專利名稱：一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及氣缸領(lǐng)域，特別涉及一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸。這種氣缸不僅可以提供兩段直線往復(fù)運動行程，而且具有體積小、節(jié)省空間等優(yōu)點。
背景技術(shù)：
氣缸是一種在氣壓傳動中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的氣動執(zhí)行元件。常見的氣缸一般由缸筒、活塞和活塞桿組成。這種氣缸具有兩個氣室，提供一段直線往復(fù)運動行程。然而在一些機械設(shè)備和裝置中往往需要提供兩段直線往復(fù)運動行程來滿足某些機構(gòu)運動的要求，比如在汽車制造業(yè)中通常采用機器人焊鉗對金屬薄板進行點焊(電阻點焊)， 其中機器人焊鉗上的可動側(cè)電極在接近工件時需要第一段直線行程，在加壓焊接時則需要第二段直線行程。這種兩段式直線行程采用一個普通氣缸無法實現(xiàn)，從機械原理的角度將兩個普通氣缸簡單串聯(lián)理論上可以實現(xiàn)兩段式直線行程。但是這種組合在實際應(yīng)用中碰到的問題是體積大、長度太長，無法裝配使用。為此，本實用新型設(shè)計了一種能夠提供兩段直線行程，并且具有體積小、節(jié)省空間等優(yōu)點的四氣室氣缸，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸，目的是要設(shè)計一種能夠提供兩段直線行程，而且具有體積小、節(jié)省空間等優(yōu)點的氣缸，旨在解決采用兩個氣缸串聯(lián)存在體積大、長度長的問題。為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸，該氣缸具有缸體，缸體具有一內(nèi)腔，該內(nèi)腔構(gòu)成第一氣缸腔，第一氣缸腔內(nèi)設(shè)有第一活塞，第一活塞與第一氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合，第一活塞將第一氣缸腔分隔成第一氣室和第二氣室，所述缸體上設(shè)有第一進出氣口和第二進出氣口，其中第一進出氣口與第一氣室連通，第二進出氣口與第二氣室連通。所述第一活塞也具有一內(nèi)腔，該內(nèi)腔構(gòu)成第二氣缸腔，第二氣缸腔內(nèi)設(shè)有第二活塞，第二活塞與第二氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合，第二活塞將第二氣缸腔分隔成第三氣室和第四氣室；第二活塞與第一活塞的滑動方向一致，而且第二活塞的軸線和第一活塞的軸線與缸體的軸線重合。所述氣缸設(shè)有一主活塞桿，主活塞桿布置在缸體的軸線方向上，其中，主活塞桿的一端位于缸體外部并作為作用端，主活塞桿的另一端從缸體的一端沿缸體軸線方向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后與第二活塞固定連接，在穿入第一氣缸腔的路徑上主活塞桿與缸體一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合，在穿入第二氣缸腔的路徑上主活塞桿與第一活塞一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合；主活塞桿由一根第一外管和一根第一內(nèi)管套裝固定連接構(gòu)成，第一外管對應(yīng)主活塞桿的作用端封閉，第一外管與第一內(nèi)管的夾套之間留有第一環(huán)柱形空間，第一環(huán)柱形空間靠近主活塞桿作用端的一端設(shè)有第一孔道并與第一內(nèi)管的內(nèi)腔連通，第一環(huán)柱形空間遠離主活塞桿作用端的另一端設(shè)有第二孔道。
3[0007]所述氣缸設(shè)有一輔助活塞桿，輔助活塞桿布置在缸體的軸線方向上，其中，輔助活塞桿從缸體的另一端沿缸體軸線方向反向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后插入主活塞桿中第一內(nèi)管的內(nèi)腔，輔助活塞桿的插入端與第一內(nèi)管的內(nèi)腔之間通過一輔助活塞滑動密封配合，輔助活塞將第一內(nèi)管的內(nèi)腔分隔成第一腔和第二腔；在穿入第一氣缸腔的路徑上輔助活塞桿與缸體另一端所設(shè)的裝配孔固定連接，在穿入第二氣缸腔的路徑上輔助活塞桿與第一活塞另一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合；輔助活塞桿由一根第二外管和一根第二內(nèi)管套裝固定連接構(gòu)成，第二外管與第二內(nèi)管的夾套之間留有第二環(huán)柱形空間，第二環(huán)柱形空間靠近主活塞桿作用端的一端設(shè)有第三孔道，第二環(huán)柱形空間遠離主活塞桿作用端的另一端設(shè)有第四孔道。所述缸體上設(shè)有第三進出氣口和第四進出氣口，其中，第三進出氣口與第二內(nèi)管的內(nèi)腔連通，第二內(nèi)管的內(nèi)腔與所述第一腔連通，第一腔經(jīng)第一孔道與第一環(huán)柱形空間連通，第一環(huán)柱形空間經(jīng)第二孔道與第四氣室連通；第四進出氣口經(jīng)第四孔道與第二環(huán)柱形空間連通，第二環(huán)柱形空間經(jīng)第三孔道與第二腔連通，第二腔與第三氣室連通。本實用新型設(shè)計原理和效果是將一個大氣缸套裝在一個小氣缸之外，以小氣缸作為大氣缸的活塞，大氣缸和小氣缸共用一個活塞桿，該活塞桿由主活塞桿和輔助活塞桿組合而成，其中主活塞桿和輔助活塞桿均采用外管與內(nèi)管的夾套結(jié)構(gòu)，夾套之間留有環(huán)柱形空間，最終利用主活塞桿和輔助活塞桿的環(huán)柱形空間以及輔助活塞來解決小氣缸中兩個氣室的氣路設(shè)計難題。本方案的特點是1.在保證氣缸兩段直線行程的前提下，最大限度的減少了氣缸的體積，縮短了氣缸的長度，節(jié)省了空間；2.通過主活塞桿和輔助活塞桿的環(huán)柱形空間以及輔助活塞很好地解決了小氣缸中兩個氣室的氣路設(shè)計難題；3.在控制上可以采用兩個電磁閥單獨控制兩個氣路系統(tǒng)，彼此互不影響，互不干擾，即可以單獨操作大氣缸或者小氣缸，也可以組合成兩段疊加的直線驅(qū)動行程。

附圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為本實用新型實施例主活塞桿處于自由狀態(tài)時的剖視圖；附圖3為本實用新型實施例主活塞桿處于縮進狀態(tài)時的剖視圖；附圖4為本實用新型實施例主活塞桿處于第一段直線行程狀態(tài)時的剖視圖；附圖5為本實用新型實施例主活塞桿處于第二段直線行程狀態(tài)時的剖視圖；附圖6為本實用新型實施例主活塞桿主視圖；附圖7為圖6的C-C剖視圖；附圖8為本實用新型實施例輔助活塞桿主視圖；附圖9為圖8的D-D剖視圖。以上附圖中1.缸體；2.第一活塞；3.主活塞桿；4.輔助活塞桿；5.輔助活塞； 6.第二活塞；7.第一氣室；8.第二氣室；9.第三氣室；10.第四氣室；11.第一進出氣口 ； 12.第二進出氣口 ；13.第三進出氣口 ；14.第四進出氣口 ；15.單電控電磁閥；16.雙電控電磁閥；17.第一外管；18.第一內(nèi)管；19.第二外管；20.第二內(nèi)管；21.第一環(huán)柱形空間； 22.第一孔道；23.第二孔道；24.第一腔；25.第二腔；26.第二環(huán)柱形空間；27.第三孔道； 28.第四孔道；29.氣源。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸參見圖2飛所示，該氣缸具有缸體1，缸體1由一缸筒和連接在缸筒兩端的兩個端蓋構(gòu)成，缸筒與兩個端蓋圍成的內(nèi)腔構(gòu)成第一氣缸腔。第一氣缸腔內(nèi)設(shè)有第一活塞2，第一活塞2與第一氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合。第一活塞2將第一氣缸腔分隔成第一氣室7和第二氣室8。所述缸體1上設(shè)有第一進出氣口 11和第二進出氣口 12，其中第一進出氣口 11 與第一氣室7連通，第二進出氣口 12與第二氣室8連通。所述第一活塞2也具有一內(nèi)腔，該內(nèi)腔構(gòu)成第二氣缸腔，第二氣缸腔內(nèi)設(shè)有第二活塞6，第二活塞6與第二氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合，第二活塞2將第二氣缸腔分隔成第三氣室9和第四氣室10。第二活塞6與第一活塞2的滑動方向一致，而且第二活塞6的軸線和第一活塞2的軸線與缸體1的軸線重合(缸體1的軸線是指缸體1的中軸線)。所述氣缸設(shè)有一主活塞桿3，主活塞桿3布置在缸體1的軸線方向上，其中，主活塞桿3的一端位于缸體1外部并作為作用端，主活塞桿3的另一端從缸體1的一端沿缸體 1軸線方向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后與第二活塞6固定連接。在穿入第一氣缸腔的路徑上主活塞桿3與缸體1一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合。在穿入第二氣缸腔的路徑上主活塞桿3與第一活塞2 —端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合。如圖6和圖7所示，主活塞桿 3由一根第一外管17和一根第一內(nèi)管18套裝固定連接構(gòu)成。第一外管17對應(yīng)主活塞桿3 的作用端封閉，第一外管17與第一內(nèi)管18的夾套之間留有第一環(huán)柱形空間21。第一環(huán)柱形空間21靠近主活塞桿3作用端的一端設(shè)有第一孔道22并與第一內(nèi)管18的內(nèi)腔連通，第一環(huán)柱形空間21遠離主活塞桿3作用端的另一端設(shè)有第二孔道23。所述氣缸設(shè)有一輔助活塞桿4，輔助活塞桿4布置在缸體1的軸線方向上，其中，輔助活塞桿4從缸體1的另一端沿缸體1軸線方向反向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后插入主活塞桿3中第一內(nèi)管18的內(nèi)腔。輔助活塞桿4的插入端與第一內(nèi)管18的內(nèi)腔之間通過一輔助活塞5滑動密封配合，輔助活塞5將第一內(nèi)管18的內(nèi)腔分隔成第一腔M和第二腔 25。在穿入第一氣缸腔的路徑上輔助活塞桿4與缸體1另一端所設(shè)的裝配孔固定連接。在穿入第二氣缸腔的路徑上輔助活塞桿4與第一活塞2另一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合。 如圖8和圖9所示，輔助活塞桿4由一根第二外管19和一根第二內(nèi)管20套裝固定連接構(gòu)成。第二外管19與第二內(nèi)管20的夾套之間留有第二環(huán)柱形空間沈，第二環(huán)柱形空間沈靠近主活塞桿3作用端的一端設(shè)有第三孔道27，第二環(huán)柱形空間沈遠離主活塞桿3作用端的另一端設(shè)有第四孔道觀。所述缸體1上設(shè)有第三進出氣口 13和第四進出氣口 14，其中，第三進出氣口 13與第二內(nèi)管20的內(nèi)腔連通，第二內(nèi)管20的內(nèi)腔與所述第一腔M連通，第一腔M經(jīng)第一孔道 22與第一環(huán)柱形空間21連通，第一環(huán)柱形空間21經(jīng)第二孔道23與第四氣室連通。第四進出氣口 14經(jīng)第四孔道28與第二環(huán)柱形空間沈連通，第二環(huán)柱形空間沈經(jīng)第三孔道27與第二腔25連通，第二腔25與第三氣室9連通。本實施例中，從圖2飛中可以看出第三進出氣口 13就是第二內(nèi)管20的端口，但是也可以將第三進出氣口 13改設(shè)在缸體1上，然后通過打孔與第二內(nèi)管20的內(nèi)腔連通。由于第二內(nèi)管20的端口與缸體1連接成一體，所以理論上可以認為第三進出氣口 13是設(shè)在缸體1上。本實施例的工作原理描述如下圖1是本實用新型原理圖，從圖中可以看出，本實用新型具有兩段直線行程的四氣室氣缸由外部的一個大氣缸和內(nèi)部的一個小氣缸組合而成。大氣缸的氣路系統(tǒng)由第一進出氣口 11、第二進出氣口 12，第一氣室7、第二氣室8、 雙電控電磁閥16以及氣源四組成，其中，第一進出氣口 11與第一氣室7連通，第二進出氣口 12與第二氣室8連通。通過雙電控電磁閥16可以控制第一活塞2在缸體1中往復(fù)運動。小氣缸的氣路系統(tǒng)由第三進出氣口 13、第四進出氣口 14、第三氣室9、第四氣室 10、單電控電磁閥15以及氣源四組成，其中，參見圖2 5，第三進出氣口 13與第二內(nèi)管20 的內(nèi)腔連通，第二內(nèi)管20的內(nèi)腔與第一腔M連通，第一腔M經(jīng)第一孔道22與第一環(huán)柱形空間21連通，第一環(huán)柱形空間21經(jīng)第二孔道23與第四氣室連通。第四進出氣口 14經(jīng)第四孔道28與第二環(huán)柱形空間沈連通，第二環(huán)柱形空間沈經(jīng)第三孔道27與第二腔25連通， 第二腔25與第三氣室9連通。通過單電控電磁閥15可以控制第二活塞6在第一活塞2中往復(fù)運動。圖3給出了主活塞桿3處于縮進時的狀態(tài)，圖4給出了主活塞桿3處于第一段直線行程時的狀態(tài)，圖5給出了主活塞桿3處于第二段直線行程時的狀態(tài)。本實用新型大氣缸氣路系統(tǒng)與小氣缸氣路系統(tǒng)相互獨立，彼此互不干擾，即可以單獨操作大氣缸，也可以單獨操作，也可以組合成兩段疊加的直線驅(qū)動行程。
權(quán)利要求1.一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸，其特征在于該氣缸具有缸體(1)，缸體(1) 具有一內(nèi)腔，該內(nèi)腔構(gòu)成第一氣缸腔，第一氣缸腔內(nèi)設(shè)有第一活塞(2)，第一活塞(2)與第一氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合，第一活塞(2)將第一氣缸腔分隔成第一氣室(7)和第二氣室(8)，所述缸體(1)上設(shè)有第一進出氣口(11)和第二進出氣口(12)，其中第一進出氣口 (11)與第一氣室(7)連通，第二進出氣口(12)與第二氣室(8)連通；所述第一活塞(2)也具有一內(nèi)腔，該內(nèi)腔構(gòu)成第二氣缸腔，第二氣缸腔內(nèi)設(shè)有第二活塞 (6)，第二活塞(6)與第二氣缸腔的內(nèi)壁滑動密封配合，第二活塞(2)將第二氣缸腔分隔成第三氣室(9)和第四氣室(10);第二活塞(6)與第一活塞(2)的滑動方向一致，而且第二活塞(6)的軸線和第一活塞(2)的軸線與缸體(1)的軸線重合；所述氣缸設(shè)有一主活塞桿(3)，主活塞桿(3)布置在缸體(1)的軸線方向上，其中，主活塞桿(3)的一端位于缸體(1)外部并作為作用端，主活塞桿(3)的另一端從缸體(1)的一端沿缸體(1)軸線方向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后與第二活塞(6)固定連接，在穿入第一氣缸腔的路徑上主活塞桿(3)與缸體(1) 一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合，在穿入第二氣缸腔的路徑上主活塞桿(3)與第一活塞(2) —端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合；主活塞桿 (3)由一根第一外管(17)和一根第一內(nèi)管(18)套裝固定連接構(gòu)成，第一外管(17)對應(yīng)主活塞桿(3)的作用端封閉，第一外管(17)與第一內(nèi)管(18)的夾套之間留有第一環(huán)柱形空間 (21)，第一環(huán)柱形空間(21)靠近主活塞桿(3)作用端的一端設(shè)有第一孔道(22)并與第一內(nèi)管(18)的內(nèi)腔連通，第一環(huán)柱形空間(21)遠離主活塞桿(3)作用端的另一端設(shè)有第二孔道(23)；所述氣缸設(shè)有一輔助活塞桿(4)，輔助活塞桿(4)布置在缸體(1)的軸線方向上，其中， 輔助活塞桿(4)從缸體(1)的另一端沿缸體(1)軸線方向反向穿入第一氣缸腔和第二氣缸腔后插入主活塞桿(3)中第一內(nèi)管(18)的內(nèi)腔，輔助活塞桿(4)的插入端與第一內(nèi)管(18) 的內(nèi)腔之間通過一輔助活塞(5)滑動密封配合，輔助活塞(5)將第一內(nèi)管(18)的內(nèi)腔分隔成第一腔(24)和第二腔(25);在穿入第一氣缸腔的路徑上輔助活塞桿(4)與缸體(1)另一端所設(shè)的裝配孔固定連接，在穿入第二氣缸腔的路徑上輔助活塞桿(4)與第一活塞(2)另一端所設(shè)的裝配孔滑動密封配合；輔助活塞桿(4)由一根第二外管(19)和一根第二內(nèi)管 (20)套裝固定連接構(gòu)成，第二外管(19)與第二內(nèi)管(20)的夾套之間留有第二環(huán)柱形空間 (26)，第二環(huán)柱形空間(26)靠近主活塞桿(3)作用端的一端設(shè)有第三孔道(27)，第二環(huán)柱形空間(26)遠離主活塞桿(3)作用端的另一端設(shè)有第四孔道(28)；所述缸體(1)上設(shè)有第三進出氣口(13)和第四進出氣口(14)，其中，第三進出氣口 (13)與第二內(nèi)管(20)的內(nèi)腔連通，第二內(nèi)管(20)的內(nèi)腔與所述第一腔(24)連通，第一腔(24)經(jīng)第一孔道(22)與第一環(huán)柱形空間(21)連通，第一環(huán)柱形空間(21)經(jīng)第二孔道(23) 與第四氣室連通；第四進出氣口(14)經(jīng)第四孔道(28)與第二環(huán)柱形空間(26)連通，第二環(huán)柱形空間(26)經(jīng)第三孔道(27)與第二腔(25 )連通，第二腔(25)與第三氣室(9)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氣室氣缸，其特征在于所述缸體(1)由一缸筒和連接在缸筒兩端的兩個端蓋構(gòu)成，缸筒與兩個端蓋圍成的內(nèi)腔構(gòu)成第一氣缸腔。
專利摘要一種具有兩段直線行程的四氣室氣缸，其特征在于將一個大氣缸套裝在一個小氣缸之外，以小氣缸作為大氣缸的活塞，大氣缸和小氣缸共用一個活塞桿，該活塞桿由主活塞桿和輔助活塞桿組合而成，其中主活塞桿和輔助活塞桿均采用外管與內(nèi)管的夾套結(jié)構(gòu)，夾套之間留有環(huán)柱形空間，最終利用主活塞桿和輔助活塞桿的環(huán)柱形空間以及輔助活塞來解決小氣缸中兩個氣室的氣路設(shè)計難題。本方案減小了氣缸的體積，縮短了氣缸的長度，解決了小氣缸中兩個氣室的氣路設(shè)計難題，在控制上可以單獨操作大氣缸或者小氣缸，也可以組合成兩段疊加的直線驅(qū)動行程。
文檔編號F15B15/16GK202280688SQ201120387190
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者李廣, 王宇峰, 王榮, 羅登峰 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)華焊科技有限公司