一种活塞式摆动气缸及方法与流程

本发明涉及气缸技术领域，尤其涉及一种活塞式摆动气缸及方法。

背景技术：

摆动气缸也称为摆动气马达，是一种在小于360°角度范围内做往复摆动的气动执行元件，输出力矩使机构实现往复摆动。现有的摆动气缸主要包括齿轮齿条式摆动气缸和叶片式摆动气缸两大类。其中，齿轮齿条式摆动气缸的结构原理为：气压力推动活塞带动齿条作直线运动，齿条推动齿轮作回转运动，由齿轮输出力矩并带动负载摆动。但由于现有的齿轮齿条式摆动气缸中需要安装活塞杆、齿条齿轮组件等，因此需要较大的容置空间，从而使摆动气缸整体体积大，不适用于小型设备。此外，在现有技术中，齿条上设置的齿牙槽还通常为圆弧形，其与齿轮啮合时的接触面积较小，从而导致活塞杆能够承受的负载小，且齿牙槽容易磨损，活塞杆的使用寿命短。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种活塞式摆动气缸，该活塞式摆动气缸，不仅具有优异的机械性能和承受负责能力，还与齿轮的配合性好，减小了气缸的体积，增大了气缸的适用性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下，一种活塞式摆动气缸，其包括缸体、齿条状活塞杆、输出轴；缸体内部设置有气缸室，且缸体的两端分别设置有进气端盖和排气端盖；齿条状活塞杆以能够双向滑动的方式设置于气缸室内；输出轴以能够转动的方式设置于缸体上；输出轴垂直于齿条状活塞杆，且输出轴上固定设置有与齿条状活塞杆啮合连接的齿轮；齿条状活塞杆包括依次连接的头部、垫片、呈直杆状的活塞杆本体、以及设于活塞杆本体另一端的垫片和头部，头部、垫片和活塞杆本体通过锻造一体成型；活塞杆本体的外侧壁上沿其轴向形成一用以与齿轮相配合的齿牙面，齿牙面具有若干同一斜向的齿牙槽。

进一步地，活塞杆本体具有四个侧面，其中三个侧面为平面，余下一个侧面为朝外凸出的弧面；且该若干个齿牙槽沿活塞杆本体轴向间隔开设在活塞杆本体的弧面上。

进一步地，头部、垫片和活塞杆本体的外侧壁上皆形成有镀锌层，镀锌层的厚度皆不小于8μm。

进一步地，还包括设于缸体外侧的回转盘，输出轴的一端伸出至缸体外侧与回转盘连接。

进一步地，输出轴与回转盘连接的一端为一方形接头，方形接头延伸出缸体之外；回转盘的底部凸设有一凸台，该凸台设置有一方形孔以套设于方形接头上，且凸台与方形接头通过螺钉固定连接。

进一步地，输出轴的两端分别延伸出缸体之外，且输出轴的两端分别与一个回转盘连接。

本发明的有益效果是：1、通过在活塞杆本体的外侧壁上形成一用以与摆动气缸中齿轮相配合的齿牙面，省去了齿条的配置，这样不仅有效地减少了占用空间，减小了摆动气缸的体积，适用于小型设备；还降低气缸的生产成本；2、该活塞杆中的头部、垫片和活塞杆本体通过锻造工艺一体成型，并在所述头部、垫片和活塞杆本体的外侧壁上还皆形成有厚度不小于8μm的镀锌层，从而使活塞杆具有优异的硬度、抗拉强度、抗腐蚀性等机械性能，延长了活塞杆的使用寿命；3、所述齿牙面中任一所述齿牙槽的截面皆为倒梯形，相较于现有技术中齿条上设置的圆弧形齿牙槽，该倒梯形的齿牙槽很好的增大了齿牙槽与齿轮的接触面积，不仅增加活塞杆的承受负载能力，而且齿牙槽还不易磨损，延长了活塞杆的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的活塞式摆动气缸结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为图2中齿条状活塞杆另一视角的剖面结构示意图。

图中缸体1、齿条状活塞杆2、输出轴3、齿轮4、进气端盖5、排气端盖6、头部7、垫片8、活塞杆本体9、齿牙面10、回转盘11、方形接头12。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、图2、图3所示的活塞式摆动气缸，包括缸体1、齿条状活塞杆2、输出轴3和齿轮4，所述缸体1内部设置有气缸室；且该缸体1的两端分别设置有进气端盖5和排气端盖6；所述齿条状活塞杆2以能够双向滑动的方式设置于所述气缸室内；所述输出轴3以能够转动的方式设置于所述缸体1上；所述输出轴3垂直于所述齿条状活塞杆2，且所述输出轴3上固定设置有与所述齿条状活塞杆2啮合连接的齿轮4；所述齿条状活塞杆2包括依次连接的头部7、垫片8、呈直杆状的活塞杆本体9、以及设于活塞杆本体9另一端的垫片8和头部7，所述头部7、垫片8和活塞杆本体9通过锻造一体成型，且所述头部7的中心线与所述活塞杆本体9的轴心线相偏离；所述活塞杆本体9的外侧壁上沿其轴向形成一用以与所述齿轮4相配合的齿牙面10，所述齿牙面10具有若干同一斜向的齿牙槽。

所述头部7为圆柱体状，所述垫片8为直径大于所述头部7直径的圆片状，且所述垫片8与所述头部7的中心线相重合。

所述齿牙面10中每一所述齿牙槽的截面皆为梯形，且每一所述齿牙槽的槽口面积大于所述齿牙槽的槽底面积。

所述活塞杆本体9具有四个侧面，其中三个侧面为平面，余下一个侧面为朝外凸出的弧面；且该若干个齿牙槽沿所述活塞杆本体9轴向间隔开设在所述活塞杆本体9的弧面上。

所述头部7、垫片8和活塞杆本体9的外侧壁上皆形成有镀锌层，所述镀锌层的厚度皆不小于8μm。

还包括设于所述缸体1外侧的回转盘11，所述输出轴3的一端伸出至所述缸体1外侧与所述回转盘11连接。

所述输出轴3与所述回转盘11连接的一端为一方形接头12，所述方形接头12延伸出所述缸体1之外；所述回转盘11的底部凸设有一凸台，该凸台设置有一方形孔以套设于所述方形接头12上，且所述凸台与所述方形接头12通过螺钉固定连接。

所述输出轴3的两端分别延伸出所述缸体1之外，且所述输出轴3的两端分别与一个所述回转盘11连接。

通过在活塞杆本体9的外侧壁上形成一用以与摆动气缸中齿轮4相配合的齿牙面10，省去了齿条的配置，这样不仅有效地减少了占用空间，减小了摆动气缸的体积，适用于小型设备；还降低气缸的生产成本。

该活塞杆中的头部7、垫片8和活塞杆本体9通过锻造工艺一体成型，并在所述头部7、垫片8和活塞杆本体9的外侧壁上还皆形成有厚度不小于8μm的镀锌层，从而使活塞杆具有优异的硬度、抗拉强度、抗腐蚀性等机械性能，延长了活塞杆的使用寿命。

所述齿牙面10中任一所述齿牙槽的截面皆为倒梯形，相较于现有技术中齿条上设置的圆弧形齿牙槽，该倒梯形的齿牙槽很好的增大了齿牙槽与齿轮4的接触面积，不仅增加活塞杆的承受负载能力，而且齿牙槽还不易磨损，延长了活塞杆的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。