5a2)的切入弧線19轉(zhuǎn)動(dòng)至臂桿(5al，5a2)的驅(qū)動(dòng)弧線18 (參見(jiàn)圖5_4)，并通過(guò)臂桿(5al，5a2)的驅(qū)動(dòng)弧線18作用于臂桿(5al，5a2)，輔助凸輪16作用力于壓送滾輪15,壓送滾輪15同時(shí)推動(dòng)活塞(6al,6a2)沿氣缸壓縮,活塞(6bl,6b2)也由于臂桿聯(lián)動(dòng)作用沿氣缸向下止點(diǎn)同步運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)單向進(jìn)氣口 10向氣缸吸氣。
[0076]如圖6-1至6-4所示，當(dāng)凸輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)了 45度，四根臂桿在凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)呈由臂桿連接軸12為連點(diǎn)的正方形，此時(shí)活塞(6al，6a2)沿氣缸壓縮了行程一半，活塞(6bl，6b2)沿氣缸向下止點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)吸氣至行程一半。凸輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)驅(qū)動(dòng)臂桿(5al，5a2)使聯(lián)動(dòng)框架聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)活塞(6al，6a2)沿氣缸繼續(xù)向上止點(diǎn)壓縮，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)沿臂桿(5al，5a2)的驅(qū)動(dòng)弧線18向臂桿(5al，5a2)的切出弧線20轉(zhuǎn)動(dòng)(參見(jiàn)圖6-2)，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)轉(zhuǎn)至臂桿(5al，5a2)的弧線拐點(diǎn)21時(shí)(參見(jiàn)圖6-3)，凸輪機(jī)構(gòu)正好轉(zhuǎn)動(dòng)了 90度，活塞(6al，6a2)壓縮到達(dá)上止點(diǎn)，壓縮空氣通過(guò)單向出氣閥8壓至導(dǎo)氣管9，活塞(6al，6a2)的壓力消失，活塞(6bl，6b2)同時(shí)運(yùn)行到下止點(diǎn)，鋪助進(jìn)氣口 11也開(kāi)始進(jìn)氣，完成進(jìn)氣工作，此過(guò)程完成了兩個(gè)活塞行程氣量的壓縮及吸氣。
[0077]如圖7-1至圖7-4所示，凸輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)滑開(kāi)臂桿(5al，5a2)的弧線拐點(diǎn)21，并沿臂桿(5bl，5b2)的切入弧線19向臂桿(5bl，5b2)的驅(qū)動(dòng)弧線18轉(zhuǎn)動(dòng)(參見(jiàn)圖7-2)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)對(duì)臂桿(5bl，5b2)沒(méi)有作用力，所有活塞和臂桿靜止不變，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)與臂桿(5bl，5b2)的驅(qū)動(dòng)弧線18接觸并產(chǎn)生作用力時(shí)，輔助凸輪16也同時(shí)向壓送轉(zhuǎn)輪15產(chǎn)生作用力，這時(shí)活塞(6al，6a2)沿氣缸向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)吸氣，同時(shí)活塞(6bl，6b2)向上止點(diǎn)壓縮空氣。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)驅(qū)動(dòng)臂桿(5bl，5b2)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)至180度時(shí)，凸輪轉(zhuǎn)輪(13a，13b)轉(zhuǎn)到臂桿(5bl，5b2)的弧線拐點(diǎn)21，活塞(6bl，6b2)到達(dá)上止點(diǎn)，氣缸氣體被壓進(jìn)了導(dǎo)氣管9，活塞(6bl，6b2)受到的壓力消失呈暫時(shí)靜止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)活塞(6al，6a2)同步到達(dá)下止點(diǎn)且完成了吸氣，此時(shí)，機(jī)器完成了活塞4次壓縮和吸氣。
[0078]如圖8-1至圖8-4所示，凸輪機(jī)構(gòu)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)至270度的過(guò)程中，凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)臂桿(5al，5a2)運(yùn)動(dòng)并沿工作曲線運(yùn)行至臂桿(5al，5a2)的弧線拐點(diǎn)21，活塞(6al，6a2)沿氣缸壓縮到了上止點(diǎn)，活塞(6bl，6b2)運(yùn)行到了下止點(diǎn)呈暫時(shí)靜止?fàn)顟B(tài)，機(jī)器此時(shí)完成了活塞第6次壓縮和吸氣。傳動(dòng)軸2繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)到360度時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)臂桿(5bl，5b2)運(yùn)動(dòng)并沿工作曲線運(yùn)行至臂桿(5bl，5b2)的弧線拐點(diǎn)21，活塞(6bl，6b2)沿氣缸壓縮到了上止點(diǎn)，活塞(6al，6a2)吸氣到了下止點(diǎn)呈暫時(shí)靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，機(jī)器完成了活塞第8次壓縮和吸氣，至此，機(jī)器完成了轉(zhuǎn)動(dòng)一周的往返壓縮和吸氣工作進(jìn)入下一循環(huán)工作。
[0079]前述對(duì)本實(shí)用新型的具體示例性實(shí)施方案的描述是為了說(shuō)明和例證的目的。這些描述并非想將本實(shí)用新型限定為所公開(kāi)的精確形式，并且很顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，可以進(jìn)行很多改變和變化。對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行選擇和描述的目的在于解釋本實(shí)用新型的特定原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本實(shí)用新型的各種不同的示例性實(shí)施方案以及各種不同的選擇和改變。本實(shí)用新型的范圍意在由權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，包括: 柱形缸體及傳動(dòng)軸，所述柱形缸體內(nèi)部具有容腔，所述傳動(dòng)軸可旋轉(zhuǎn)的設(shè)置在所述容腔內(nèi)，所述傳動(dòng)軸處于所述柱形缸體的軸線位置上； 壓縮裝置，其設(shè)置在所述柱形缸體上，所述壓縮裝置包括: 四套氣缸及設(shè)在所述氣缸內(nèi)的活塞，所述氣缸沿所述柱形缸體的徑向方向設(shè)置在所述柱形缸體的缸體壁上且沿所述缸體壁的周向排列，所述氣缸的底部設(shè)有單向進(jìn)氣閥和單向出氣閥，所述活塞的尾部能夠在所述容腔內(nèi)來(lái)回伸縮； 凸輪機(jī)構(gòu)，其固定在所述傳動(dòng)軸上與所述傳動(dòng)軸一起旋轉(zhuǎn)，所述凸輪機(jī)構(gòu)具有對(duì)稱設(shè)置的驅(qū)動(dòng)部，所述驅(qū)動(dòng)部圍繞所述傳動(dòng)軸做圓周運(yùn)動(dòng)從而形成旋轉(zhuǎn)軌跡； 四根聯(lián)動(dòng)的臂桿，所述臂桿的首尾端相互鉸接進(jìn)而形成聯(lián)動(dòng)框架，且所述四根臂桿的首尾連接端分別與對(duì)應(yīng)的活塞的尾部鉸接，每根臂桿的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有與所述旋轉(zhuǎn)軌跡相配合的工作曲線； 其中所述凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述四根臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)所述活塞沿所述氣缸的軸線做伸縮動(dòng)作，所述聯(lián)動(dòng)框架在聯(lián)動(dòng)中具有水平極限位置和豎直極限位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述四根臂桿等長(zhǎng)，所述氣缸沿所述缸體壁的周向均勻排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪支架和凸輪轉(zhuǎn)輪，所述凸輪支架固定在所述傳動(dòng)軸上，所述凸輪轉(zhuǎn)輪設(shè)置在所述凸輪支架的兩端進(jìn)而形成所述驅(qū)動(dòng)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，每根臂桿的工作曲線包括: 切入弧線，所述聯(lián)動(dòng)框架處于所述水平極限位置時(shí)所述切入弧線與所述旋轉(zhuǎn)軌跡吻合； 切出弧線，所述聯(lián)動(dòng)框架處于所述豎直極限位置時(shí)該臂桿的切出弧線與所述旋轉(zhuǎn)軌跡吻合； 驅(qū)動(dòng)弧線，其同時(shí)與所述切入弧線和所述切出弧線平滑連接，所述凸輪轉(zhuǎn)輪與所述驅(qū)動(dòng)弧線接觸時(shí)驅(qū)動(dòng)所述臂桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述凸輪支架呈工字形，該工字形凸輪支架的兩側(cè)空間形成所述臂桿內(nèi)側(cè)壁的讓位區(qū)域； 所述凸輪轉(zhuǎn)輪通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)輪軸安裝在所述工字形凸輪支架的兩端的中間位置； 所述臂桿的首尾端通過(guò)臂桿連接軸鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，每個(gè)所述臂桿連接軸的兩端均安裝有壓送滾輪； 所述凸輪支架的工形壁的端面上均設(shè)有與所述壓送滾輪配合運(yùn)動(dòng)的輔助凸輪，所述凸輪支架旋轉(zhuǎn)時(shí)所述輔助凸輪能夠擠壓對(duì)應(yīng)的壓送滾輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述臂桿連接軸上套裝有滾輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述氣缸的底端部分裸露在所述柱形缸體的缸體壁外，所述氣缸的中間部位設(shè)有輔助進(jìn)氣口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，所述單向出氣閥與導(dǎo)氣管接通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的臂桿活塞聯(lián)動(dòng)式空氣壓縮機(jī)，其特征在于，沿所述柱形缸體的軸向方向布置多套壓縮裝置，該多套壓縮裝置共同由所述傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F04B27/053GK204099153SQ201420528009
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】黃榮嶸 申請(qǐng)人:黃榮嶸