专利名称：一种油缸驱动的动力装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及动力系统及液压领域，具体地说，涉及一种油缸驱动的动力装置，特别涉及一种输出大扭矩的动力装置。
背景技术：
在柴油发动机、汽油发动机等常用的动力装置中，气缸是产生其驱动力的源头。燃料在气缸内部燃烧后推动图I所示的活塞11’运动，然后通过连杆12’、曲轴2’的传递，将动力输出至相应的执行部件。连杆12’是连接活塞11’和曲轴2’的连接部件，工作过程中，连杆12’小头端随活塞11’作往复运动，连杆12’大头端随曲轴连杆轴颈绕曲轴2’的轴线 作旋转运动，连杆12’大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。该过程中，气缸的缸套10’始终处于固定状态，在连杆12的杆身进行摇摆运动时，会对固定的缸套10’施加偏载，该偏载会产生侧向力。如图I所示，杆身会对活塞11’及缸套10’施加斜向力F’，从而增加活塞11’和缸套10’的摩擦，加剧活塞11’和缸套10’的疲劳和磨损，降低其使用寿命和可靠性。众所周知，前述动力装置的工作循环由进气、压缩、燃烧膨胀、排气四个过程组成，该工作循环既可以通过活塞11’的两冲程实现，也可以通过活塞11’的四冲程实现。以四冲程发动机为例，只有在燃油燃烧使得活塞11’从上止点推至下止点的冲程时，活塞11’才对外做功，其它三个冲程中活塞11’的运动则需要依靠曲轴2’的惯性力带动，并不对外做功。由于并非全冲程做功，因此对发动机的最大功率和扭矩造成了限制。在工程机械、矿山机械、石油机械及船用机械等工作环境中，要求动力装置输出足够的扭矩以驱动相应的执行部件。随着设备大型化、重载化的发展，对动力装置输出的扭矩和功率提出了更大的要求，传统的动力装置常需要配备大尺寸的齿轮传动装置才可以实现大扭矩输出，该方案具有体积庞大、耗材多、自重大等明显的缺点。作为另一种替代方案，为了输出大扭矩，现有技术中也采用电传动技术，即通过发动机带动发电机，然后用发电机发出的电供给电动机，电动机的输出轴连接减速机从而实现大扭矩的输出，该系统具有结构复杂、控制困难、体积重量大、能量利用率低、制造成本高等缺点。随着机械设备对输出扭矩的要求不断增大，对动力装置的制造要求也越来越多。因此，如何提供一种偏载小、可靠性高、结构紧凑、易于控制、成本低廉的动力装置，以满足大型化、重型化设备不断提升的性能需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明旨在提供一种油缸驱动的动力装置，该动力装置能够直接输出大扭矩，并可以消除活塞运动的偏载，提高活塞运动的稳定性。本发明油缸驱动的动力装置，包括至少一个液压油缸、曲轴和固定部件，其中所述液压油缸包括缸筒、活塞和活塞杆，所述缸筒可摆动地设置于所述固定部件上，所述活塞与所述活塞杆的第一端固定连接；所述曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，所述主轴颈设置于所述固定部件上，所述活塞杆的第二端设置于所述连杆轴颈上整体形成曲柄连杆机构，将所述活塞杆的直线往复运动转换成所述曲轴的旋转运动。进一步地，所述曲轴包括多个连杆轴颈，多个液压油缸的活塞杆的第二端设置于对应的连杆轴颈上。 进一步地，所述液压油缸排成一排，形成直列式结构。进一步地，所述液压油缸分为两组，各组液压油缸排成一排，两排液压油缸之间互成角度，形成“V”字形结构。进一步地，所述液压油缸分为两组，各组液压油缸排成一排，两排液压油缸之间的角度为180°，形成水平对置结构。进一步地，所述液压油缸分为四组，各组液压油缸排成第一、第二、第三和第四排，第一和第三排液压油缸形成第一个“V”字形结构，第二和第四排液压油缸形成第二个“V” 字形结构。进一步地，以所述曲轴的轴线为轴心构成圆柱面，所述液压油缸分布于所述圆柱面的不同径向位置，形成星形结构。进一步地，所述液压油缸为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，所述活塞杆伸出时，所述无杆腔进油、有杆腔回油；所述活塞杆缩回时，所述有杆腔进油、无杆腔回油。进一步地，所述液压油缸为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，所述活塞杆伸出时，所述无杆腔进油；所述活塞杆缩回时，所述无杆腔回油。进一步地，还包括第一电磁换向阀、压力传感器和第一控制器，其中所述第一电磁换向阀用于控制所述液压油缸的进回油方向；所述压力传感器设置于所述液压油缸的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞运动至相应位置时的液压油压力；所述第一控制器连接所述第一电磁换向阀和所述压力传感器，并根据所述压力传感器的压力信号，控制所述第一电磁换向阀换向。进一步地，所述第一电磁换向阀为包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口的二位四通换向阀或三位四通换向阀，所述第一工作油口和第二工作油口分别连接所述液压油缸的有杆腔和无杆腔，所述第一进油口连接液压泵，所述第一回油口连接油箱。进一步地，所述第一电磁换向阀为二位三通换向阀，所述二位三通换向阀包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口，所述第三工作油口连接所述液压油缸的无杆腔，所述第二进油口连接液压泵，所述第二回油口连接油箱。进一步地，还包括机械式换向阀、凸轮、第一杆件和第二杆件，其中所述机械式换向阀上设置有控制端；所述凸轮连接所述曲轴的主轴颈，并随所述主轴颈进行相应的旋转；所述第一杆件的第一端设置于所述凸轮的周面上并在所述凸轮作用下进行往复运动；所述第二杆件相对于所述固定部件可摆动地设置，所述第二杆件的第一端连接所述机械式换向阀的控制端，所述第二杆件的第二端连接所述第一杆件的第二端。
进一步地，还包括第二电磁换向阀、角位移传感器和第二控制器，其中所述第二电磁换向阀用于控制所述液压油缸的进回油方向；所述角位移传感器用于检测所述曲轴旋转运动的角位移；所述第二控制器连接所述第二电磁换向阀和所述角位移传感器，并根据所述角位移传感器的角位移信号，控制所述第二电磁换向阀换向。进一步地，所述液压油缸的缸筒的端部设置有铰接座，所述液压油缸通过所述铰接座铰接于所述固定部件上。进一步地，所述液压油缸的缸筒的外壁对称设置有两组耳座，所述液压油缸通过所述耳座铰接于所述固定部件上。
进一步地，所述动力装置还包括飞轮和/或平衡块，其中所述飞轮设置于所述曲轴的主轴颈上，所述平衡块为重量部件，用于平衡曲轴重心。进一步地，所述液压油缸工作过程中，部分液压油缸停缸，仅另外一部分液压油缸对曲轴做功。本发明油缸驱动的动力装置的活塞杆和曲轴之间形成曲柄连杆机构，通过液压力带动曲轴并实现了旋转运动的输出。与现有技术相比，本发明驱动力大，能输出很大的扭矩，尤其适用于低速大扭矩的应用环境；此外，本发明的液压油缸整体上为二力杆结构，消除了侧向力，改善了受力状况，提升了曲轴运行的平稳性。对于本发明的双作用油缸而言，在活塞从上止点到下止点、以及从下止点到上止点的各冲程中，除死点外，活塞都会在液压力的驱动下对外做功，因此能提升曲轴运行的效率，提高输出功率和输出扭矩。而且，本发明还可以通过引用先进的计算机技术来实现液压油缸的协同动作控制，从而提高装置的控制性能，保证系统的良好运行。此外，本发明也不需要像柴油、汽油发动机等动力装置一样设置复杂的冷却系统、进排气系统、凸轮配气系统等结构，只要通过液压泵和液压管路等形成液压系统即可，具有结构简单、易于实施、结构紧凑、体积小、重量轻、适用性广等显著的优点。
图I是现有技术的动力装置的受力原理图；图2是本发明一实施例的动力装置的结构原理图；图3是图2所示实施例的动力装置的受力原理图；图4是本发明一实施例的直列式动力装置的结构原理图；图5是本发明另一实施例的“V”字形动力装置的结构原理图；图6是本发明一实施例的动力装置的液压原理图；图7是本发明另一实施例的动力装置的液压原理图；图8是本发明又一实施例的动力装置的液压原理图；图9是本发明又一实施例的动力装置的液压原理图。
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。图2所示是本发明一实施例的动力装置的结构原理图。从图中可以看出，本发明油缸驱动的动力装置包括至少一个液压油缸I和曲轴2，并且还包括用于安装所述液压油缸I和曲轴2的固定部件S。该固定部件s构成本发明油缸驱动的动力装置的骨架，起到支撑和安装其它部件的作用，其可以是机体或壳体等结构部件。本发明的固定部件s既可以指单独的一个部件，也可以指多个独立或不同的部件，只要其固定设置即符合本发明固定部件s的定义。液压油缸I包括缸筒10、活塞11和活塞杆12，缸筒10可摆动地设直于固定部件s上，活塞11与活塞杆12的第一端固定连接。活塞11和活塞杆12沿缸筒10进行直线式 往复运动，该液压油缸I的活塞11在液压油的作用下进行往复运动，其既可以是单作用油缸，也可以是双作用油缸，本发明并不受限于此。液压油缸I的缸筒10相对于固定部件s摆动设置,作为一种实施方式,可以在缸筒10的端部设置有铰接座(参考图5)，液压油缸I通过铰接座铰接于固定部件s上；作为另一种实施方式，可以在缸筒10的外壁对称设置有两组耳座(参考图4)，液压油缸I通过耳座铰接于固定部件s上。
值得说明的是，与现有技术的动力装置相比，本发明的缸筒10并非固定设置，液压油缸I整体上为二力杆结构，因此可以避免侧向力的形成，消除了偏载，改善了受力状况。此外，本发明的活塞11与活塞杆12的第一端之间并非通过活塞销活动连接，而是固定连接，极大地提高了活塞11和活塞杆12运动的可靠性。本发明的曲轴2包括图2所示的主轴颈21和连杆轴颈22，主轴颈21设置于固定部件s上，活塞杆12的第二端设置于连杆轴颈22上，整体形成曲柄连杆机构，将活塞杆12 的直线往复运动转换成曲轴2的旋转运动。曲轴2的主轴颈21位于曲轴轴线所在的位置，连杆轴颈22和该轴线之间具有一定的偏心距离。曲轴2以主轴颈21轴线为中心进行旋转运动。曲轴2 —般选用强度高、耐冲击韧度和耐磨性能好的优质中碳结构钢、优质中碳合金钢或高强度球墨铸铁来锻造或铸造。优选地，曲轴2包括多个连杆轴颈22，液压油缸I的活塞杆12的第二端设置于对应的连杆轴颈22上。在图2所示的实施例中，液压油缸I包括4个，应当清楚，其也可以是其它数量，本发明并不受限于此。进一步地，鉴于曲轴2旋转的不均匀性，本发明在曲轴2的主轴颈21上还设置有图2所示的飞轮3。飞轮3可以为圆盘状结构。该飞轮3可以储存曲轴2运动过程中的运动能量，它具有较大的转动惯量，当曲轴2转速增高时，飞轮3的动能增加，可以将能量储存起来；当曲轴2转速降低时，飞轮3的动能减少，可以将能量释放出来。飞轮3可以减小运转过程中的速度波动，便于带动曲轴2平稳运转。本发明在曲轴2上还可以设置有平衡块，平衡块为重量部件，用于平衡曲轴2重心。该平衡块可以保证曲轴2的平衡性，减小曲轴2运行的振动。该平衡块设置于曲轴2偏重部分的相对侧。应当清楚，还可以在曲轴2上钻去一部分重量，以达到平衡的目的。曲柄连杆机构是本发明油缸驱动的动力装置的动力传递机构，其将活塞杆12的直线式往复运动转换为曲轴2的旋转运动，并对外输出动力。在前文中已经提及，对于四冲程发动机而言，只有燃烧膨胀的冲程时，活塞11’才对外做功，即曲轴2’转720° (两周)时才做功一次。突出地，本发明对于双作用油缸而言，除了死点外，活塞11都会在液压力的驱动下对外做功，实现了全冲程做功，显著提高了 输出功率和输出扭矩；即使对于单作用油缸而言，曲轴2每转360° (—周)时也会做功一次,提高了曲轴2运行的效率。作为本发明的一个实施例，液压油缸I工作过程中，部分液压油缸I停缸，仅另外一部分液压油缸I对曲轴2做功。在上述技术方案的基础上，可以根据执行部件的运行及负载状况，仅控制部分液压油缸I对外做功，而停缸的部分液压油缸I不对外做功(其活塞杆在曲轴的带动下运动)，从而能够调整本发明油缸驱动的动力装置的输出功率，提高能量利用率。图3是图2所示实施例的动力装置的受力原理图。由于本发明液压油缸I的缸筒10与固定部件s之间采用活动连接，而活塞杆12的第二端与曲轴2的连杆轴颈22也采用活动连接，整体上液压油缸I为二力杆结构，其两端受力沿着液压油缸I的轴线方向，不会发生弯曲和扭转形变，保证了液压油缸I整体的平衡，消除了侧向力，改善了受力状况，提升了曲轴2运行的平稳性。当液压油缸I为多个时，各液压油缸I在曲轴2上可以有多种排列布置方式。图4是本发明一实施例的直列式动力装置的结构原理图，在该图中各液压油缸I排成一排，形成直列式结构。各液压油缸I可以如图4所示竖向排成一排，为了降低高度，也可以布置成倾斜的甚至水平的结构，具有体积紧凑、布局灵活等优点。作为本发明另一个实施例，如图5所示，液压油缸I分为两组，各组液压油缸I排成一排，两排液压油缸I之间互成角度，形成“V”字形结构，该结构可以降低本发明油缸驱动的动力装置的整体机体长度和高度，而且油缸成一定角度对向布置，可以抵消一部分振动。前述“V”字形结构的夹角可以为60°或者其它角度。此外，在前述“V”字形结构的基础上，还可以将两排液压油缸I之间的角度调整为180°，形成水平对置结构。由于相邻两个液压油缸I之间水平对置，可以相互抵消振动，从而使得曲轴2运转更加平稳。作为本发明又一个实施例，还可以将液压油缸I分为四组，各组液压油缸I排成第一、第二、第三和第四排，第一和第三排液压油缸I形成第一个“V”字形结构，第二和第四排液压油缸I形成第二个“V”字形结构，液压油缸I整体上可以形成近似“W”字形排列，从而可以缩短曲轴长度、节省整体空间。另外，作为又一种排列方式，可以以曲轴2的轴线为轴心构成圆柱面，液压油缸I分布于所述圆柱面的不同径向位置，形成星形结构。例如在液压油缸I为5个时，可以形成投影为类似五角星的结构。应当清楚的是，各液压油缸既可以在曲轴2上具有相同的轴向位置，也可以为不同的轴向位置。需要说明的是，本发明在液压油缸I为多个时，液压油缸I之间相互需要协同作业，方能保证曲轴2运动的一致性。各液压油缸I的进出油动作可以通过电控技术控制，也可以采用机械结构控制，本发明并不受限于此。
在图6所示的实施例中，液压油缸I为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，并且当活塞杆12伸出时，无杆腔进油、有杆腔回油；当活塞杆12缩回时，有杆腔进油、无杆腔回油。此外，图6所示为多个液压油缸I排成一排的直列式结构。液压油缸I的动作可以通过包括第一电磁换向阀41、压力传感器5和第一控制器61的系统来控制。第一电磁换向阀41用于控制液压油缸I的进回油方向，其既可以控制一个液压油缸，也可以同时控制多个液压油缸(如位差相同的其中两个液压油缸)。优选第一电磁换向阀41与液压油缸I的数量相同。在图6所不的双作用油缸中，该第一电磁换向阀41为三位四通换向阀，并包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口。其中，第一工作油口和第二工作油口分别连接液压油缸I的有杆腔和无杆腔，第一进油口连接液压泵40，第一回油口连接油箱。在第一状态，第一工作油口进油、第二工作油口回油；在第二状态，第一工作油口回油、第二工作油口进油；在第三状态，第一工作油口和第二工作油口均为截止状态。应当清楚，在该第一电磁换向阀41为二位四通换向阀(包括同样的油口)时，同样能够实现本发明的技术效果。
压力传感器5设置于液压油缸I的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞11运动至相应位置时的液压油压力。该压力传感器5可以设置于缓冲套上，当该处缓冲压力大于预设值时，则可以判断活塞11已经完全伸出或缩回，并需要立刻进行换向运动，从而保证活塞11在上止点(活塞顶部离曲轴中心最大距离时的位置)和下止点(活塞顶部离曲轴中心最小距离时的位置)之间的准确定位。需要说明的是，本发明也可以采用接近开关、行程开关等装置来实现对上止点和/或下止点的定位。第一控制器61连接第一电磁换向阀41和压力传感器5，并根据压力传感器5的压力信号，控制第一电磁换向阀41换向。第一电磁换向阀41换向后,活塞11在缸筒10内变向运动，从而达到往复式运动的目的。在图7所示的实施例中，液压油缸I为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，活塞杆12伸出时，无杆腔进油；活塞杆12缩回时，无杆腔回油。此外，图7所示为多个液压油缸I排成一排的直列式结构。液压油缸I可以通过包括第一电磁换向阀41、压力传感器5和第一控制器61的系统来控制。在图7所示的单作用油缸中，该第一电磁换向阀41为二位三通换向阀，包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口。第三工作油口连接液压油缸I的无杆腔，第二进油口连接液压泵40，第二回油口连接油箱。在第一状态，液压油经过第二进油口和第三工作油口进入液压油缸I的无杆腔；在第二状态，液压油经过第三工作油口和第二回油口回入油箱。图7的压力传感器5仅设置于液压油缸I的无杆腔，其结构和作用与图6相似，此外第一控制器61的结构和作用与图6相似，本文在此不再赘述。图8是本发明又一实施例的动力装置的液压原理图，其通过包括第二电磁换向阀
42、角位移传感器8和第二控制器62的系统来控制液压油缸I的动作。其中，第二电磁换向阀42用于控制液压油缸I的进回油方向，其既可以控制一个液压油缸，也可以同时控制多个液压油缸(如位差相同的其中两个液压油缸)。优选第二电磁换向阀42与液压油缸I的数量相同。角位移传感器8用于检测曲轴2旋转运动的角位移；第二控制器62连接第二电磁换向阀42和角位移传感器8,并根据角位移传感器8的角位移信号,控制第二电磁换向阀42换向。
由于液压油缸I在曲轴2的连杆轴颈22上安装完成后，各液压油缸I之间具有固定的角度关系，因而根据角度测量可以精确地控制液压油缸I上止点和下止点的定位。该角位移传感器8可以是设置于曲轴2的主轴颈21上的编码器。图9是本发明又一实施例的动力装置的液压原理图，与前述图6-8中采用的计算机技术不同，图9采用的是一种机械控制的结构，液压油缸I可以通过包括机械式换向阀
43、凸轮20、第一杆件71和第二杆件72的系统来控制。机械式换向阀43既可以控制一个液压油缸，也可以同时控制多个液压 油缸(如位差相同的其中两个液压油缸)。优选机械式换向阀43与液压油缸I的数量相同。其中，机械式换向阀43上设置有控制端43a。该控制端43a可以是和阀芯连接的阀杆，该阀杆可以位于机械式换向阀43的端部。该控制端43a相对于阀体位于不同位置时，机械式换向阀43具有不同的换向状态。凸轮20连接曲轴2的主轴颈21，并随主轴颈21进行相应的旋转。该凸轮20可以固定于主轴颈21上并与其同步旋转，也可以通过传动部件连接主轴颈21，凸轮20的转速可以与主轴颈21相同，也可以具有一定的差速比，本发明并不受限于此。第一杆件71的第一端设置于凸轮20的周面上并在凸轮20作用下进行往复运动，第一杆件71可以套装在一套筒内，以限制其径向移动。第二杆件72相对于固定部件s可摆动地设置，第二杆件72的第一端连接机械式换向阀43的控制端43a，第二杆件72的第二端连接第一杆件71的第二端。第二杆件72与固定部件s之间的铰接点位于其第一端和第二端之间。第二杆件72可以为图9所示的倒“V”字形结构，也可以是弧形结构或其它可能的结构。在图9所示的方位中，假如曲轴2进行顺时针转动，当活塞杆12下行时，第一杆件71向下移动,相应地带动第二杆件72以铰接点为中心逆时针摆动,并向左拉动机械式换向阀43的控制端43a ;当活塞杆12下行至下止点时，第二杆件72拉动换向阀实现换向，此时液压油进回油方向改变，在液压油的作用下，活塞杆12上行，第一杆件71向上移动，相应地第二杆件72顺时针摆动，并向右推动换向阀的控制端43a，直至活塞杆12上行至上止点后，再次实现换向。如此反复，从而实现活塞杆12的直线式往复运动和曲轴2连续的旋转运动。综上所述，本发明油缸驱动的动力装置整体形成曲柄连杆机构，通过液压力带动曲轴2并实现了旋转运动的输出。与现有技术相比，本发明主要具有以下优点I)输出扭矩大本发明采用液压油缸I驱动，与柴油、汽油发动机等动力装置相比，驱动力大，能输出很大的扭矩，尤其适用于低速大扭矩的应用环境。2)运行平稳、无偏载本发明液压油缸I的缸筒10与固定部件s之间采用活动连接，而活塞杆12的第二端与曲轴2的连杆轴颈22也采用活动连接，整体上液压油缸I为二力杆结构，不会产生现有技术中因缸套10’固定而形成的偏载，消除了侧向力，改善了受力状况，提升了曲轴2运行的平稳性。此外，本发明曲轴2上还可以设置飞轮3和平衡重，进一步提高了曲轴2的平衡性能。3)全冲程做功对于双作用油缸而言，其有杆腔和无杆腔可以交替进回油，在活塞11从上止点到下止点、以及从下止点到上止点的各冲程中，除死点外，活塞11都会在液压力的驱动下对外做功，因此能提升曲轴2运行的效率，提高输出功率和输出扭矩。4)控制方便本发明可以通过引用先进的计算机技术来实现对本发明液压油缸的协同动作控制，可以提高装置的控制性能，保证系统的良好运行。5)结构简单、易于实施相比于柴油、汽油发动机，本发明不需要设置复杂的冷却系统、进排气系统、凸轮配气系统等结构，只要通过液压泵和液压管路等形成液压系统即可，具有结构简单、易于实施等优点。此外，本发明油缸驱动的动力装置相比于现有技术还具有结构紧凑、体积小、重量轻、适用性广等显著的优点。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种油缸驱动的动力装置，其特征在于，包括至少一个液压油缸(I)、曲轴(2)和固定部件(S)，其中 所述液压油缸(I)包括缸筒(10)、活塞(11)和活塞杆(12)，所述缸筒(10)可摆动地设置于所述固定部件(s)上，所述活塞(11)与所述活塞杆(12)的第一端固定连接； 所述曲轴(2)包括主轴颈(21)和连杆轴颈(22)，所述主轴颈(21)设置于所述固定部件(s)上，所述活塞杆(12)的第二端设置于所述连杆轴颈(22)上，整体形成曲柄连杆机构，将所述活塞杆(12)的直线往复运动转换成所述曲轴(2)的旋转运动。
2.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，所述曲轴(2)包括多个连杆轴颈(22)，多个液压油缸(I)的活塞杆(12)的第二端设置于对应的连杆轴颈(22)上。
3.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)排成一排，形成直列式结构。
4.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)分为两组，各组液压油缸(I)排成一排，两排液压油缸(I)之间互成角度，形成“V”字形结构。
5.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)分为两组，各组液压油缸(I)排成一排，两排液压油缸(I)之间的角度为180°，形成水平对置结构。
6.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)分为四组，各组液压油缸(I)排成第一、第二、第三和第四排，第一和第三排液压油缸(I)形成第一个“V”字形结构，第二和第四排液压油缸(I)形成第二个“V”字形结构。
7.根据权利要求2所述的动力装置，其特征在于，以所述曲轴(2)的轴线为轴心构成圆柱面，所述液压油缸(I)分布于所述圆柱面的不同径向位置，形成星形结构。
8.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)为双作用油缸，其有杆腔和无杆腔交替进回油，所述活塞杆(12)伸出时，所述无杆腔进油、有杆腔回油；所述活塞杆(12 )缩回时，所述有杆腔进油、无杆腔回油。
9.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)为单作用油缸，仅有其无杆腔进回油，所述活塞杆(12)伸出时，所述无杆腔进油；所述活塞杆(12)缩回时，所述无杆腔回油。
10.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，还包括第一电磁换向阀(41)、压力传感器(5)和第一控制器(61),其中 所述第一电磁换向阀(41)用于控制所述液压油缸(I)的进回油方向； 所述压力传感器(5)设置于所述液压油缸(I)的有杆腔和/或无杆腔，用于检测活塞(11)运动至相应位置时的液压油压力； 所述第一控制器(61)连接所述第一电磁换向阀(41)和所述压力传感器(5 )，并根据所述压力传感器(5)的压力信号，控制所述第一电磁换向阀(41)换向。
11.根据权利要求10所述的动力装置，其特征在于，所述第一电磁换向阀(41)为包括第一工作油口、第二工作油口、第一进油口和第一回油口的二位四通换向阀或三位四通换向阀，所述第一工作油口和第二工作油口分别连接所述液压油缸(I)的有杆腔和无杆腔，所述第一进油口连接液压泵(40)，所述第一回油口连接油箱。
12.根据权利要求10所述的动力装置，其特征在于，所述第一电磁换向阀(41)为二位三通换向阀，所述二位三通换向阀包括第三工作油口、第二进油口和第二回油口，所述第三工作油口连接所述液压油缸(I)的无杆腔，所述第二进油口连接液压泵(40)，所述第二回油口连接油箱。
13.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，还包括机械式换向阀(43)、凸轮(20)、第一杆件(71)和第二杆件(72)，其中 所述机械式换向阀(43)上设置有控制端(43a)； 所述凸轮(20)连接所述曲轴(2)的主轴颈(21)，并随所述主轴颈(21)进行相应的旋转; 所述第一杆件(71)的第一端设置于所述凸轮(20)的周面上并在所述凸轮(20)作用下进行往复运动； 所述第二杆件(72)相对于所述固定部件(s)可摆动地设置，所述第二杆件(72)的第一端连接所述机械式换向阀(43)的控制端(43a)，所述第二杆件(72)的第二端连接所述第一杆件(71)的第二端。
14.根据权利要求I所述的动力装置，其特征在于，还包括第二电磁换向阀(42)、角位移传感器(8)和第二控制器(62)，其中 所述第二电磁换向阀(42)用于控制所述液压油缸(I)的进回油方向； 所述角位移传感器(8 )用于检测所述曲轴(2 )旋转运动的角位移； 所述第二控制器(62 )连接所述第二电磁换向阀(42 )和所述角位移传感器(8 )，并根据所述角位移传感器(8)的角位移信号，控制所述第二电磁换向阀(42)换向。
15.根据权利要求1-14任一项所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)的缸筒(10)的端部设置有铰接座，所述液压油缸(I)通过所述铰接座铰接于所述固定部件(S)上。
16.根据权利要求1-14任一项所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)的缸筒(10)的外壁对称设置有两组耳座，所述液压油缸(I)通过所述耳座铰接于所述固定部件(S)上。
17.根据权利要求1-14任一项所述的动力装置，其特征在于，还包括飞轮(3)和/或平衡块，其中所述飞轮(3)设置于所述曲轴(2)的主轴颈(21)上，所述平衡块为重量部件，用于平衡曲轴(2)重心。
18.根据权利要求1-14任一项所述的动力装置，其特征在于，所述液压油缸(I)工作过程中，部分液压油缸(I)停缸，仅另外一部分液压油缸(I)对曲轴(2)做功。
全文摘要
本发明提出了一种油缸驱动的动力装置，包括至少一个液压油缸、曲轴和固定部件，其中所述液压油缸包括缸筒、活塞和活塞杆，所述缸筒可摆动地设置于所述固定部件上，所述活塞与所述活塞杆的第一端固定连接；所述曲轴包括主轴颈和连杆轴颈，所述主轴颈设置于所述固定部件上，所述活塞杆的第二端设置于所述连杆轴颈上，整体形成曲柄连杆机构，将所述活塞杆的直线往复运动转换成所述曲轴的旋转运动。本发明通过液压力带动曲轴并输出旋转运动，具有输出扭矩大、运行平稳、无偏载、全冲程做功、控制方便、结构简单、易于实施等显著的优点，尤其适用于低速大扭矩的应用环境。
文档编号F03C1/40GK102734055SQ20121020966
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者张作良, 易小刚, 李 东 申请人:三一重工股份有限公司