液压或气动驱动系统和用于该系统的马达和泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压或气动驱动系统，本发明还涉及用于这种系统的马达和栗。
【背景技术】
[0002]液压传动或驱动系统是已知的。这些系统可能是复杂的并且导致不佳的传输效率。同样地，在需要传输驱动力的某些设备或机器中，例如在自行车中，已知没有令人满意的液压系统。
[0003]自行车的传统传动系统包括链条和齿轮。存在与它们相关的各种问题。例如，它们需要润滑，并且因而吸引污物，润滑剂和污物常常转移到骑车者身上。此外，链条可能从齿轮脱落。虽然一直在尝试在自行车中实施液压系统，但这些尝试导致复杂、笨重的系统。
[0004]本发明的目标是解决上述问题。
【发明内容】
[0005]根据本发明的第一方面，提供了一种液压或气动驱动系统，其包括:a)利用流体的压力产生和传动系统;b)流体马达，其包括:第一缸装置;活塞装置，其中第一缸装置和位于第一缸装置中的活塞装置的第一端部限定了第一腔，并且其中压力产生和传动系统耦接到第一缸装置以使流体交替流入和流出第一腔，由此引起活塞装置的往复移动;运动转变装置，其包括围绕中心轴连续且周向地延伸的非线性部以及联接装置，其中非线性部和联接装置布置成围绕中心轴相对旋转，并且非线性部和联接装置中的一个耦接到活塞装置并相对于活塞装置固定地设置;其中联接装置和非线性部配置成合作，藉此活塞装置的往复移动引起非线性部和联接装置中的另一个围绕所述中心轴的相对旋转运动。
[0006]液压马达有效地将往复移动转变成马达中的旋转运动。联接装置和非线性部中的另一个优选地能操作性地耦接到待旋转的对象。在自行车中，由踩踏板引起的旋转运动可以传输到自行车的后部以驱动后轮的旋转。这改进了传统的链条和齿轮系统，因为它消除了对于链条和齿轮的需求。污物将不会传到骑车者的腿上。由于系统是封闭的，所以传动效率不会受到污物的妨碍。并且，使用这种液压马达，可以就地驱动自行车的前轮或除了后轮之外还可以驱动自行车的前轮。这可以改进转弯时的牵引力。有利地，与机械系统相比，液压马达可以产生更高的效率。
[0007]流体马达还可以包括第二缸装置，第二缸装置和位于第二缸装置中的活塞装置的第二端部限定了第二腔，其中压力产生和传动系统布置成交替地引起流体流入和流出第二腔，由此进一步引起活塞装置的往复移动。
[0008]压力产生和传动系统可以包括:用于提供加压流体的流体栗，和流体传动系统，其操作性地将第一和第二流体腔耦接到流体栗并且布置成使流体能流到第一和第二腔。流体传动系统可以包括一对流体传输管路，每个流体传输管路都具有密封地连接到第一和第二流体腔中相应的一个的一个端部和密封地连接到流体栗的另一个端部。在这种情况下，流体可以经由同一传输管路流入和流出相应的第一和第二腔。
[0009]流体传动系统可以包括控制装置，用于选择性地容许或阻止流体通过其各自的入口流入第一和第二腔以及通过其各自的出口流出第一和第二腔，以引起活塞装置的往复移动。
[0010]流体传动系统可以包括可加压的流体储存器，第一和第二腔中的每一个都经由入口中相应的一个耦接到可加压的流体储存器。
[0011]可加压的流体储存器可以耦接到流体栗，藉此流体栗的操作给可加压的流体储存器加压。在这种情况下，流体栗的操作给可加压的流体储存器加压。
[0012]控制装置可以包括耦接到活塞装置的致动装置，藉此活塞装置的第一和第二端部中的一个向第一和第二腔的相应的一个中移动预定距离使得致动装置操作控制装置控制流体的流动，藉此使第一和第二端部中的另一个移动到第一和第二腔中的另一个中。以相同的方式，活塞装置的第一和第二端部中的另一个向第一和第二腔的中的另一个中移动预定距离使得致动装置操作控制装置控制流体的流动，藉此使第一和第二端部中的一个移动到第一和第二腔中的一个中。
[0013]控制装置具有第一和第二状态，并且致动装置布置成使控制装置在两个状态之间改变，其中在第一状态中:阻止流体通过第一腔的出口流出第一腔，阻止流体通过第二腔的入口流入第二腔，容许流体通过第二腔的出口流出第二腔;容许流体通过第一腔的入口流入第一腔;和在第二状态中:阻止流体通过第二腔的出口流出第二腔，阻止流体通过第一腔的入口流入第一腔，容许流体通过第一腔的出口流出第一腔;容许流体通过第二腔的入口流入第二腔。
[0014]活塞装置可以具有与所述中心轴对齐的轴线，并且所述往复移动沿着所述中心轴。因此，非线性部和活塞装置可以是同轴的。
[0015]在一实施方式中，驱动系统还可以包括与活塞装置同轴的套管装置，其中非线性部和联接装置中的所述另一个耦接到套管装置并相对于其固定地设置，其中活塞装置的往复移动引起套管装置和活塞装置围绕中心轴的相对旋转运动。
[0016]套管装置可以具有基本上圆柱形的内表面，并且非线性部位于所述表面中，其中联接装置从活塞装置凸出以与非线性部接合。套管装置和非线性部可以整体地形成。另外或备选地，套管装置可以形成有第一和第二缸装置。
[0017]备选地，联接装置可以从套管装置向内突出并且非线性部可以耦接到活塞装置和设置在活塞装置周围。在这种情况下，非线性部可以形成有活塞装置的本体。
[0018]在另一个实施方式中，活塞装置耦接到与活塞装置同轴设置的传动轴，以使得活塞装置的旋转引起传动轴的对应旋转并且容许活塞装置相对于传动轴在中心轴上的往复移动。在这种情况下，联接装置和非线性部中的所述另一个优选地相对于机器或车辆的外部框架固定。
[0019]活塞装置可以具有穿过其中的轴向通道，传动轴被密封地安装穿过第一缸装置的端部中的孔并延伸到所述轴向通道中，其中传动轴和轴向通道一起如此配置以耦接传动轴和活塞装置。
[0020]联接装置和非线性部中的所述另一个可以耦接到车辆并且相对于车辆的车架固定设置，并且从第一缸装置伸出的传动轴的端部配置成耦接到车辆的车轮，藉此传动轴的旋转导致车轮的对应旋转。
[0021]流体马达还可以包括配置成附接到车辆车架的向外延伸的臂，由此相对于框架固定联接装置和非线性部中的所述另一个的位置。例如，所述臂可以配置成用螺栓附接到自行车车架的车叉勾爪。
[0022]联接装置和非线性部中的所述一个可以耦接到车辆并且相对于其固定设置，并且套管装置可以操作性地耦接到车辆的车轮，藉此套管装置的旋转运动引起车轮的旋转运动。在这种情况下，所述一个可以经由活塞装置耦接，所述一个直接耦接到活塞装置。
[0023]驱动系统可以包括支撑装置，其将联接装置的运动限制成平行于中心轴的往复移动。例如，支撑装置可以呈具有狭槽的支撑套管的形式，狭槽平行于中心轴延伸，联接装置的一部分(例如轴承)可以在狭槽中来回移动。
[0024]驱动系统可以包括移动限制装置，其阻止非线性部和联接装置中的所述另一个围绕中心轴的旋转运动，阻止联接装置和非线性部中的第一个的往复移动，并容许联接装置和非线性部中的第二个的往复移动。
[0025]根据本发明的第二方面，提供了一种液压或气动驱动系统，包括:a)流体传动系统;b)流体栗，其包括:可绕其轴线旋转的传动轴;活塞装置;运动转变装置，其包括围绕中心轴连续且周向地延伸的非线性部以及联接装置，其中非线性部和联接装置设置成围绕中心轴相对旋转，其中联接装置和非线性部配置成合作以使得相对旋转引起沿着中心轴的相对往复移动，其中非线性部和联接装置中的一个耦接到传动轴，藉此传动轴的旋转引起所述一个围绕中心轴的旋转;第一缸装置，其中第一缸装置和位于第一缸装置中的活塞装置的第一端部限定了第一腔，并且其中流体传动系统耦接到第一缸装置以容许流体交替流入和流出第一腔，其中活塞装置设置成在中心轴上或平行于中心轴进行往复移动以使流体流入和流出第一腔;其中活塞装置耦接到非线性部和联接装置中的另一个，以使得非线性部和联接装置中的所述一个的旋转引起活塞装置在第一缸装置中的往复移动。
[0026]流体栗还可以包括第二缸装置，第二缸装置和位于第二缸装置中的活塞装置的第二端部限定了第二腔，其中流体传动系统操作性地耦接到第二缸装置以容许流体交替地流入和流出第二腔，其中在使用中，活塞装置的往复移动使流体流入和流出第二腔。
[0027]活塞装置可以具有与所述中心轴对齐的轴线，传动轴具有与中心轴对齐的轴线，并且往复移动沿着所述中心轴进行。优选地，活塞装置具有圆形的横截面。
[0028]联接装置和非线性部中的所述一个可以耦接到活塞装置，其中活塞装置耦接到传动轴以使得传动轴的旋转引起活塞装置绕其轴线的对应旋转运动并容许活塞装置在传动轴上的相对往复移动，其中传动轴的旋转运动引起活塞装置的旋转运动，因而引起联接装置和非线性部中的所述一个的旋转运动，其引起活塞装置在传动轴上的往复移动。
[0029]活塞装置可以具有穿过其中的通道，传动轴被密封地安装穿过第一缸装置的端部中的孔并延伸到所述通道中，其中传动轴和通道一起如此配置以耦接传动轴和活塞装置。
[0030]非线性部和联接装置中的所述一个可以耦接到活塞装置，非线性部和联接装置中的所述另一个耦接到机器或车辆的框架。
[0031]非线性部可以位于套管装置中，套管装置的圆柱形内表面使所述中心轴作为其中心轴并围绕活塞装置延伸。
[0032]驱动系统还可以包括流体马达，其中流体传动系统操作性地耦接到流体马达以向流体马达提供流体，由此驱动流体马达。流体马达可以是根据本发明的第一方面及其可选特征在上面在b)描述的流体马达。
[0033]流体栗还可以包括移动限制装置，其阻止非线性部和联接装置中的所述另一个围绕中心轴的旋转运动，阻止联接装置和非线性部中的第一个的往复移动，并容许联接装置和非线性部中的第二个的往复移动。
[0034]流体栗可以有利地配置成位于这种机器或车辆的底托架壳中。
[0035]可以提供一种踏板驱动的机器或车辆，其包括上面根据第二方面描述的传动系统，其中传动轴的第一端部和传动轴的第二端部从活塞装置的相应端部伸出，其中传动轴端部操作性地附接到相应曲柄臂的第一端部，其中每个曲柄臂的第二端部操作性地附接到相应的踏板。
[0036]传动轴可以操作性地耦接到马达。马达可以是电动的或包括内燃机。
[0037]可以提供一种包括第一或第二方面的驱动系统的摩托车或其它机动车辆。
[0038]根据本发明的第三方面，提供了一种用于气动或液压驱动系统的流体马达，包括:活塞装置;第一缸装置，其中第一缸装置和位于第一缸装置中的活塞装置的第一端部限定了第一腔，并且其中压力产生和传动系统耦接到第一缸装置以使流体交替流入和流出第一腔，由此引起活塞装置的往复移动;运动转变装置，其包括围绕中心轴连续且周向地延伸的非线性部以及联接装置，其中非线性部和联接装置可围绕中心轴相对旋转，并且联接装置和非线性部中的一个固定地耦接到活塞装置，其中联接装置和非线性部配置成合作，藉此活塞装置的往复移动引起非线性部和联接装置中的另一个围绕所述中心轴的相对旋转运动；可旋转地安装在活塞装置周围且与其共轴的套管装置，其中非线性部和联接装置中的所述另一个固定地耦接到套管装置，其中活塞装置的往复移动引起套管装置围绕中心轴的相对旋转运动。
[0039]流体马达还可以包括移动限制装置，其阻止非线性部和联接装置中的所述一个围绕中心轴的旋转运动，阻止联接装置和非线性部中的所述另一个的往复移动，并容许联接装置和非线性部中的所述另一个和套管装置的往复移动。
[0040]非线性部可以耦接到套管装置并位于套管装置的基本上圆柱形的内表面上。在这种情况下，联接装置从活塞装置凸出以与非线性部合作。
[0041]非线性部可以备选地耦接到活塞装置并且与其同轴地在活塞装置周围延伸。在这种情况下，联接装置从套管装置的基本上圆柱形的内表面凸出以与非线性部合作。
[0042]流体马达还可以包括第二缸装置，第二缸装置和位于第二缸装置中的活塞装置的第二端部限定了第二腔，其中第二腔装置操作性地耦接到压力产生和流体传动系统以使流体交替流入和流出第二腔装置，其进一步引起活塞装置的往复移动。
[0043]套管装置的外周表面可以适合于耦接到待旋转的对象。
[0044]活塞装置可以耦接到车辆的车架以阻止其移动。在这种情况下，套管装置的外表面适合于耦接到车辆的车轮。
[0045]根据本发明的第四方面，提供了一种流体栗，包括:传动轴，其可绕其轴线旋转;活塞装置;可旋转地安装在活塞装置周围并与其同轴的套管装置;运动转变装置，其包括围绕中心轴连续且周向地延伸的非线性部以及和联接装置，其中非线性部和联接装置设置成围绕中心轴相对旋转，其中联接装置和非线性部配置成合作以使得相对旋转引起沿着中心轴的相对往复运动移动，其中非线性部和联接装置中的一个耦接到套管装置，藉此套管装置的旋转引起所述一个围绕中心轴的旋转;第一缸装置，其中第一缸装置和位于第一缸装置中的活塞装置的第一端部限定了第一腔，并且其中流体传动系统耦接到第一缸装置以容许流体交替流入和流出第一腔，其中活塞装置设置成在中心轴上或平行于中心轴进行往复移动，活塞装置的往复运动使流体流入和流出第一腔;其中活塞装置耦接到非线性部和联接装置中的另一个，藉此套管装置的旋转引起活塞装置的往复移动。
[0046]流体栗还可以包括移动限制装置，其阻止非线性部和联接装置中的所述另一个围绕中心轴的旋转运动，并且阻止联接装置和非线性部中的一个的往复移动。
[0047]流体栗还可以包括第二缸装置，第二缸装置和位于第二缸装置中的活塞装置的第二端部限定了第二腔，其中流体传动系统耦接到第二缸装置以容许流体交替流入和流出第二腔，活塞装置的往复移动使流体流入和流出第二腔。
[0048]非线性部和联接装置中的另一个可以耦接到活塞装置，活塞装置也耦接到机器或车辆的框架以阻止围绕所述中心轴的旋转。
[0049]非线性部可以位于具有圆柱形内表面的套管装置中，圆柱形内表面使所述中心轴作为其中心轴并围绕活塞装置延伸。
[0050]驱动系统还可以包括流体马达，其中流体传动系统连接到流体马达以向其提供流体，由此驱动流体马达。
[0051]根据本发明的第五方面，提供了一种将液压驱动系统的流体栗改装到自行车的方法，其中流体栗具有延伸穿过其中的传动轴并且配置成位于底托架壳中，该方法包括:将流体栗固定在底托架壳中并且操作性地耦接至少两个流体传输管路，所述至少两个流体传输管路延伸到后轮毂和/或前轮毂;和操作性地将一对曲柄臂中每一个的第一端部耦接到传动轴的相应端部和将踏板附接到曲柄臂的每个第二端部。
[0052]液压驱动系统可以包括上述液压驱动系统，或包括上述流体栗或马达。
[0053]在上述驱动系统、流体马达和流体栗中，非线性联接部优选地是非线性槽，并且联接装置包括用于接合在非线性槽中的凸起。当非线性槽和凸起围绕中心轴相对旋转时，凸起抵靠在槽的表面上，引起沿着中心轴的相对往复移动。相反，当非线性槽和凸起沿着轴以相对往复移动移动时，凸起抵靠在槽的表面上，引起相对旋转运动。在一些实施方式中，流体栗可以是能够反过来作为流体马达操作的，反之亦然。在一些实施方式中这是不可能的；特别地，非线性槽的路径可以设计为在流体栗或流体马达中使用，并阻止或阻碍了其他用途。
[0054]凸起可以包括轴承和用于将轴承部分地保持在槽中的装置。这有利地导致凸起和槽之间的低摩擦。
[0055]根据本发明的第六方面，提供了一种液压或气动马达，包括:分别限定了第一和第二腔的第一和第二缸装置，其中每个都包括操作性地耦接到流体控制系统的至少一个孔，流体控制系统控制流体流入和流出第一和第二腔;具有第一端部和第二端部的双端活塞，其中活塞可进行往复运动以使得第一端部和第二端部移入和移出第一和第二腔，从而分别交替地增加和减少第一和第二腔的容积;控制装置，用于容许或阻止流体通过其各自的入口流入第一和第二腔和通过其各自的出口流出第一和第二腔以实现活塞的往复移动。
[0056]对于第一和第二腔中的每一个，所述至少一个孔都可以包括用于流体流入的入口和用于流体流出的出口，每个入口和出口操作性地耦接到相应的流体传输管路。
[0057]流体控制系统可以包括耦接到液压栗的可加压的流体储存器，藉此液压栗的操作给可加压的流体储存器加压。
[0058]控制装置可以包括耦接到活塞装置的致动装置，藉此活塞装置的第一和第二端部中的一个向第一和第二腔中相应的一个移动至少一预定距离会使致动装置操作控制装置控制流体的流动，藉此使第一和第二端部中的另一个移动到第一和第二腔中的另一个中。
[0059]致动装置可以包括:基本上平行于活塞装置的轴线延伸的元件，活塞装置沿着该轴线进行往复移动，该元件设置成平行于所述轴线进行往复移动;耦接活塞装置和所述元件的装置，其中当在使用中活塞装置的第一端部移动至少所述预定距离进入第一腔中时，活塞装置使所述元件在平行于所述轴线的第一方向上移动，和当在使用中活塞装置