流体驱动的旋转装置、分度装置和动力输出装置的制作方法

本发明涉及一种机械装置，特别是关于一种流体驱动的旋转装置以及分度装置和动力输出装置。

背景技术：
流体驱动的旋转装置，主要包括液压旋转装置和气动旋转装置。气动旋转装置大致有三种：1、摆动装置，如各种摆动气缸。2、分度装置，如各种气动分度盘。3、气动旋转装置，如各种气动马达。已有分度装置多是通过棘轮机构将往复的直线运动转换为间歇旋转运动，并用定位销实现旋转角度的精确定位。该方式的缺点是：压力流体作用面积较小，因此产生的旋转力矩较小；结构复杂、外形较大。已有各种气动马达，则存在不适于低速运行、扭矩小、耗气量大的问题。

技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的是提供一种流体作用面积大、产生的旋转力矩大、适于低速运行，且结构简单便于安装的流体驱动的旋转装置以及分度装置和动力输出装置。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：根据本发明的一个方面，提供一种流体驱动的旋转装置，包括：壳体，所述壳体具有壳体壁；工作叶片和挡块叶片，所述工作叶片和挡块叶片处于壳体中并能够围绕一旋转轴线分别旋转，所述工作叶片具有工作叶片前侧和工作叶片后侧，所述挡块叶片具有挡块叶片前侧和挡块叶片后侧；第一流体腔，所述第一流体腔由工作叶片前侧和与之相邻的挡块叶片后侧以及壳体壁围成；第二流体腔，所述第二流体腔由挡块叶片前侧和与之相邻的工作叶片后侧以及壳体壁围成；定位组件，所述定位组件能够以可释放的方式将工作叶片和挡块叶片相对于壳体交替地定位；和流体分配系统，所述流体分配系统用于交替地改变第一流体腔和第二流体腔中的压强以使得工作叶片和挡块叶片交替地旋转。进一步地，所述流体分配系统可以包括流体供给管路、流体排放管路以及设置在所述工作叶片中的第一孔道和第二孔道，交替地，所述第一孔道将第一流体腔与流体供给管路和流体排放管路中的一个连通，所述第二孔道将第二流体腔与流体供给管路和流体排放管路中的另一个连通。更进一步地，定位组件可以包括与工作叶片或挡块叶片相连的定位销和设置在壳体中的销孔或槽。进一步地，所述定位组件可以是仅能使工作叶片和/或挡块叶片在一个方向上相对于壳体定位的单向定位组件。更进一步地，所述单向定位组件可以由下部形成有棘齿的定位销和槽面倾斜的凹槽构成。具体地，工作叶片中还可以设置有第三孔道和第四孔道及定位件腔，所述定位件腔用于容纳定位销，定位销的一部分或全部位于定位件腔中，第三孔道与定位件腔的上部连通，第四孔道与定位件腔的下部连通，所述第三孔道将定位件腔的上部与第二孔道连通以使定位销能够借助第二孔道中的压强来执行定位，所述第四孔道将定位件腔下部与第一孔道连通以使定位销能够借助第一孔道中的压强来解除定位。具体地，挡块叶片中还可以设置有第五孔道和第六孔道及定位件腔，所述定位件腔用于容纳定位销，定位销的一部分或全部位于定位件腔中，第五孔道与定位件腔的上部连通，第六孔道与定位件腔的下部连通，所述第五孔道使定位件腔的上部与工作叶片上的第一孔道连通以使定位销能够借助第一孔道中的压强来执行定位，所述第六孔道使定位件腔的下部与工作叶片上的第二孔道连通以使定位销能够借助第二孔道中的压强来解除定位。具体地，所述工作叶片和/或挡块叶片的数量可以是一个、两个、四个或更多个。根据本发明的另一方面，提供一种分度装置，包括：上述任一种流体驱动的旋转装置；和分度盘，所述分度盘与工作叶片固定连接。根据本发明的另一方面，提供一种动力输出装置，包括：上述任一种流体驱动的旋转装置；和动力输出件，所述动力输出件与工作叶片或壳体固定连接或者是壳体本身，用于向外输出动力。所述流体驱动主要包括气压驱动和液压驱动。本发明具有以下优点：1、由于工作叶片承压面积大，并可安排多个工作叶片同时工作，因此单位体积输出力矩大。2、结构简单、体积紧凑便于安装。4、适用于多种应用：采用圆柱销作为定位件时，可将其制作成分度盘；采用棘齿作为定位零件时，可将其制作成低速大扭矩的动力输出装置。附图说明图1是本发明实施例1的纵向旋转剖视示意图(图2的A-A剖视图)；图2是本发明实施例1图1的B-B剖视示意图；图3是本发明实施例1图2的工作叶片转动90度后的示意图；图4是本发明实施例2的纵向旋转剖视示意图(图5的A-A剖视图)；图5是本发明实施例2图4的B-B剖视示意图；图6是本发明实施例2图4的工作叶片转动30度后的示意图；图7是本发明实施例2图4的E-E局部剖视示意图；图8是本发明实施例2图4的R-R局部剖视示意图；图9是本发明实施例3的纵向旋转剖视示意图(图10的A-A剖视图)；图10是本发明实施例3图9的B-B剖视示意图。图11是本发明实施例3图10的挡块叶片转动30度后的示意图；具体实施方式下面结合附图1至图3对本发明实施例1进行详细的描述。如图1，图2，图3所示，根据本发明实施例1的流体驱动的旋转装置的一个示例可以由壳体1，工作叶片2，定位组件(例如可以包括定位销3和销孔11或槽)，挡块叶片6，流体(例如气体或液体)分配系统7等部分组成。所述壳体1可以具有壳体壁和销孔11，销孔11是围绕壳体旋转轴线间隔相等的角度分布的。所述工作叶片2和挡块叶片6处于壳体1中并能够围绕壳体旋转轴线分别旋转。所述工作叶片具有工作叶片前侧201和工作叶片后侧202，所述挡块叶片具有挡块叶片前侧601和挡块叶片后侧602。其中“前侧”和“后侧”的规定依据叶片的旋转方向，叶片沿旋转方向在前的一侧称为“前侧”，在后的一侧称为“后侧”。该流体驱动的旋转装置可以具有第一流体腔101和第二流体腔102。所述第一流体腔101可以由工作叶片前侧201和与之相邻的挡块叶片后侧602以及壳体1的壁围成。所述第二流体腔102可以由挡块叶片前侧601和与之相邻的工作叶片后侧202以及壳体1的壁围成。所述流体分配系统7用于交替地改变第一流体腔101和第二流体腔102中的压强以使得工作叶片2和挡块叶片6交替地旋转。如图1-3所示，当第一流体腔101中的流体压强大于第二流体腔102中的流体压强时，流体的压强差将推动挡块叶片6和/或工作叶片2从第一流体腔101朝向第二流体腔102旋转，而当第一流体腔101中的流体压强小于第二流体腔102中的流体压强时，流体的压强差将推动挡块叶片6和/或工作叶片2从第二流体腔102朝向第一流体腔101旋转。定位组件可以对工作叶片2和挡块叶片6交替地定位。被定位(即将位置固定)的工作叶片2和/或挡块叶片6将不会旋转，而未被定位的工作叶片2和/或挡块叶片6将会旋转。例如，如上所述，在图2-3中所示的示例中，当第一流体腔101中的流体压强大于第二流体腔102中的流体压强时，定位组件将工作叶片2定位，于是挡块叶片6旋转；而当第一流体腔101中的流体压强小于第二流体腔102中的流体压强时，定位组件将挡块叶片6定位，于是工作叶片2旋转。由此，工作叶片2和挡块叶片6实现交替旋转。然而，在另一示例中，也可以设置成如下情况：当第一流体腔101中的流体压强大于第二流体腔102中的流体压强时，定位组件将挡块叶片6定位，于是工作叶片2旋转；而当第一流体腔101中的流体压强小于第二流体腔102中的流体压强时，定位组件将工作叶片2定位，于是挡块叶片6旋转。这样也可以实现工作叶片2和挡块叶片6的交替旋转。工作叶片2和挡块叶片6的旋转方向例如可以沿顺时针方向，如图2-3所示的方向，但这不是必须的，在其它的示例中也可以沿逆时针方向旋转。在一示例中，所述流体分配系统7可以包括流体供给管路、流体排放管路以及设置在所述工作叶片2中的第一孔道21和第二孔道22，交替地，所述第一孔道21将第一流体腔101与流体供给管路和流体排放管路中的一个连通，所述第二孔道22将第二流体腔102与流体供给管路和流体排放管路中的另一个连通。于是，当所述第一孔道21将第一流体腔101与流体供给管路连通且所述第二孔道22将第二流体腔102与流体排放管路连通时，流体被供给至第一流体腔101，压强升高，而第二流体腔102中的流体被从流体排放管路流走，压强降低；反之亦然。借助于这样的结构，可以实现对第一流体腔101和第二流体腔102中的压强的交替改变。但该结构不是必须的，例如通过仅对第一流体腔101和第二流体腔102中的某一个进行交替地加压或减压处理，也可以实现对第一流体腔101和第二流体腔102中的压强的交替改变。本领域中的其它已知的调整流体腔压强的方式也可以用于实现对第一流体腔101和第二流体腔102中的压强的交替改变。在一示例中，所述定位组件可以包括工作叶片定位组件和挡块叶片定位组件。例如，所述工作叶片定位组件和挡块叶片定位组件可以是定位销3与销孔11或槽的组合。在一示例中，所述定位销3与销孔11或槽能够将工作叶片2和挡块叶片6相对于壳体1交替地定位。所述定位组件，例如工作叶片定位组件和/或挡块叶片定位组件，可以是仅能使工作叶片在一个方向上相对于壳体定位的单向定位组件，例如如由图4-图8所示的实施例2所示(下文将详细描述)，但是，本发明并不限于此，除去如由图4-图8所示的实施例2所示的结构之外，本领域中其它的可用于单向定位的手段均可以在一种示例中，所述工作叶片2中还可以设置有第三孔道23和第四孔道24及定位件腔25，定位销3的一部分或全部位于定位件腔25中，第三孔道23与定位件腔25的上部连通，第四孔道24与定位件腔25的下部连通，所述第三孔道23将定位件腔25的上部与第二孔道22连通以使定位销3能够借助第二孔道22中的压强插入壳体1的销孔11内，所述第四孔道24将定位件腔25的下部与第一孔道21连通以使定位销3能够借助第一孔道21中的压强从壳体1上的销孔11内拔出。在另一示例中，所述挡块叶片6中还可以设置有第五孔道63和第六孔道64及定位件腔61，定位销3的一部分或全部位于定位件腔61中，第五孔道63与定位件腔61的上部连通，第六孔道64与定位件腔61的下部连通，所述定位件腔61用于容纳定位销3，所述第五孔道63使定位件腔61的上部可以与工作叶片2上的第一孔道21连通以使定位销3能够借助第一孔道21中的压强插入壳体1上的销孔11，所述第六孔道64使定位件腔61的下部可以与工作叶片2上的第二孔道22连通以使定位销3能够借助第二孔道22中的压强从壳体1上的销孔11内拔出。在一示例中，接头9可以设置于工作叶片2上第一孔道21及第二孔道22的出口位置，并可插入挡块叶片6上第五孔道63及第六孔道64入口位置的凹坑65内。根据本发明的流体驱动的旋转装置可以加装分度盘5而构成分度装置。在这样的分度装置中，作为示例，所述分度盘5可以通过键8与工作叶片2连接。于于是，分度盘5可以随着工作叶片2的间歇转动而实现分度功能。在一示例中，由于上述壳体1上的销孔11是围绕旋转轴心间隔相等的角度分布的，与工作叶片2连接在一起的分度盘5便能够借助交替插入壳体1上销孔11的定位销3实现了间歇运动且每次运动的转角可由销孔11或槽的位置控制，例如可用于分度操作。作为示例，分度盘5可以借助轴承4与壳体1相连，以避免旋转与壳体1发生干涉。在一实施例中，有两个工作叶片2，两个挡块叶片6，每次转动90度。但本发明不限于此，具体实施时可根据需要(如分度数量、行程距离、力矩大小等)安排工作叶片2和挡块叶片6的数量。根据上述实施例1的一个示例的流体驱动的旋转装置的旋转操作的示例描述如下：(1)参照图1、图2，通过流体分配系统7使工作叶片2上的第一孔道21和第四孔道24与流体供给管路连通，使工作叶片2上的第二孔道22和第三孔道23与流体排出管路连通。部分流体经工作叶片2上的第四孔道24进入工作叶片2中的定位件腔25的下部，作用在定位销3的活塞31上使定位销3从壳体1上的销孔11中拔出。另一部分流体经工作叶片2上的第一孔道21，在接头9的引导下进入挡块叶片6上的第五孔道63，接着进入挡块叶片6中定位件腔61的上部，作用在定位销3的活塞31上使定位销3插入壳体1上的销孔11中。接头9与挡块叶片6上的凹坑65之间可存在间隙，在定位销3插入壳体1上的销孔11中之后(或同时)，部分流体便进入第二流体腔102，推动工作叶片2顺时针旋转90度直至接触到挡块叶片6(如图3所示)，第一流体腔101的流体通过工作叶片2上的第二孔道22排出。(2)参照图1、图2、图3，通过流体分配系统7将工作叶片2上的第二孔道22及第三孔道23与流体供给管路连通，使工作叶片2上的第一孔道21及第四孔道24与流体排出管路连通。部分流体经工作叶片2上的第一孔道21进入工作叶片2中的定位件腔25的上部，作用在定位销3的活塞31上使定位销3插入壳体1上的销孔11。另一部分流体经工作叶片2上的第四孔道24在接头9的引导下进入挡块叶片6上的第六孔道64，接着进入挡块叶片6中定位件腔61的下部，作用在定位销3的活塞31上使定位销3从壳体1上的销孔11中拔出。接头9与挡块叶片6上的凹坑65之间可存在间隙，在定位销3插入壳体1上的销孔11中之后(或同时)，流体便进入第一流体腔101，推动挡块叶片6顺时针旋转90度直至接触到工作叶片2，第二流体腔102的流体通过工作叶片2上的孔21排出。借助上述操作(1)和(2)，工作叶片2和挡块叶片6可以交替地围绕壳体1的旋转轴线进行旋转。以上仅描述了工作叶片2和挡块叶片6的交替围绕壳体1旋转轴线旋转的一个周期，而在实际使用中，不断重复该过程，通过工作叶片2和挡块叶片6互相间的交替推动，便可以实现例如与工作叶片2连接的分度盘5的旋转分度功能。下面结合附图4至图8对本发明实施例2进行详细的描述。如图4，图5所示，根据本发明实施例2的流体驱动的旋转装置的一个示例可以由壳体1，工作叶片2，定位组件(例如可以包括定位销3和凹槽11’)，挡块叶片6，弹簧33，流体(例如气体或液体)分配系统7等部分组成。所述壳体1具有壳体壁和凹槽11’，凹槽11’的槽面是倾斜的。所述定位销3的下部形成有棘齿32。所述工作叶片2和挡块叶片6处于壳体1中并能够围绕壳体旋转轴线分别旋转；所述工作叶片具有工作叶片前侧201和工作叶片后侧202，所述挡块叶片具有挡块叶片前侧601和挡块叶片后侧602。所述第一流体腔101可以由工作叶片前侧201和与之相邻的挡块叶片后侧602以及壳体1的壁围成。所述第二流体腔102可以由挡块叶片前侧601和与之相邻的工作叶片后侧202以及壳体1的壁围成。所述流体分配系统7可以包括流体供给管路、流体排放管路以及设置在所述工作叶片2中的第一孔道21和第二孔道22，交替地，所述第一孔道21将第一流体腔与流体供给管路和流体排放管路中的一个连通，所述第二孔道22将第二流体腔与流体供给管路和流体排放管路中的另一个连通。在一示例中，所述工作叶片2中还可以设置有定位件腔25，定位销3的一部分或全部位于定位件腔25中，弹簧33位于定位件腔25内，位于定位销3的上部，定位销3上的棘齿32能借助弹簧33的压力插入壳体1的凹槽11’内实现定位销3与壳体1在逆时针单方向上的限位，即防止与定位销3相连的工作叶片2相对于壳体1逆时针转动，当工作叶片2相对于壳体1顺时针旋转时，因壳体1上凹槽11‘的倾斜槽面的作用，定位销3上的棘齿32可从凹槽11’内滑出。在另一示例中，所述挡块叶片6中还可以设置有定位件腔61，定位销3的一部分或全部位于定位件腔61中，弹簧33位于定位件腔61内，位于定位销3的上部，定位销3上的棘齿32能借助弹簧33的压力插入壳体1的凹槽11’内实现定位销3与壳体1在逆时针单方向上的限位，即防止与定位销3相连的挡块叶片6相对于壳体1逆时针转动，当挡块叶片6相对于壳体1顺时针旋转时，因壳体1上凹槽11’的倾斜槽面的作用，定位销3上的棘齿32可从凹槽11’内滑出。本领域技术人员应当理解，上述棘齿32和凹槽11’对工作叶片2及挡块叶片6的定位方向并不限于上述方向，例如，其也可以设置成限制与定位销3相连的工作叶片2和/或挡块叶片6相对于壳体1的顺时针转动，而不限制逆时针转动。在上述实施例2中，所述定位销3和凹槽11’能够将工作叶片2和/或挡块叶片6相对于壳体1交替地单方向定位。所述流体分配系统7用于交替地改变第一流体腔101和第二流体腔102中的压强以使得工作叶片2和挡块叶片6交替地旋转。另外，还可以提供动力输出件110，以与上述流体驱动的旋转装置一起构成动力输出装置。所述动力输出件110可以通过键8与工作叶片2连接。动力输出件110可以用于对外提供动力输出，例如与输送带、链轮等相连，驱动其转动。由于上述壳体1上的凹槽11是围绕旋转轴心分布的，与工作叶片2连接在一起的动力输出件110，便能够借助流体的推动作用交替插入壳体1上凹槽11的定位销3实现间歇旋转运动。在上述实施例中，有四个工作叶片2，四个挡块叶片6，每次转动30度。但本发明不限于此，具体实施时可根据需要(如单次转动角度、行程距离、力矩大小等)安排工作叶片2和挡块叶片6的数量。与实施例1不同处在于，实施例2可以更便于实现数量较多的工作叶片，它产生的旋转力矩也更大。适用于需要大力距、单向旋转、需要防爆的工作场合。本领域技术人员应当理解，上述实施例1和实施例2都可以与动力输出件110或分度盘5一起构成动力输出装置或分度装置。下面结合附图9、图10、图11对本发明实施例3进行详细的描述。如图9，图10、图11所示，根据本发明实施例3的流体驱动的旋转装置的一个示例可以由壳体1，工作叶片2，定位组件(例如包括定位销3和凹槽11’)，轴承4，连接盘120，挡块叶片6，弹簧33，流体(例如气体或液体)分配系统，7，安装支架10等部分组成。出于简明的考虑，下面仅对实施例3中与实施例1和2的区别进行描述，其余部分请参见上述实施例，详细内容不再赘述。实施例3与实施例1和2的主要区别在于，将壳体1作为对外输出旋转运动或动力的部件，即，在上述实施例1和2中，将动力输出件或分度盘与工作叶片2相连接，依靠工作叶片2相对于壳体1的间歇运动来对外输出旋转运动或动力；而在实施例3中，将壳体1作为对外输出旋转运动或动力的部件，而将工作叶片2固定，依靠壳体1相对于工作叶片2的间歇运动来对外输出旋转运动或动力。在一示例中，工作叶片2连接至连接盘120，连接盘120被固定连接在安装支架10上，由于工作叶片2被固定，因此，当如上所述，定位组件将工作叶片2定位于壳体1时，壳体1和工作叶片2都将不转动，而仅有挡块叶片6在流体的推动下转动，而当定位组件将挡块叶片6定位于壳体1时，挡块叶片6将在流体的推动下带动壳体1转动，于是，壳体1实现了间歇旋转运动。也就是说，壳体1相对于连接盘120做逆时针旋转，成为实际上的动力输出件。考虑结构需要，轴承4选用了回转支承。该结构可以用作低速大扭矩的动力滚筒，可直接用于向外输出动力。本领域技术人员应当理解，作为实施例3的一种变体，也可以将如实施例2中所述的动力输出件110连接至壳体1，而不连接至工作叶片2，从而构成动力输出装置。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。