旋转气缸的制作方法
专利名称:旋转气缸的制作方法
【专利摘要】一种旋转气缸，包括缸体及主活塞。该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该主活塞装设于该主腔体内。该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该主腔体相通。该旋转气缸还包括旋转轴、主活塞和副活塞。该旋转轴装设于该主腔体内，该旋转轴的周壁上形成第一啮齿部。该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端可拆卸地转动连接。该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿部与该第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相对该主活塞做仅在一个平面内的旋转运动。本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程。
【专利说明】
旋转气缸
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种旋转气缸，尤其涉及一种平面回转的旋转气缸。
【背景技术】
[0002] -般而言，旋转气缸在下压工件时，其工作行程是边旋转边下行直至压持工件。 然，该类旋转气缸需较大的活动空间。当需被压持的工件在较小空间内时，该类旋转气缸无 法安装使用。 【实用新型内容】
[0003] 鉴于以上内容，有必要提供一种在较小空间内也能安装使用的平面回转即零回转 行程的旋转气缸，以解决上述问题。
[0004] -种旋转气缸，其包括缸体及主活塞。该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该 主活塞装设于该主腔体内，该主活塞将该主腔体分割为两个独立的第一气室和第二气室， 该缸体上还设有第一通气孔和第二通气孔，该第一通气孔与该第一气室相通，该第二通气 孔与该第二气室相通。该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该主腔体相 通，该缸体上还设有第三通气孔和第四通气孔，该第三通气孔和该第四通气孔分别与该副 腔体相通，该旋转气缸还包括旋转轴、主活塞和副活塞。该旋转轴装设于该主腔体内，该旋 转轴的周壁上形成第一啮齿部。该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端 可拆卸地转动连接。该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿 部与该第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相 对该主活塞做仅在一个平面内的旋转运动。
[0005] 该副腔体与该主腔体的轴线垂直，该第一啮齿部为柱状齿轮，该第二啮齿部为直 齿。
[0006] 该旋转轴包括主轴和副轴，该第一啮齿部形成于该主轴上，该副轴的一端与该主 轴连接，另一端与该主活塞可拆卸地转动连接。
[0007] 该主轴包括第一轴体、形成于该第一轴体一端的第一连接部，及形成于该第一轴 体另一端的第二连接部，该第一啮齿部形成于该第一轴体的周壁上，该主轴通过该第二连 接部与该副轴可拆卸地连接。
[0008] 该第二连接部上形成凸肩和螺纹，该副轴包括第二轴体，该第二轴体的内壁上形 成台阶及螺纹，该副轴通过该台阶与该主轴的凸肩配合，该副轴通过该螺纹与该主轴的螺 纹相配而使得该副轴与该主轴可拆卸地连接。
[0009] 该主活塞的端面上开设有连接孔，该旋转轴靠近该主活塞的一端插设于该主活塞 的连接孔中，使得该旋转轴与该主活塞可转动地连接。
[0010] 该旋转轴的外壁上凹设形成环形的第一滚动槽，该旋转气缸还包括固定座和若干 滚动件，该固定座插接于该连接孔中，该固定座面向该旋转轴的一侧上形成第二滚动槽，该 若干滚动件同时容置于该第一滚动槽和该第二滚动槽内，使该旋转轴能够相对该固定座转 动。
[0011] 该旋转气缸还包括螺母，该旋转轴插进该主活塞的连接孔后与该螺母连接，使得 该旋转轴与该主活塞可转动地连接。
[0012] 该缸体包括缸筒和端盖，该缸筒包括第一端和与该第一端相对的第二端，该缸筒 于该第一端的端面上沿该缸筒的轴向形成与该旋转轴的端部相配合的通孔，该缸筒贯通开 设有主收容腔，该主收容腔与该通孔同轴且相通，该旋转轴装设于该通孔内，该活塞装设于 该主收容腔内，该端盖密封地封盖于该缸筒的第二端，该通孔、主收容腔和该端盖共同形成 该主腔体。
[0013] 该缸筒还沿其轴向的垂直方向上贯通开设有副收容腔，该副收容腔与该通孔相 通，该缸体还包括前侧盖和后侧盖，该前侧盖和后侧盖分别封盖于该副收容腔的两端，该副 收容腔、前侧盖和后侧盖共同形成该副腔体，该第三通气孔设于该前侧盖上。
[0014] 本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程，活动空间小， 可以在较小空间内安装使用，可直接安装于设备及治具上，结构简单可靠耐用，使用寿命可 达300万次以上。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型实施方式的旋转气缸的立体示意图。
[0016] 图2为图1所示旋转气缸的分解示意图。
[0017] 图3为图1所示旋转气缸在III-III上的剖面示意图。
[0018] 图4为图1所示旋转气缸在IV-IV上的剖面示意图。
[0019] 主要元件符号说明
[0021] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本实用新型。
【具体实施方式】
[0022] 请参考图1，旋转气缸100用于对待加工工件（图未示)进行拉紧以防止工件在加工 时受剪切力的影响而移动。请一并参考图2,旋转气缸100包括缸体10、主轴20、副轴30、主活 塞40和副活塞50。缸体10上形成中空且两端密封的主腔体12和副腔体14。主轴20、副轴30和 主活塞40-起装设于主腔体12内，副活塞50装设于副腔体14内。其中，主轴20连接于副轴30 上，副轴30转动连接于主活塞40上，主轴20还通过齿轮啮合的方式与副活塞50连接。
[0023] 缸体10包括缸筒11、端盖13、前侧盖15和后侧盖17。缸筒11包括第一端111和与第 一端111相对的第二端112。缸筒11于第一端111的端面上沿缸筒11的轴向形成与主轴20的 端部相配合的通孔113。请一并参考图3,缸筒11贯通开设有主收容腔114,该主收容腔114与 该通孔113同轴且相通，该通孔113的直径小于该主收容腔114的直径。请一并参考图4,缸筒 11还沿其轴向的垂直方向上贯通开设有副收容腔115。该副收容腔115与该通孔113相通。
[0024] 请再次参考图1和2,缸筒11的一个侧面上贯通开设有与主收容腔114相通的第一 通气孔116和第二通气孔117。缸筒11的该侧面上还贯通开设有与副收容腔115相通的第三 通气孔118和第四通气孔119。其中，在本实施方式中，第一通气孔116和第二通气孔117竖直 设置，第三通气孔118和第四通气孔119水平设置。端盖13密封地封盖于缸筒11的第二端 112,以封盖所述主收容腔114。该主收容腔114、该通孔113及该端盖13之间共同形成该主腔 体12。前侧盖15和后侧盖17分别封盖于副收容腔115的两端，以封盖所述副收容腔115。该副 收容腔115、该前侧盖15和后侧盖17之间共同形成该副腔体14。在本实施方式中，第三通气 孔118设于前侧盖15上。可理解，在其它实施方式中，第三通气孔118设于缸筒11其它适合的 位置上。
[0025] 请再次参考图2和3,主轴20装设于通孔113内。主轴20包括第一轴体21、形成于第 一轴体21-端且从通孔113中伸出的第一连接部23,形成于第一轴体21另一端的第二连接 部25,及沿第一轴体21的周壁上形成的第一啮齿部27。主轴20通过第一连接部23伸出该通 孔113以用于与工件可拆卸地连接。主轴20通过第二连接部25与副轴30可拆卸地连接。主轴 20通过第一啮齿部27与副活塞50啮合。其中，第二连接部25上形成凸肩251和螺纹252。在本 实施方式中，第一啮齿部27为柱状齿轮，在其它实施方式中，第一啮齿部27可为半柱形齿 轮。
[0026]副轴30装设于通孔113内。副轴30呈中空筒状。副轴30包括中空筒状的第二轴体 31。第二轴体31的内壁上形成与凸肩251相配合的台阶311及与螺纹252相配合的螺纹312。 副轴30通过第二轴体31内的台阶311及螺纹312分别与主轴20的凸肩251及螺纹252相配合 而与主轴20可拆卸地连接。第二轴体31远离主轴20的一端与主活塞40可转动地连接。在本 实施方式中，第二轴体31的外壁上于远离主轴20的一端凹设有环形的第一滚动槽313。旋转 气缸100还包括若干滚动件60和固定座70。固定座70套设于副轴30远离主轴20的一端上。固 定座70面向副轴30的一侧上形成第二滚动槽71。若干滚动件60同时容置于第一滚动槽313 和第二滚动槽71内，使得副轴30能够相对固定座70转动。可理解，在其它实施方式中，如果 副轴30与主活塞40之间通过其它方式转动连接，比如，副轴30上设有凸肩或旋转槽，主活塞 40上设有旋转槽或凸肩，副轴30与主活塞40之间通过凸肩与旋转槽相配的方式可转动地连 接，则第一滚动槽313、若干滚动件60和固定座70均可省略。
[0027] 主活塞40装设于缸筒11的主收容腔114内，并可沿缸筒11的内壁滑动。主活塞40将 该主收容腔114分割为相互独立的第一气室1141和第二气室1142。该第一通气孔116与该第 一气室1141相通，该第二通气孔117与该第二气室1142相通。主活塞40的端面上开设有连接 孔401。副轴30靠近主活塞40的一端插设于主活塞40的连接孔401中，使得主轴20与主活塞 40可转动地连接。在本实施方式中，固定座70套设于第二轴体31的外壁远离主轴20的一端， 且插设于主活塞40的连接孔401中，使得副轴30与主活塞40可转动地连接。可理解，在其它 实施方式中，副轴30与主活塞40可通过其它的方式转动连接，比如，副轴30上设有凸肩或旋 转槽，主活塞40上设有旋转槽或凸肩，副轴30与主活塞40之间通过凸肩与旋转槽相配的方 式可转动地连接，则固定座70可省略。
[0028]请参考图2和图4,副活塞50装设于缸筒11的副收容腔115内。副活塞50呈柱状，其 轴线与主轴20的轴线大致垂直。副活塞50靠近主轴20的一侧上设有第二啮齿部52。副活塞 50通过该第二啮齿部52与主轴20的第一啮齿部27啮合，从而使得主轴20的副活塞50的直线 运动转换为主轴20的旋转运动，且主轴20在旋转时沿其轴向的行程为零。在本实施方式中， 第二啮齿部52为直齿。通过第一啮齿部27与第二啮齿部52的啮合可将第一啮齿部27的旋转 运动转换为第二啮齿部52的直线运动。
[0029]请再次参考图2,旋转气缸100还包括磁性组件80。磁性组件80位于主活塞40远离 主轴20和副轴30的一侧。磁性组件80用于通过磁感应的方式对主活塞40的运动进行定位。 在本实施方式中，磁性组件80包括磁环82和磁环固定座84。磁环82位于主活塞40远离主轴 20和副轴30的一侧。磁环固定座84位于磁环82远离主轴20和副轴30的一侧。副轴30穿过主 活塞40和磁环82后与磁环固定座84连接。磁环82用于通过磁感应的方式对主活塞40的运动 进行定位。可理解，在其它实施方式中，如果主活塞40能够通过其它的方式定位，如通过安 置传感器的方式进行定位，则磁性组件80可省略。
[0030] 可理解，旋转气缸100还包括若干密封圈以对旋转气缸100需要密封的部位进行密 封，此处不再赘述。
[0031] 可理解，主轴20与主活塞40之间的旋转角度可为90度，180度，270度，360度或者其 它适合的角度，具体可根据实际需要通过设置第一啮合部27和第二啮合部52的尺寸及齿数 而定。
[0032]可理解，主轴20和副轴30之间不局限于螺纹连接，还可是焊接、铆接或者其它的连 接方式。
[0033] 组装时，在本实施方式中，将磁环82放置于磁环固定座84，并将磁环82和磁环固定 座84-起装设于主活塞40的一侧;将若干滚动件60装设于副轴30和固定座70之间；将带有 若干滚动件60和副轴30的固定座70装设于主活塞40的另一侧的连接孔401中并固定;将主 轴20插设于副轴30中，并通过螺纹连接的形式固定;将上述组装件从缸筒11具有主收容腔 114的一侧插入缸筒11中，使得主活塞40、磁环82和磁环固定座84位于主收容腔114内，副轴 30和主轴20位于通孔113中，且主轴20的部分从通孔113中伸出缸筒11外部。将端盖13封盖 于主收容腔114上，以封盖所述主收容腔114。将副活塞50装设于副收容腔115中，使得副活 塞50的第二啮齿部52与主轴20的第一啮齿部27啮合，将前侧盖15和后侧盖17分别封盖于副 收容腔115的两端，以封盖所述副收容腔115;将四根气管分别接于第一通气孔116、第二通 气孔117、第三通气孔118和第四通气孔119上，以完成组装。
[0034]请一并参考图3和图4,当需要拉紧工件时，通过主轴20伸出的一端与工件连接。首 先从第三通气孔118进气，推动副活塞50向靠近后侧盖17的方向运动，迫使空气从第四通气 孔119中排出；副活塞50带动主轴20及其上的副轴30仅在一个平面内做旋转运动，其回转行 程为零。直到副活塞50在副收容腔115内滑动到靠近后侧盖17的一侧，第一通气孔116开始 进气，第一气室1141中气量增加，推动主活塞40、磁环82和磁环固定座84-起向靠近端盖13 的方向运动，迫使第二气室1142中的空气从第二通气孔117中排出，迫使副轴30和主轴20向 下做直线运动以拉紧工件。
[0035]当工作完成需要释放工件时，动作过程与上述过程刚好相反。首先从第二通气孔 117进气，第二气室1142中气量增加，推动主活塞40、磁环82和磁环固定座84-起向靠近通 孔113的方向运动，迫使第一气室1141中的空气从第一通气孔116中排出；主活塞40带动副 轴30及主轴20-起向上做直线运动，直到主活塞40抵持缸筒11的内壁时，第四通气孔119开 始进气，推动副活塞50向靠近前侧盖15的方向运动，迫使空气从第三通气孔118中排出；副 活塞50带动主轴20及其上的副轴30仅在一个平面内做反方向的旋转运动，其回转行程为 零。此时，工件可被释放。
[0036] 可理解，在另一实施方式中，主轴20和副轴30固接且为一体成型，为便于描述，将 该主轴20和副轴30总称为旋转轴。上述主轴20的第一轴体21、第一连接部23、第一啮齿部27 及副轴30的第二轴体31可相应设置在该旋转轴上，上述主体20的第二连接部25及副轴30的 台阶311和螺纹312可相应地省略。可理解，第一滚动槽313和若干滚动件60可省略，固定座 70可采用一具有内螺纹的螺母替代。
[0037] 本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程，活动空间小， 可以在较小空间内安装使用，可直接安装于设备及治具上，结构简单可靠耐用，使用寿命可 达300万次以上。
[0038] 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构 思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求 的保护范围。
【主权项】
1. 一种旋转气缸，其包括缸体及主活塞，该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该主 活塞装设于该主腔体内，该主活塞将该主腔体分割为两个独立的第一气室和第二气室，该 缸体上还设有第一通气孔和第二通气孔，该第一通气孔与该第一气室相通，该第二通气孔 与该第二气室相通，其特征在于:该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该 主腔体相通，该缸体上还设有第三通气孔和第四通气孔，该第三通气孔和该第四通气孔分 别与该副腔体相通，该旋转气缸还包括： 旋转轴，该旋转轴装设于该主腔体内，该旋转轴的周壁上形成第一啮齿部； 主活塞，该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端可拆卸地转动连接； 及 副活塞，该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿部与该 第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相对该主 活塞做仅在一个平面内的旋转运动。2. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该副腔体与该主腔体的轴线垂直，该第 一啮齿部为柱状齿轮，该第二啮齿部为直齿。3. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该旋转轴包括主轴和副轴，该第一啮齿 部形成于该主轴上，该副轴的一端与该主轴连接，另一端与该主活塞可拆卸地转动连接。4. 如权利要求3所述的旋转气缸，其特征在于：该主轴包括第一轴体、形成于该第一轴 体一端的第一连接部，及形成于该第一轴体另一端的第二连接部，该第一啮齿部形成于该 第一轴体的周壁上，该主轴通过该第二连接部与该副轴可拆卸地连接。5. 如权利要求4所述的旋转气缸，其特征在于：该第二连接部上形成凸肩和螺纹，该副 轴包括第二轴体，该第二轴体的内壁上形成台阶及螺纹，该副轴通过该台阶与该主轴的凸 肩配合，该副轴通过该螺纹与该主轴的螺纹相配而使得该副轴与该主轴可拆卸地连接。6. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该主活塞的端面上开设有连接孔，该旋 转轴靠近该主活塞的一端插设于该主活塞的连接孔中，使得该旋转轴与该主活塞可转动地 连接。7. 如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于:该旋转轴的外壁上凹设形成环形的第一 滚动槽，该旋转气缸还包括固定座和若干滚动件，该固定座插接于该连接孔中，该固定座面 向该旋转轴的一侧上形成第二滚动槽，该若干滚动件同时容置于该第一滚动槽和该第二滚 动槽内，使该旋转轴能够相对该固定座转动。8. 如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于：该旋转气缸还包括螺母，该旋转轴插进 该主活塞的连接孔后与该螺母连接，使得该旋转轴与该主活塞可转动地连接。9. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该缸体包括缸筒和端盖，该缸筒包括第 一端和与该第一端相对的第二端，该缸筒于该第一端的端面上沿该缸筒的轴向形成与该旋 转轴的端部相配合的通孔，该缸筒贯通开设有主收容腔，该主收容腔与该通孔同轴且相通， 该旋转轴装设于该通孔内，该活塞装设于该主收容腔内，该端盖密封地封盖于该缸筒的第 二端，该通孔、主收容腔和该端盖共同形成该主腔体。10. 如权利要求9所述的旋转气缸，其特征在于:该缸筒还沿其轴向的垂直方向上贯通 开设有副收容腔，该副收容腔与该通孔相通，该缸体还包括前侧盖和后侧盖，该前侧盖和后 侧盖分别封盖于该副收容腔的两端，该副收容腔、前侧盖和后侧盖共同形成该副腔体，该第 三通气孔设于该前侧盖上。
【文档编号】F15B15/08GK205715036SQ201620351000
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】孔建斌, 张正顺, 阳世超, 张亚炜
【申请人】富泰华工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
【专利摘要】一种旋转气缸，包括缸体及主活塞。该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该主活塞装设于该主腔体内。该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该主腔体相通。该旋转气缸还包括旋转轴、主活塞和副活塞。该旋转轴装设于该主腔体内，该旋转轴的周壁上形成第一啮齿部。该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端可拆卸地转动连接。该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿部与该第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相对该主活塞做仅在一个平面内的旋转运动。本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程。
【专利说明】
旋转气缸
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种旋转气缸，尤其涉及一种平面回转的旋转气缸。
【背景技术】
[0002] -般而言，旋转气缸在下压工件时，其工作行程是边旋转边下行直至压持工件。 然，该类旋转气缸需较大的活动空间。当需被压持的工件在较小空间内时，该类旋转气缸无 法安装使用。 【实用新型内容】
[0003] 鉴于以上内容，有必要提供一种在较小空间内也能安装使用的平面回转即零回转 行程的旋转气缸，以解决上述问题。
[0004] -种旋转气缸，其包括缸体及主活塞。该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该 主活塞装设于该主腔体内，该主活塞将该主腔体分割为两个独立的第一气室和第二气室， 该缸体上还设有第一通气孔和第二通气孔，该第一通气孔与该第一气室相通，该第二通气 孔与该第二气室相通。该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该主腔体相 通，该缸体上还设有第三通气孔和第四通气孔，该第三通气孔和该第四通气孔分别与该副 腔体相通，该旋转气缸还包括旋转轴、主活塞和副活塞。该旋转轴装设于该主腔体内，该旋 转轴的周壁上形成第一啮齿部。该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端 可拆卸地转动连接。该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿 部与该第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相 对该主活塞做仅在一个平面内的旋转运动。
[0005] 该副腔体与该主腔体的轴线垂直，该第一啮齿部为柱状齿轮，该第二啮齿部为直 齿。
[0006] 该旋转轴包括主轴和副轴，该第一啮齿部形成于该主轴上，该副轴的一端与该主 轴连接，另一端与该主活塞可拆卸地转动连接。
[0007] 该主轴包括第一轴体、形成于该第一轴体一端的第一连接部，及形成于该第一轴 体另一端的第二连接部，该第一啮齿部形成于该第一轴体的周壁上，该主轴通过该第二连 接部与该副轴可拆卸地连接。
[0008] 该第二连接部上形成凸肩和螺纹，该副轴包括第二轴体，该第二轴体的内壁上形 成台阶及螺纹，该副轴通过该台阶与该主轴的凸肩配合，该副轴通过该螺纹与该主轴的螺 纹相配而使得该副轴与该主轴可拆卸地连接。
[0009] 该主活塞的端面上开设有连接孔，该旋转轴靠近该主活塞的一端插设于该主活塞 的连接孔中，使得该旋转轴与该主活塞可转动地连接。
[0010] 该旋转轴的外壁上凹设形成环形的第一滚动槽，该旋转气缸还包括固定座和若干 滚动件，该固定座插接于该连接孔中，该固定座面向该旋转轴的一侧上形成第二滚动槽，该 若干滚动件同时容置于该第一滚动槽和该第二滚动槽内，使该旋转轴能够相对该固定座转 动。
[0011] 该旋转气缸还包括螺母，该旋转轴插进该主活塞的连接孔后与该螺母连接，使得 该旋转轴与该主活塞可转动地连接。
[0012] 该缸体包括缸筒和端盖，该缸筒包括第一端和与该第一端相对的第二端，该缸筒 于该第一端的端面上沿该缸筒的轴向形成与该旋转轴的端部相配合的通孔，该缸筒贯通开 设有主收容腔，该主收容腔与该通孔同轴且相通，该旋转轴装设于该通孔内，该活塞装设于 该主收容腔内，该端盖密封地封盖于该缸筒的第二端，该通孔、主收容腔和该端盖共同形成 该主腔体。
[0013] 该缸筒还沿其轴向的垂直方向上贯通开设有副收容腔，该副收容腔与该通孔相 通，该缸体还包括前侧盖和后侧盖，该前侧盖和后侧盖分别封盖于该副收容腔的两端，该副 收容腔、前侧盖和后侧盖共同形成该副腔体，该第三通气孔设于该前侧盖上。
[0014] 本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程，活动空间小， 可以在较小空间内安装使用，可直接安装于设备及治具上，结构简单可靠耐用，使用寿命可 达300万次以上。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型实施方式的旋转气缸的立体示意图。
[0016] 图2为图1所示旋转气缸的分解示意图。
[0017] 图3为图1所示旋转气缸在III-III上的剖面示意图。
[0018] 图4为图1所示旋转气缸在IV-IV上的剖面示意图。
[0019] 主要元件符号说明
[0021] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本实用新型。
【具体实施方式】
[0022] 请参考图1，旋转气缸100用于对待加工工件（图未示)进行拉紧以防止工件在加工 时受剪切力的影响而移动。请一并参考图2,旋转气缸100包括缸体10、主轴20、副轴30、主活 塞40和副活塞50。缸体10上形成中空且两端密封的主腔体12和副腔体14。主轴20、副轴30和 主活塞40-起装设于主腔体12内，副活塞50装设于副腔体14内。其中，主轴20连接于副轴30 上，副轴30转动连接于主活塞40上，主轴20还通过齿轮啮合的方式与副活塞50连接。
[0023] 缸体10包括缸筒11、端盖13、前侧盖15和后侧盖17。缸筒11包括第一端111和与第 一端111相对的第二端112。缸筒11于第一端111的端面上沿缸筒11的轴向形成与主轴20的 端部相配合的通孔113。请一并参考图3,缸筒11贯通开设有主收容腔114,该主收容腔114与 该通孔113同轴且相通，该通孔113的直径小于该主收容腔114的直径。请一并参考图4,缸筒 11还沿其轴向的垂直方向上贯通开设有副收容腔115。该副收容腔115与该通孔113相通。
[0024] 请再次参考图1和2,缸筒11的一个侧面上贯通开设有与主收容腔114相通的第一 通气孔116和第二通气孔117。缸筒11的该侧面上还贯通开设有与副收容腔115相通的第三 通气孔118和第四通气孔119。其中，在本实施方式中，第一通气孔116和第二通气孔117竖直 设置，第三通气孔118和第四通气孔119水平设置。端盖13密封地封盖于缸筒11的第二端 112,以封盖所述主收容腔114。该主收容腔114、该通孔113及该端盖13之间共同形成该主腔 体12。前侧盖15和后侧盖17分别封盖于副收容腔115的两端，以封盖所述副收容腔115。该副 收容腔115、该前侧盖15和后侧盖17之间共同形成该副腔体14。在本实施方式中，第三通气 孔118设于前侧盖15上。可理解，在其它实施方式中，第三通气孔118设于缸筒11其它适合的 位置上。
[0025] 请再次参考图2和3,主轴20装设于通孔113内。主轴20包括第一轴体21、形成于第 一轴体21-端且从通孔113中伸出的第一连接部23,形成于第一轴体21另一端的第二连接 部25,及沿第一轴体21的周壁上形成的第一啮齿部27。主轴20通过第一连接部23伸出该通 孔113以用于与工件可拆卸地连接。主轴20通过第二连接部25与副轴30可拆卸地连接。主轴 20通过第一啮齿部27与副活塞50啮合。其中，第二连接部25上形成凸肩251和螺纹252。在本 实施方式中，第一啮齿部27为柱状齿轮，在其它实施方式中，第一啮齿部27可为半柱形齿 轮。
[0026]副轴30装设于通孔113内。副轴30呈中空筒状。副轴30包括中空筒状的第二轴体 31。第二轴体31的内壁上形成与凸肩251相配合的台阶311及与螺纹252相配合的螺纹312。 副轴30通过第二轴体31内的台阶311及螺纹312分别与主轴20的凸肩251及螺纹252相配合 而与主轴20可拆卸地连接。第二轴体31远离主轴20的一端与主活塞40可转动地连接。在本 实施方式中，第二轴体31的外壁上于远离主轴20的一端凹设有环形的第一滚动槽313。旋转 气缸100还包括若干滚动件60和固定座70。固定座70套设于副轴30远离主轴20的一端上。固 定座70面向副轴30的一侧上形成第二滚动槽71。若干滚动件60同时容置于第一滚动槽313 和第二滚动槽71内，使得副轴30能够相对固定座70转动。可理解，在其它实施方式中，如果 副轴30与主活塞40之间通过其它方式转动连接，比如，副轴30上设有凸肩或旋转槽，主活塞 40上设有旋转槽或凸肩，副轴30与主活塞40之间通过凸肩与旋转槽相配的方式可转动地连 接，则第一滚动槽313、若干滚动件60和固定座70均可省略。
[0027] 主活塞40装设于缸筒11的主收容腔114内，并可沿缸筒11的内壁滑动。主活塞40将 该主收容腔114分割为相互独立的第一气室1141和第二气室1142。该第一通气孔116与该第 一气室1141相通，该第二通气孔117与该第二气室1142相通。主活塞40的端面上开设有连接 孔401。副轴30靠近主活塞40的一端插设于主活塞40的连接孔401中，使得主轴20与主活塞 40可转动地连接。在本实施方式中，固定座70套设于第二轴体31的外壁远离主轴20的一端， 且插设于主活塞40的连接孔401中，使得副轴30与主活塞40可转动地连接。可理解，在其它 实施方式中，副轴30与主活塞40可通过其它的方式转动连接，比如，副轴30上设有凸肩或旋 转槽，主活塞40上设有旋转槽或凸肩，副轴30与主活塞40之间通过凸肩与旋转槽相配的方 式可转动地连接，则固定座70可省略。
[0028]请参考图2和图4,副活塞50装设于缸筒11的副收容腔115内。副活塞50呈柱状，其 轴线与主轴20的轴线大致垂直。副活塞50靠近主轴20的一侧上设有第二啮齿部52。副活塞 50通过该第二啮齿部52与主轴20的第一啮齿部27啮合，从而使得主轴20的副活塞50的直线 运动转换为主轴20的旋转运动，且主轴20在旋转时沿其轴向的行程为零。在本实施方式中， 第二啮齿部52为直齿。通过第一啮齿部27与第二啮齿部52的啮合可将第一啮齿部27的旋转 运动转换为第二啮齿部52的直线运动。
[0029]请再次参考图2,旋转气缸100还包括磁性组件80。磁性组件80位于主活塞40远离 主轴20和副轴30的一侧。磁性组件80用于通过磁感应的方式对主活塞40的运动进行定位。 在本实施方式中，磁性组件80包括磁环82和磁环固定座84。磁环82位于主活塞40远离主轴 20和副轴30的一侧。磁环固定座84位于磁环82远离主轴20和副轴30的一侧。副轴30穿过主 活塞40和磁环82后与磁环固定座84连接。磁环82用于通过磁感应的方式对主活塞40的运动 进行定位。可理解，在其它实施方式中，如果主活塞40能够通过其它的方式定位，如通过安 置传感器的方式进行定位，则磁性组件80可省略。
[0030] 可理解，旋转气缸100还包括若干密封圈以对旋转气缸100需要密封的部位进行密 封，此处不再赘述。
[0031] 可理解，主轴20与主活塞40之间的旋转角度可为90度，180度，270度，360度或者其 它适合的角度，具体可根据实际需要通过设置第一啮合部27和第二啮合部52的尺寸及齿数 而定。
[0032]可理解，主轴20和副轴30之间不局限于螺纹连接，还可是焊接、铆接或者其它的连 接方式。
[0033] 组装时，在本实施方式中，将磁环82放置于磁环固定座84，并将磁环82和磁环固定 座84-起装设于主活塞40的一侧;将若干滚动件60装设于副轴30和固定座70之间；将带有 若干滚动件60和副轴30的固定座70装设于主活塞40的另一侧的连接孔401中并固定;将主 轴20插设于副轴30中，并通过螺纹连接的形式固定;将上述组装件从缸筒11具有主收容腔 114的一侧插入缸筒11中，使得主活塞40、磁环82和磁环固定座84位于主收容腔114内，副轴 30和主轴20位于通孔113中，且主轴20的部分从通孔113中伸出缸筒11外部。将端盖13封盖 于主收容腔114上，以封盖所述主收容腔114。将副活塞50装设于副收容腔115中，使得副活 塞50的第二啮齿部52与主轴20的第一啮齿部27啮合，将前侧盖15和后侧盖17分别封盖于副 收容腔115的两端，以封盖所述副收容腔115;将四根气管分别接于第一通气孔116、第二通 气孔117、第三通气孔118和第四通气孔119上，以完成组装。
[0034]请一并参考图3和图4,当需要拉紧工件时，通过主轴20伸出的一端与工件连接。首 先从第三通气孔118进气，推动副活塞50向靠近后侧盖17的方向运动，迫使空气从第四通气 孔119中排出；副活塞50带动主轴20及其上的副轴30仅在一个平面内做旋转运动，其回转行 程为零。直到副活塞50在副收容腔115内滑动到靠近后侧盖17的一侧，第一通气孔116开始 进气，第一气室1141中气量增加，推动主活塞40、磁环82和磁环固定座84-起向靠近端盖13 的方向运动，迫使第二气室1142中的空气从第二通气孔117中排出，迫使副轴30和主轴20向 下做直线运动以拉紧工件。
[0035]当工作完成需要释放工件时，动作过程与上述过程刚好相反。首先从第二通气孔 117进气，第二气室1142中气量增加，推动主活塞40、磁环82和磁环固定座84-起向靠近通 孔113的方向运动，迫使第一气室1141中的空气从第一通气孔116中排出；主活塞40带动副 轴30及主轴20-起向上做直线运动，直到主活塞40抵持缸筒11的内壁时，第四通气孔119开 始进气，推动副活塞50向靠近前侧盖15的方向运动，迫使空气从第三通气孔118中排出；副 活塞50带动主轴20及其上的副轴30仅在一个平面内做反方向的旋转运动，其回转行程为 零。此时，工件可被释放。
[0036] 可理解，在另一实施方式中，主轴20和副轴30固接且为一体成型，为便于描述，将 该主轴20和副轴30总称为旋转轴。上述主轴20的第一轴体21、第一连接部23、第一啮齿部27 及副轴30的第二轴体31可相应设置在该旋转轴上，上述主体20的第二连接部25及副轴30的 台阶311和螺纹312可相应地省略。可理解，第一滚动槽313和若干滚动件60可省略，固定座 70可采用一具有内螺纹的螺母替代。
[0037] 本实用新型的旋转气缸的旋转行程为零，气缸下压行程等于总行程，活动空间小， 可以在较小空间内安装使用，可直接安装于设备及治具上，结构简单可靠耐用，使用寿命可 达300万次以上。
[0038] 可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术构 思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本实用新型权利要求 的保护范围。
【主权项】
1. 一种旋转气缸，其包括缸体及主活塞，该缸体上形成中空且两端密封的主腔体，该主 活塞装设于该主腔体内，该主活塞将该主腔体分割为两个独立的第一气室和第二气室，该 缸体上还设有第一通气孔和第二通气孔，该第一通气孔与该第一气室相通，该第二通气孔 与该第二气室相通，其特征在于:该缸体上还形成中空且两端密封的副腔体，该副腔体与该 主腔体相通，该缸体上还设有第三通气孔和第四通气孔，该第三通气孔和该第四通气孔分 别与该副腔体相通，该旋转气缸还包括： 旋转轴，该旋转轴装设于该主腔体内，该旋转轴的周壁上形成第一啮齿部； 主活塞，该主活塞装设于该主腔体内，该主活塞与该旋转轴的一端可拆卸地转动连接； 及 副活塞，该副活塞装设于该副腔体内，该副活塞上形成第二啮齿部，该第二啮齿部与该 第一啮齿部啮合，该副活塞在该副腔体内的直线运动带动该旋转轴在该主腔体内相对该主 活塞做仅在一个平面内的旋转运动。2. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该副腔体与该主腔体的轴线垂直，该第 一啮齿部为柱状齿轮，该第二啮齿部为直齿。3. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该旋转轴包括主轴和副轴，该第一啮齿 部形成于该主轴上，该副轴的一端与该主轴连接，另一端与该主活塞可拆卸地转动连接。4. 如权利要求3所述的旋转气缸，其特征在于：该主轴包括第一轴体、形成于该第一轴 体一端的第一连接部，及形成于该第一轴体另一端的第二连接部，该第一啮齿部形成于该 第一轴体的周壁上，该主轴通过该第二连接部与该副轴可拆卸地连接。5. 如权利要求4所述的旋转气缸，其特征在于：该第二连接部上形成凸肩和螺纹，该副 轴包括第二轴体，该第二轴体的内壁上形成台阶及螺纹，该副轴通过该台阶与该主轴的凸 肩配合，该副轴通过该螺纹与该主轴的螺纹相配而使得该副轴与该主轴可拆卸地连接。6. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该主活塞的端面上开设有连接孔，该旋 转轴靠近该主活塞的一端插设于该主活塞的连接孔中，使得该旋转轴与该主活塞可转动地 连接。7. 如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于:该旋转轴的外壁上凹设形成环形的第一 滚动槽，该旋转气缸还包括固定座和若干滚动件，该固定座插接于该连接孔中，该固定座面 向该旋转轴的一侧上形成第二滚动槽，该若干滚动件同时容置于该第一滚动槽和该第二滚 动槽内，使该旋转轴能够相对该固定座转动。8. 如权利要求6所述的旋转气缸，其特征在于：该旋转气缸还包括螺母，该旋转轴插进 该主活塞的连接孔后与该螺母连接，使得该旋转轴与该主活塞可转动地连接。9. 如权利要求1所述的旋转气缸，其特征在于：该缸体包括缸筒和端盖，该缸筒包括第 一端和与该第一端相对的第二端，该缸筒于该第一端的端面上沿该缸筒的轴向形成与该旋 转轴的端部相配合的通孔，该缸筒贯通开设有主收容腔，该主收容腔与该通孔同轴且相通， 该旋转轴装设于该通孔内，该活塞装设于该主收容腔内，该端盖密封地封盖于该缸筒的第 二端，该通孔、主收容腔和该端盖共同形成该主腔体。10. 如权利要求9所述的旋转气缸，其特征在于:该缸筒还沿其轴向的垂直方向上贯通 开设有副收容腔，该副收容腔与该通孔相通，该缸体还包括前侧盖和后侧盖，该前侧盖和后 侧盖分别封盖于该副收容腔的两端，该副收容腔、前侧盖和后侧盖共同形成该副腔体，该第 三通气孔设于该前侧盖上。
【文档编号】F15B15/08GK205715036SQ201620351000
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】孔建斌, 张正顺, 阳世超, 张亚炜
【申请人】富泰华工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司
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