一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，包括連桿活塞、缸筒、儲氣套、氣浮套；所述氣浮套包含第一氣浮套、第二氣浮套和第三氣浮套，所述儲氣套包含第一儲氣套和第二儲氣套；所述第一氣浮套套裝在第一儲氣套內(nèi)，所述第一儲氣套與缸筒端面固接，所述第二氣浮套套裝在第一儲氣套的上端，所述第三氣浮套套裝在缸筒的下端，所述第二儲氣套套裝在缸筒外；所述連桿活塞由長桿、短桿和中間活塞組成，所述中間活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述中間活塞的活塞壁與缸筒之間留有極小的間隙，所述長桿穿過第一氣浮套、第二氣浮套，所述短桿端穿過第三氣浮套；本實用新型可實現(xiàn)恒力輸出，無氣管擾動影響、氣膜形成更穩(wěn)定、控制精度高。
【專利說明】—種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及恒力輸出裝置。
【背景技術】
[0002]根據(jù)其不同的應用環(huán)境及應用要求，恒力輸出有多種結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法。動態(tài)恒力輸出是指將一個恒定的力值加載在動態(tài)運動的目標工件上。
[0003]通過砝碼與目標工件吊掛是最為簡單和常用的施加恒力的方法，由于砝碼質(zhì)量恒定，所以作用在目標工件上的力保持不變，但是當目標工件做加速或減速運動時，砝碼會因自身慣性力的影響而產(chǎn)生一個作用在目標工件上的附加力，且砝碼質(zhì)量越大影響越大，因此這種方法只適用于目標工件低速或勻速運動的場合。力矩電機、液壓氣缸等也常被應用于恒力輸出領域。如專利申請?zhí)枮?01120495617.7的“恒力輸出的液壓裝置”就公布了一種通過PLC控制器、電磁比例閥、壓力傳感器輸出精確力值的液壓裝置，但是此裝置中壓力傳感器安裝在液壓裝置的輸出端，壓力傳感器處于運動狀態(tài)，因此會影響測量值的精確度。氣浮無摩擦氣缸在實現(xiàn)超精密恒力輸出控制、微壓動作控制中得到廣泛應用，活塞與缸筒間通過氣體潤滑不存在摩擦力，因此作用在活塞上的力與活塞的橫截面積和缸筒內(nèi)的氣壓大小有關；專利申請?zhí)枮?01110072339.9的“帶有氣浮軸承的無摩擦氣缸”公布了一種氣浮無摩擦氣缸，由于其活塞桿上連接進氣管道，會對輸出的力值產(chǎn)生影響；再者氣體的響應速度慢，缸筒內(nèi)活塞運動產(chǎn)生的體積變化會導致氣壓瞬變，引起輸出恒力的波動，因此，氣浮無摩擦氣缸一般用來實現(xiàn)動作輸出，恒壓控制比較困難，難以保證輸出力值的恒定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有恒力輸出裝置中輸出力值難以保持恒定、傳感器測量不夠精準、微小恒力難以控制等問題，本實用新型提供一種可實現(xiàn)雙向控制、不受氣管擾動影響、輸出力值精確、穩(wěn)定性好的一種雙向恒力氣動輸出裝置。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，包括連桿活塞、缸筒、儲氣套，氣浮套；所述氣浮套包含第一氣浮套、第二氣浮套和第三氣浮套，所述儲氣套包含第一儲氣套和第二儲氣套。
[0007]所述第一氣浮套套裝在第一儲氣套內(nèi)，所述第一儲氣套與缸筒端面固接，所述第二氣浮套套裝在第一儲氣套的上端，所述第三氣浮套套裝在缸筒的下端，所述第二儲氣套套裝在缸筒外。
[0008]所述連桿活塞由長桿、短桿和中間活塞組成，所述中間活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述中間活塞的活塞壁與缸筒之間留有極小的間隙，所述長桿穿過第一氣浮套、第二氣浮套，且和第一氣浮套、第二氣浮套內(nèi)壁間留有極小的間隙，所述短桿端穿過第三氣浮套，且和第三氣浮套內(nèi)壁間留有極小的間隙。
[0009]所述第一儲氣套與長桿之間形成第一儲氣腔，所述第二儲氣套與缸筒間形成相互獨立的第二儲氣腔和第三儲氣腔；所述缸筒與長桿之間形成第一進氣腔，所述缸筒與短桿之間形成第二進氣腔。
[0010]所述第一儲氣套上設有第一進氣口，所述第一進氣口與第一儲氣腔相通；所述第二儲氣套兩端分別設有第二進氣口、第三進氣口，所述有第二進氣口、第三進氣口分別與第二儲氣腔和第三儲氣腔相通；所述缸筒兩端分別設有第四進氣口、第五進氣口和氣浮進氣口，所述第四進氣口連通第一進氣腔和第二儲氣腔，所述第五進氣口連通第二進氣腔和第三儲氣腔，所述氣浮進氣口位于第二儲氣套外。
[0011]所述第二進氣口和第三進氣口通過氣管與換向閥連接，所述換向閥連接氣壓表。
[0012]所述長桿中心打軸向盲孔形成第一進氣孔，所述中間活塞上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與所述第一進氣孔相通，所述第一徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述長桿上開有徑向通孔形成第二進氣孔，所述第二進氣孔與第一進氣孔相通，所述第二進氣孔位于第一儲氣腔內(nèi)；所述長桿端面套裝密封蓋。
[0013]所述連桿活塞上設有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含中間活塞外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)均布的第一徑向盲孔、短桿內(nèi)均布的與第一徑向盲孔相通的第一軸向盲孔；所述第一凹槽至少有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔的兩側(cè)；所述第一卸壓槽與所述第一節(jié)流孔、第一進氣孔之間相互隔離。
[0014]所述第一氣浮套上均布軸向盲孔形成第二進氣孔，所述第二進氣孔與第一儲氣腔相通，所述第一氣浮套沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與所述第二進氣孔相通，所述第二徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞。所述第一氣浮套上設有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第二凹槽、第二凹槽內(nèi)的第二徑向盲孔和第二徑向通孔、與第二徑向盲孔和第二徑向通孔相通的第二軸向盲孔；所述第二軸向盲孔一端通過密封塞密封，所述第二徑向通孔與外界大氣相通；所述第二凹槽有兩組且位于第二徑向節(jié)流孔的兩偵牝所述第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔之間相互隔離。
[0015]所述第二氣浮套上均布軸向盲孔形成第三進氣孔，所述第三進氣孔與第一儲氣腔相通，所述第二氣浮套沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔，所述第三徑向節(jié)流孔與所述第三進氣孔相通，所述第三徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞。所述第二氣浮套上設有第三卸壓槽，所述第三卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第三凹槽、第三凹槽內(nèi)均布的第三徑向盲孔、與第三徑向盲孔相通的第三軸向盲孔；所述第三凹槽靠近第一儲氣腔，所述第三軸向盲孔一端與外界大氣相通，所述第三卸壓槽與第三徑向節(jié)流孔之間相互隔離。
[0016]所述第三氣浮套外圓柱面上設有第四凹槽，所述第四凹槽與缸筒上的氣浮進氣口相通，所述第四凹槽內(nèi)沿圓周均布第四徑向節(jié)流孔，所述第四徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞。所述第三氣浮套上設有第四卸壓槽，所述第四卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第五凹槽、第五凹槽內(nèi)均布的第四徑向盲孔、與第四徑向盲孔相通的第四軸向盲孔；所述第五凹槽靠近第二進氣腔，所述第四軸向盲孔一端與外界大氣相通，所述第四卸壓槽與第四徑向節(jié)流孔之間相互隔離。
[0017]本實用新型的設計思路表現(xiàn)在:
[0018]一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，其連桿活塞由長桿、短桿和中間活塞部分組成，連桿活塞與缸筒間形成兩個進氣腔，缸筒外套裝有第二儲氣套，相當于增加了進氣腔的容積，活塞運動弓I起的容積變化對氣壓突變的影響較小，提高了恒力輸出的精度；第二儲氣套上有兩個獨立的供氣口，兩個供氣口通過氣管與兩位五通閥連接，改變進氣的方向即可控制連桿活塞的雙向運動。
[0019]長桿外套裝有第一儲氣套形成第一儲氣腔，第一儲氣腔內(nèi)的氣體通過長桿上的第一進氣孔和第二進氣孔進入到連桿活塞內(nèi)，再通過中間活塞上的第一徑向節(jié)流孔在活塞壁與缸筒間形成穩(wěn)定氣膜，此種供氣方式一方面避免了采用氣管供氣時的擾動影響，另一方面改變了原有無摩擦氣缸采用缸筒自身高壓氣體供氣的方式，活塞與缸筒間的氣膜形成更穩(wěn)定。
[0020]第一儲氣套和缸筒之間通過第一氣浮套密封，缸筒和第一儲氣套兩端分別通過第二氣浮套和第三氣浮套密封。第一氣浮套和第二氣浮套均采用第一儲氣腔內(nèi)的氣體供氣。氣浮套為活塞提供密封和支撐，供氣方式簡單，承載能力強。
[0021]徑向節(jié)流孔附近均設有卸壓槽，卸壓槽與外界常壓相通，一方面防止缸筒內(nèi)高壓氣體進入氣浮間隙對氣膜產(chǎn)生影響，起到密封作用，另一方面在間隙內(nèi)形成常壓區(qū)，促進氣膜的形成。
[0022]本實用新型的優(yōu)點是:無氣管擾動影響、氣膜形成更穩(wěn)定、可實現(xiàn)微小恒力輸出、控制精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置示意圖
[0024]圖2是連桿活塞示意圖
[0025]圖3是第一氣浮套示意圖
[0026]圖4是第二氣浮套示意圖
[0027]圖5是第三氣浮套示意圖
【具體實施方式】
[0028]結(jié)合附圖1?5，一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，包括連桿活塞2、缸筒16、儲氣套，氣浮套；氣浮套包含第一氣浮套12、第二氣浮套4和第三氣浮套21，儲氣套包含第一儲氣套8和第二儲氣套15。
[0029]第一氣浮套12套裝在第一儲氣套8內(nèi)，第一儲氣套8與缸筒16端面固接，第二氣浮套4套裝在第一儲氣套8的上端，第三氣浮套21套裝在缸筒16的下端，第二儲氣套15套裝在缸筒16外。
[0030]連桿活塞2由長桿、短桿和中間活塞組成，中間活塞套裝在缸筒16內(nèi)，中間活塞的活塞壁與缸筒16之間留有極小的間隙，長桿穿過第一氣浮套12、第二氣浮套4且和第一氣浮套12、第二氣浮套4內(nèi)壁間留有極小的間隙，短桿端穿過第三氣浮套21且和第三氣浮套21內(nèi)壁間留有極小的間隙。
[0031]第一儲氣套8與長桿之間形成第一儲氣腔9，第二儲氣套15與缸筒間形成相互獨立的第二儲氣腔和第三儲氣腔；缸筒16與長桿之間形成第一進氣腔27，缸筒與短桿之間形成第二進氣腔24。
[0032]第一儲氣套8上設有第一進氣口 10，第一進氣口 10與第一儲氣腔9相通；第二儲氣套15兩端分別設有第二進氣口 40、第三進氣口 41，第二進氣口 40、第三進氣口 41分別與第二儲氣腔和第三儲氣腔相通；缸筒16兩端分別設有第四進氣口 14、第五進氣口 19和氣浮進氣口 20，第四進氣口 14連通第一進氣腔27和第二儲氣腔，第五進氣口 19連通第二進氣腔24和第三儲氣腔，氣浮進氣口 20位于第二儲氣套15外。
[0033]第二進氣口 40和第三進氣口 41通過氣管與換向閥17連接，換向閥17連接氣壓表18。
[0034]長桿中心打軸向盲孔形成第一進氣孔3，中間活塞上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔26，第一徑向節(jié)流孔26與所述第一進氣孔3相通，第一徑向節(jié)流孔26內(nèi)套裝節(jié)流塞，第一徑向節(jié)流孔26沿軸向方向有兩組；長桿上開有徑向通孔形成第二進氣孔11，第二進氣孔11與第一進氣孔3相通，第二進氣孔11位于第一儲氣腔內(nèi)；長桿端面套裝密封蓋I。
[0035]連桿活塞上設有第一卸壓槽，第一卸壓槽包含中間活塞外圓柱面上的第一凹槽25、第一凹槽25內(nèi)均布的第一徑向盲孔39、短桿內(nèi)均布的與第一徑向盲孔39相通的第一軸向盲孔38 ;第一凹槽25有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔26的兩側(cè)；第一卸壓槽與第一節(jié)流孔26、第一進氣孔3之間相互隔離。
[0036]第一氣浮套12上均布軸向盲孔形成第二進氣孔29，第二進氣孔29與第一儲氣腔9相通，第一氣浮套12沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔13，第二徑向節(jié)流孔13與所述第二進氣孔29相通，第二徑向節(jié)流孔13內(nèi)套裝節(jié)流塞。第一氣浮套12上設有第二卸壓槽，第二卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第二凹槽28、第二凹槽28內(nèi)的第二徑向盲孔33和第二徑向通孔35、與第二徑向盲33孔和第二徑向通孔35相通的第二軸向盲孔34 ;第二軸向盲孔34 —端通過密封塞32密封，第二徑向通孔35與外界大氣相通；第二凹槽28有兩組且位于第二徑向節(jié)流孔13的兩側(cè)，第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔13之間相互隔離。
[0037]第二氣浮套4上均布軸向盲孔形成第三進氣孔6，第三進氣孔6與第一儲氣腔9相通，第二氣浮套4沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔5，第三徑向節(jié)流孔5與所述第三進氣孔6相通，第三徑向節(jié)流孔5內(nèi)套裝節(jié)流塞。第二氣浮套4上設有第三卸壓槽，第三卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第三凹槽7、第三凹槽7內(nèi)均布的第三徑向盲孔31、與第三徑向盲孔31相通的第三軸向盲孔30 ;第三凹槽7靠近第一儲氣腔9，第三軸向盲孔30 —端與外界大氣相通，第三卸壓槽與第三徑向節(jié)流孔5之間相互隔離。
[0038]第三氣浮套21外圓柱面上設有第四凹槽42，第四凹槽42與缸筒16上的氣浮進氣口 20相通，第四凹槽42內(nèi)沿圓周均布第四徑向節(jié)流孔22，第四徑向節(jié)流孔22內(nèi)套裝節(jié)流塞。第三氣浮套21上設有第四卸壓槽，第四卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第五凹槽23、第五凹槽23內(nèi)均布的第四徑向盲孔36、與第四徑向盲孔36相通的第四軸向盲孔37 ;第五凹槽23靠近第二進氣腔24，第四軸向盲孔37 —端與外界大氣相通，第四卸壓槽與第四徑向節(jié)流孔22之間相互隔離。
【權(quán)利要求】
1.一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，其特征在于:包括連桿活塞、缸筒、儲氣套，氣浮套；所述氣浮套包含第一氣浮套、第二氣浮套和第三氣浮套，所述儲氣套包含第一儲氣套和第二儲氣套； 所述第一氣浮套套裝在第一儲氣套內(nèi)，所述第一儲氣套與缸筒端面固接，所述第二氣浮套套裝在第一儲氣套的上端，所述第三氣浮套套裝在缸筒的下端，所述第二儲氣套套裝在缸筒外； 所述連桿活塞由長桿、短桿和中間活塞組成，所述中間活塞套裝在缸筒內(nèi)，所述中間活塞的活塞壁與缸筒之間留有極小的間隙，所述長桿穿過第一氣浮套、第二氣浮套且和第一氣浮套、第二氣浮套內(nèi)壁間留有極小的間隙，所述短桿端穿過第三氣浮套且和第三氣浮套內(nèi)壁間留有極小的間隙； 所述第一儲氣套與長桿之間形成第一儲氣腔，所述第二儲氣套與缸筒間形成相互獨立的第二儲氣腔和第三儲氣腔；所述缸筒與長桿之間形成第一進氣腔，所述缸筒與短桿之間形成第二進氣腔； 所述第一儲氣套上設有第一進氣口，所述第一進氣口與第一儲氣腔相通；所述第二儲氣套兩端分別設有第二進氣口、第三進氣口，所述有第二進氣口、第三進氣口分別與第二儲氣腔和第三儲氣腔相通；所述缸筒兩端分別設有第四進氣口、第五進氣口和氣浮進氣口，所述第四進氣口連通第一進氣腔和第二儲氣腔，所述第五進氣口連通第二進氣腔和第三儲氣腔，所述氣浮進氣口位于第二儲氣套外； 所述第二進氣口和第三進氣口通過氣管與換向閥連接，所述換向閥連接氣壓表； 所述長桿中心打`軸向盲孔形成第一進氣孔，所述中間活塞上沿圓周均布第一徑向節(jié)流孔，所述第一徑向節(jié)流孔與所述第一進氣孔相通，所述第一徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞，所述第一徑向節(jié)流孔沿軸向方向至少有兩組；所述長桿上開有徑向通孔形成第二進氣孔，所述第二進氣孔與第一進氣孔相通，所述第二進氣孔位于第一儲氣腔內(nèi)；所述長桿端面套裝密封蓋; 所述連桿活塞上設有第一卸壓槽，所述第一卸壓槽包含中間活塞外圓柱面上的第一凹槽、第一凹槽內(nèi)均布的第一徑向盲孔、短桿內(nèi)均布的與第一徑向盲孔相通的第一軸向盲孔；所述第一凹槽至少有兩組且位于第一徑向節(jié)流孔的兩側(cè)；所述第一卸壓槽與所述第一節(jié)流孔、第一進氣孔之間相互隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的一種不受低壓影響的雙向恒力氣動輸出裝置，其特征在于:所述第一氣浮套上均布軸向盲孔形成第二進氣孔，所述第二進氣孔與第一儲氣腔相通，所述第一氣浮套沿圓周均布第二徑向節(jié)流孔，所述第二徑向節(jié)流孔與所述第二進氣孔相通，所述第二徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞；所述第一氣浮套上設有第二卸壓槽，所述第二卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第二凹槽、第二凹槽內(nèi)的第二徑向盲孔和第二徑向通孔、與第二徑向盲孔和第二徑向通孔相通的第二軸向盲孔；所述第二軸向盲孔一端通過密封塞密封，所述第二徑向通孔與外界大氣相通；所述第二凹槽有兩組且位于第二徑向節(jié)流孔的兩側(cè)，所述第二卸壓槽與第二徑向節(jié)流孔之間相互隔離； 所述第二氣浮套上均布軸向盲孔形成第三進氣孔，所述第三進氣孔與第一儲氣腔相通，所述第二氣浮套沿圓周均布第三徑向節(jié)流孔，所述第三徑向節(jié)流孔與所述第三進氣孔相通，所述第三徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞；所述第二氣浮套上設有第三卸壓槽，所述第三卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第三凹槽、第三凹槽內(nèi)均布的第三徑向盲孔、與第三徑向盲孔相通的第三軸向盲孔；所述第三凹槽靠近第一儲氣腔，所述第三軸向盲孔一端與外界大氣相通，所述第三卸壓槽與第三徑向節(jié)流孔之間相互隔離； 所述第三氣浮套外圓柱面上設有第四凹槽，所述第四凹槽與缸筒上的氣浮進氣口相通，所述第四凹槽內(nèi)沿圓周均布第四徑向節(jié)流孔，所述第四徑向節(jié)流孔內(nèi)套裝節(jié)流塞，所述第三氣浮套上設有第四卸壓槽，所述第四卸壓槽包含內(nèi)圓柱面上的第五凹槽、第五凹槽內(nèi)均布的第四徑向盲孔、與第四徑向盲孔相通的第四軸向盲孔；所述第五凹槽靠近第二進氣腔，所述第四軸向盲孔一端與外界大氣相通，所述第四卸壓槽與第四徑向節(jié)流孔之間相互隔離。`
【文檔編號】F15B15/14GK203627386SQ201320646667
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月18日
【發(fā)明者】鄭欣榮, 袁巧玲 申請人:浙江工業(yè)大學