一种伸缩式往复运动机构的制作方法

文档序号:25993500发布日期:2021-07-23 21:06阅读:304来源:国知局
一种伸缩式往复运动机构的制作方法

本发明属于往复运动机构技术领域,尤其涉及一种伸缩式往复运动机构。



背景技术:

实现往复运动的机构很多,比如曲柄连杆机构、直线丝杠机构、凸轮机构以及液压推杆机构等。而在液压系统中,液压驱动的往复运动机构较为常见,这种结构除了包括缸体、活塞和活塞杆外,通常还需要增加换向阀之类的换向机构,通过换向机构变换进出油的方向来实现活塞的往复运动;虽然可以实现往复运动,但往复运动不稳定,往复的行程得不到很好的控制,使用效果较差。

鉴于此,一些无需换向机构的液压式自动往复运动应运而生,如中国发明专利说明书cn10915436a公开了一种往复式液压驱动装置,说明书第[0021]段至第[0022]段及附图2具体公开了“包括液压缸体、液压活塞、活塞杆和配流机构,液压缸体设置有第一、第二注油口和泄压油口,液压活塞设置在两注油口之间并将液压缸体分为第一、第二注油腔;配流机构包括设置在第一注油腔内并可产生轴向往复移动的配流块和与活塞杆配合用于驱动配流块的驱动机构,液压缸体上还设置有泄压油口,配流块上设置有用于启闭连通第一注油口和第一注油腔的注油通道和用于启闭连通泄压油口和第一注油腔的泄压通道,泄压通道与泄压油口的连通、注油通道与第一注油口的连通通过配流块的轴向往复移动切换实现;当第一注油口与注油通道连通时,第一注油腔内注油液压活塞向右运动,当液压活塞与活塞杆运动到一定程度带动驱动机构运动,使得驱动机构可带动配流块向右运动,当运动到泄压油口与泄压通道连通时对第一注油腔泄压,此时第一注油口与注油通道不连通,且在第二注油腔注油的压力下液压活塞自动向左运动,如此,形成往复式运动过程。

上述往复式液压驱动装置虽然不用换向阀就能实现自动往复运动,但结构较为复杂,制造成本高且利用液压缸体内多个部件联动实现换向会影响往复运动的响应速度,不利于推广使用。



技术实现要素:

旨在克服上述现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种伸缩式往复运动机构,不仅无需格外增加换向阀就可实现自动往复运动,而且结构简单、制造成本低、往复运动的响应速度快。

为解决上述现有技术中存在的问题,本发明实施例提供了一种伸缩式往复运动机构,包括缸体、设置于所述缸体内的活塞以及与所述活塞的一端连接的活塞杆,所述活塞的另一端与所述缸体之间形成流体压力腔;还包括设置于所述缸体上并用于对所述活塞杆施加回位扭矩的旋转回位机构以及用于使所述活塞杆轴向回位的往复回位机构;所述活塞的周部设有螺旋线走向相同的螺旋状环槽和螺旋流体槽,所述螺旋流体槽与所述流体压力腔连通;所述缸体上设置有流体进孔、流体出孔及一端伸入所述螺旋状环槽内的固定销;所述螺旋流体槽可选择地与所述流体进孔或所述流体出孔连通;

在所述流体压力腔内流体和所述往复回位机构的作用下,所述螺旋状环槽与所述固定销配合使所述活塞杆相对所述缸体做旋转伸缩运动、并使所述旋转回位机构产生所述回位扭矩;当所述活塞杆正转伸出到位或反转缩回到位时,在所述回位扭矩的作用下所述活塞杆改变当前转向,切换所述螺旋流体槽与所述流体进孔和所述流体出孔的连通状态。

作为进一步改进,所述螺旋状环槽包括两个螺旋槽段和两个连接于两个所述螺旋槽段之间的横槽段;所述螺旋槽段与所述螺旋流体槽的螺旋线走向相同;

所述螺旋槽段用于与所述固定销配合实现所述活塞杆的旋转伸出或旋转缩回运动;所述横槽段用于与所述固定销配合实现所述螺旋流体槽与所述流体进孔或所述流体出孔的连通。

作为进一步改进,所述活塞的周部对称设置有两个所述螺旋状环槽和两个所述螺旋流体槽;

其中一个所述螺旋流体槽可选择地与所述流体进孔或所述流体出孔连通;所述缸体上设置有两个所述固定销,所述固定销与所述螺旋状环槽一一对应。

作为进一步改进,所述往复回位机构包括安装座和拨杆,所述安装座与所述缸体固定连接,所述拨杆与所述活塞杆轴向滑动且同步转动连接,且所述拨杆轴向限位于所述安装座;

所述安装座上设置有弧形槽单元,所述弧形槽单元包括对称设置的两个弧形导向槽,所述弧形导向槽的圆心与所述活塞杆的旋转中心同心;每个所述弧形导向槽内均配置有滑动件,两个所述滑动件之间设置有回位弹性件,且所述拨杆的一端部夹设于两个所述滑动件之间。

作为进一步改进,所述滑动件上设置有用于防止其在所述安装座上轴向窜动的限位结构。

作为进一步改进,所述安装座包括两个可拆卸连接且结构相同的限位板;所述弧形槽单元设置于所述限位板上;

所述滑动件包括位于两个所述限位板之间的限位轴部和设置于所述限位轴部两侧的滑动轴部,且两个所述滑动轴部分别与对应所述限位板上的所述弧形导向槽相适配。

作为进一步改进,所述安装座上对称设置有两个所述弧形槽单元;相应地,所述拨杆的另一端部夹设于与另一个所述弧形槽单元对应的两个所述滑动件之间。

作为进一步改进,与同一所述弧形槽单元对应的两个所述滑动件之间设置有两个所述回位弹性件,且两个所述回位弹性件分别位于所述安装座的两侧。

作为进一步改进,所述拨杆包括连接部和设置于所述连接部两侧的拨动部,所述连接部上设置有腰形孔,所述拨动部位于两个所述滑动件之间;

所述活塞杆包括与所述腰形孔相适配的仿形杆部。

作为进一步改进,所述往复回位机构包括固定在所述旋转回位机构上的限位框体、与所述活塞杆固定连接且伸出所述限位框体外的安装杆以及套设在所述安装杆上的轴向回位弹性件;所述轴向回位弹性件的一端与所述限位框体的内壁抵接,另一端与所述安装杆和所述活塞杆之间形成的台阶面抵接。

由于采用了上述技术方案,本发明取得的有益效果如下:

本发明伸缩式往复运动机构,包括缸体、设置于缸体内的活塞以及与活塞的一端连接的活塞杆,活塞的另一端与缸体之间形成流体压力腔;还包括设置于缸体上并用于对活塞杆施加回位扭矩的旋转回位机构以及与用于使活塞杆轴向回位的往复回位机构;活塞的周部设有螺旋线走向相同的螺旋状环槽和螺旋流体槽,螺旋流体槽与流体压力腔连通;缸体上设置有流体进孔、流体出孔及一端伸入螺旋状环槽内的固定销;螺旋流体槽可选择地与流体进孔或流体出孔连通。在流体压力腔内流体和往复回位机构的压力作用下,螺旋状环槽与固定销配合使活塞杆相对缸体做旋转伸缩运动、并使旋转回位机构产生回位扭矩;当活塞杆正转伸出到位或反转缩回到位时,在回位扭矩的作用下活塞杆改变当前转向,切换螺旋流体槽与流体进孔和流体出孔的连通状态。即,当活塞杆正转伸出到位时,在回位扭矩的作用下活塞杆反转,螺旋流体槽由与流体进孔连通切换至与流体出孔连通,活塞杆开始反转缩回;当活塞杆反转缩回到位时,在回位扭矩的作用下活塞杆正转,螺旋流体槽由与流体出孔连通切换至与流体进孔连通,活塞杆开始正转伸缩;如此形成往复运动过程。

综上所述,本发明无需在缸体外增加换向机构就能实现活塞杆的自动往复运动,且结构相比现有技术更加简单,大大降低了制作成本,且换向时参与的部件较少,可提高往复运动的响应速度。

附图说明

图1是本发明伸缩式往复运动机构的结构示意图(省略往复回位机构);

图2是图1的结构分解图;

图3是本发明伸缩式往复运动机构的轴向剖视图;

图4是图3中a_a向剖视图;

图5是图2中活塞的平面展开示意图;

图6是图2中旋转回位机构第一种实施例的结构分解图;

图7是图2中旋转回位机构第二种实施例的侧视图;

图8是图2中旋转回位机构第二种实施例的结构分解图;

图9是图7中b_b向剖视图;

图10.1和图10.2是图9在产生回位扭矩时的状态参考图;

图11.1-11.10是本发明实现往复运动过程的原理图;

图中:1-缸体,11-流体进孔,12-流体出孔,13-固定销,2-活塞,21-螺旋状环槽,211-螺旋槽段,212-横槽段,22-螺旋流体槽,3-活塞杆,31-头部,32-仿形杆部,4-流体压力腔,5-旋转回位机构,51-安装座,511-限位板,5111-避让孔,512-弧形槽单元,5121-弧形导向槽,513-第一滑动件,514-第二滑动件,5141-限位轴部,5142-滑动轴部,515-回位弹性件,516-卡簧,517-轴承,518-回位弹性件安装孔,52-拨杆,521-连接部,5211-腰形孔,522-拨动部,6-往复回位机构,61-限位框体,62-安装杆,63-轴向回位弹性件,a-台阶面。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例及实施例中的“左”、“右”、“上”、“下”等方位仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例一:

由图1至图4共同所示,本实施例公开的伸缩式往复运动结构,包括缸体1、设置于缸体1内的活塞2以及与活塞2的一端连接的活塞杆3,活塞2的另一端与缸体1之间形成流体压力腔4;还包括设置于缸体1上并用于对活塞杆3施加回位扭矩的旋转回位机构5以及用于使活塞杆3轴向回位的往复回位机构6;活塞2的周部设有螺旋线走向相同的螺旋状环槽21和螺旋流体槽22,螺旋流体槽22的开口端与流体压力腔4连通;缸体1上设置有流体进孔11、流体出孔12及一端伸入螺旋状环槽21内的固定销13;螺旋流体槽22可选择地与流体进孔11或流体出孔12连通。

在流体压力腔4内流体(液压油、气体等流动介质)和往复回位机构6的作用下,螺旋状环槽21与固定销13配合使活塞杆3(及活塞2)相对缸体1做旋转伸缩运动、并使旋转回位机构5产生回位扭矩;当活塞杆3正转伸出到位或反转缩回到位时,在旋转回位机构5产生的回位扭矩的作用下活塞杆3改变当前转向,切换螺旋流体槽22与流体进孔11和流体出孔12的连通状态。

由图5所示,本实施例中的螺旋状环槽21包括两个螺旋槽段211和两个连接于两个螺旋槽段211之间的横槽段212;螺旋槽段211与螺旋流体槽22的螺旋线走向相同。其中,螺旋槽段211用于与固定销13配合实现活塞杆3的旋转伸出或旋转缩回运动;横槽段212用于与固定销13配合实现螺旋流体槽22与流体进孔11或流体出孔12的连通,进而实现往复运动的换向。

为了使活塞2受力均衡,以确保往复运动的稳定可靠性;本实施例对活塞2进行了进一步优化,优化后的活塞2的周部对称设置有两个螺旋状环槽21和两个螺旋流体槽22;其中一个螺旋流体槽22可选择地与流体进孔11或流体出孔12连通。相应地,缸体1上设置有两个固定销13,固定销13与螺旋状环槽21一一对应。设定固定销13位于点画线位置时,旋转回位机构5位于中立位置。

由图6所示,本实施例中,旋转回位机构5包括为一体式结构的安装座51和拨杆52,安装座51与缸体1固定连接,拨杆52与活塞杆3轴向滑动且同步转动连接,且拨杆52轴向限位于安装座51;安装座51上设置有弧形槽单元512,弧形槽单元512包括对称设置的两个弧形导向槽5121,弧形导向槽5121的圆心与活塞杆3的旋转中心同心;每个弧形导向槽5121内均配置有滑动件(记为第一滑动件513),两个第一滑动件513之间设置有回位弹性件515(优选弹簧),且拨杆52的一端部夹设于两个第一滑动件513之间。回位弹性件515自由状态下,两个第一滑动件513之间的距离为s,拨杆52的一端部的宽度为s。无论拨杆52(活塞杆3)顺时针旋转,或逆时针旋转,在回位弹性件515的作用下,拨杆52及活塞杆3都将受到一个回到中立位置的回位扭矩。

本实施例中,安装座51上设置有轴承517,拨杆52上设置有筒形安装部,筒形安装部安装在轴承517内,借助轴承517达到拨杆52轴向限位于安装座51且相对转动的目的。

还有一些实施例中,安装座51的中心设有环形孔,拨杆52上设置有与环形孔相对应的筒形部,位于安装座51两侧的筒形部上设有限位件,达到拨杆52轴向限位于安装座51且相对转动的目的;实现轴向限位的结构很多,在此不一一列举。

本实施例中,为了防止第一滑动件513在安装座51上进行轴向窜动,可在第一滑动件513伸出安装座51两侧的部位上设置限位结构(比如卡簧516)。

为了进一步确保结构的稳定可靠性,本实施例基于上述结构作了进一步优化,安装座51上对称设置有两个弧形槽单元512;相应地,拨杆52的另一端部夹设于与另一个弧形槽单元512对应的两个第一滑动件513之间。

为了确保旋转回位机构5对活塞杆3施加有效的回位扭矩;本实施例作了进一步改进,与同一弧形槽单元512对应的两个第一滑动件513之间设置有两个回位弹性件515,且两个回位弹性件515分别位于安装座51的两侧,也就说第一滑动件513伸出安装座51的两侧的部位上均设有回位弹性件安装孔518。

本实施例中,往复回位机构6包括固定在旋转回位机构5上的限位框体61、与活塞杆3固定连接且伸出限位框体61外的安装杆62以及套设在安装杆62上的轴向回位弹性件63(优选弹簧);轴向回位弹性件63的一端与限位框体61的内壁抵接,另一端与安装杆62和活塞杆3之间形成的台阶面a抵接。

实施例二:

实施例二与实施例一的结构基本相同,不同之处在于旋转回位机构5,本实施例中的旋转回位机构5更加便于装配,且装配方式简单。下面仅针对不同之处进行详细描述。

由图7至图9以及图10.1和图10.2共同所示,优化后的安装座51为分体式结构,包括两个通过销轴可拆卸连接且结构相同的限位板511(圆形限位板);两个弧形槽单元512设置于限位板511上;每个弧形导向槽5121内均配置有滑动件(记为第二滑动件514)。利用两个限位板511对第二滑动件514进行轴向限位;第二滑动件514包括位于两个限位板511之间的限位轴部5141和设置于限位轴部5141两侧的滑动轴部5142,且两个滑动轴部5142分别与对应限位板511上的弧形导向槽5121相适配,且滑动轴部5142伸出对应限位板511中弧形导向槽5121外的部位上设有回位弹性件安装孔518。

本实施例中,拨杆52包括连接部521和设置于连接部521两侧的拨动部522,连接部521上设置有腰形孔5211,拨动部522位于同一弧形槽单元512内的两个第二滑动件514之间;活塞杆3包括与活塞2固定连接的头部31与腰形孔5211相适配实现轴向滑动且同步转动连接的的仿形杆部32。限位板511中心设有与连接部521相适配的避让孔5111。

还有一些实施例中,拨杆52和活塞杆3通过键连接结构或直线轴承结构等其它结构实现轴向滑动且同步转动连接;在此不做赘述。

下面基于上述描述,对其工作原理进行简要阐述:

由图3、图5、图11.1到图11.10共同所示;为了便于理解,图11.1到图11.10中对应示出的上下运动方向与实现应用中活塞杆3及活塞2的轴向往复运动对应;图中对应左右运动与实现应用中活塞杆3及活塞2的旋转运动对应。图11.1-图11.6是在流体压力腔4内流体产生的压力的作用下,克服轴向回位弹性件63压力时活塞2的运动图;图11.7-图11.10是在轴向回位弹性件63的作用力下,活塞2的运动图。

其中,图11.1所示,当前旋转回位机构5在中立位置,回位扭矩为零,此时螺旋流体槽22与流体进孔11连通。图11.2至图11.4所示,在流体压力腔4内流体和往复回位机构6中轴向回位弹性件63的压力作用下,螺旋状环槽21中的一个螺旋槽段211与固定销13配合使活塞杆3(活塞2)相对缸体1做正转伸出运动(图中示意方向为活塞2相对缸体1向下、向左运动,轴向回位弹性件63被压缩)、并使旋转回位机构5产生回位扭矩(向右)。图11.5至图11.6所示,当活塞杆3正转伸出到位时,即固定销13位于一横槽段212内时,在旋转回位机构5的回位扭矩的作用下,活塞杆3改变当前转向开始反转(图中示意方向为活塞2相对缸体1向右运动)、螺旋流体槽22由与流体进孔11连通切换至与流体出孔12连通,且固定销13位于另一个螺旋槽段211的端部。

图11.7到图11.9所示,在轴向回位弹性件63的弹性复位力的作用下,另一个螺旋槽段211与固定销13配合使活塞杆3开始反转缩回(图中示意方向为活塞2相对缸体1向上、向右运动)、并使旋转回位机构5产生回位扭矩(向左)。图11.10所示,当活塞杆3反转缩回到位时,即固定销13位于另一横槽段212内,在旋转回位机构5的回位扭矩的作用下活塞杆3改变当前转向开始正转(图中示意方向为活塞2相对缸体1向左运动),螺旋流体槽22由与流体出孔12连通切换至与流体进孔11连通;活塞杆3开始正转伸出(图11.1状态);如此形成往复运动过程。

综上所述,本发明无需在缸体外增加换向机构就能实现活塞杆的自动往复运动,且结构相比现有技术更加简单,大大降低了制作成本,且换向时参与的部件较少,可提高往复运动的响应速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1