定角度多位置气动执行器的制作方法

本发明一般涉及气动执行器技术领域，具体涉及一种定角度多位置气动执行器。

背景技术：

现有常见的多转位的执行机构均以电动定位传动为主，其机构复杂，一般包括电动机、减速器、位置检测元件、定位控制系统等多部件组成，可靠性较低，能在易燃易爆环境中使用的产品品种少，成本高。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种结构简单、成本低，且适用于易燃易爆环境的定角度多位置气动执行器。

本发明提供的定角度多位置气动执行器，包括驱动输出轴，还包括气压缸，所述气压缸的执行部连接有齿条，所述齿条啮合连接齿轮，所述齿轮与所述驱动输出轴通过单向轴承传动连接。

进一步地，所述气压缸包括缸体，所述缸体内滑动连接有两个活塞，所述齿条位于两所述活塞之间，且与两所述活塞固定连接。

进一步地，所述缸体包括有缸盖，各所述缸盖与各所述活塞间有气路通孔。

进一步地，各所述缸盖上均设置有定位机构，所述定位机构包括定位杆，所述定位杆的一端可以伸入所述气压缸内。

进一步地，两所述活塞之间设置有连接杆，所述连接杆分别与两所述活塞固定连接。

上述方案，将气压缸作为主动部件通过机械传动方式，实现可靠动作，无需任何电力驱动，使得该定角度多位置气动执行器，可以适用于易燃易爆环境，如石化行业、制氢装置等领域实现自动化和智能化控制。此外，其部件少，成本低，可靠性高，适合在各种恶劣工况环境中使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，

本技术：
的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例提供的定角度多位置气动执行器的主视图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为图2的b-b剖面图。

图中，1、气压缸；2、缸体；3、缸盖；4、活塞；5、齿条；6、齿轮；7、单向轴承；8、驱动输出轴；9、连接杆；10、定位机构；11、定位杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的定角度多位置气动执行器，包括驱动输出轴8，还包括气压缸1，气压缸1的执行部连接有齿条5，齿条5啮合连接齿轮6，齿轮6与驱动输出轴8通过单向轴承7传动连接。

本文所说的执行部是指气压缸1的运动部件，也即进行传动的部件，若气压缸1的缸体2是固定部件，则与缸体2相互滑动配合的活塞4或活塞杆就是执行部。

齿轮6与驱动输出轴8通过单向轴承7传动连接，是指齿轮6通过单向轴承7可以将转动传递给驱动输出轴8。作为一种实现方式，单向轴承7的内圈和外圈中的其中一个与齿轮6止旋配合，另一个与驱动输出轴8止旋配合，这里所说的止旋配合是指两个相互配合的部件不能发生相对的转动，例如通过花键、键连接等实现止旋配合。

由于单向轴承7具有单向力矩传递的特性，则在气压缸1正向运动时，单向轴承7的内外圈之间不能产生相对的转动，此时齿轮6的转动可以传递给驱动输出轴8，若气压缸1反向运动时，单向轴承7的内外圈之间产生相对的转动，此时齿轮6的转动不能传递给驱动输出轴8，则驱动输出轴8不发生转动。这里的正向运动、反向运动仅是为了区别气压缸1的活塞4或活塞杆的运动方向，若气压缸1的活塞4或活塞杆的伸出运动为正向运动，则回缩运动为反方向运动，反之亦然。可以根据气压缸1的行程(活塞4或活塞杆的移动量)来控制驱动输出轴8每次的转动角度。例如，负载需要定角度90°(角度一般选为≤90°的圆长均布等分角度)转动，则负载在圆周上有4个定位，即n＝4，若是定角度60°，则负载在圆周上有6个定位，即n＝6。由于齿轮6转动角度对应弦长s与齿条5行程相等，则负载需要定角度90°转动时，需要齿条5的运动量(相当于气压缸的行程l)为：

l＝a/4＝πr/2；

其中，齿轮6中径周长a＝2πr，齿轮6中径弦长s＝l＝a/n。

上述方案，将气压缸1作为主动部件通过机械传动方式，实现可靠动作，无需任何电力驱动，使得该定角度多位置气动执行器，可以适用于易燃易爆环境，如石化行业、制氢装置等领域实现自动化和智能化控制。此外，其部件少，成本低，可靠性高，纯机械零部件组成，适合在各种恶劣工况环境中使用。

进一步地，气压缸1包括缸体2，缸体2内滑动连接有两个活塞，齿条5位于两活塞4之间，且与两活塞4固定连接。采用上述结构，将齿条5设置在两个活塞4之间，结构紧凑，可以降低该定角度多位置气动执行器的整体结构，利于实现小型化。

进一步地，缸体2包括缸筒，缸筒的两端固定连接有缸盖3，气路通孔位于其所在对应的活塞4与缸盖3之间。该缸筒内滑动连接有两个活塞4，及控制活塞4运动的气路通孔。以图3的视角为参考，缸筒左侧的气路通孔通入气体，则活塞4向右运动，反之，缸筒右侧的气路通孔通入气体，则活塞4向左运动。通过间替性的向两个气路通孔通入气体，实现齿条5的往复运动。由于齿轮6与驱动输出轴8是通过单向轴承7传动连接的，则齿条5在向一个方向运动时输出动力，则向该方向的反方向运动时，实现驱动机构(即气压缸1)复位。

进一步地，为了精确控制齿条5的行程，进而控制负载角度，则各缸盖3上均设置有定位机构10，定位机构10包括定位杆11，定位杆11的一端穿过缸盖可以伸入到气压缸内。定位杆11端面与活塞4端面之间的距离为活塞的行程(也即齿条的行程)，通过调节定位杆11伸入气压缸1的长度来对活塞4的行程进行调节，进而控制负载角度。

进一步地，为了提高齿条5运动的稳定性及可靠性，在两活塞4之间设置有连接杆9，连接杆9分别与两活塞4固定连接。采用此种结构，齿条5、连接杆9及两活塞4形成了一个刚体结构，防止因活塞4与齿条5连接不稳定而带来的驱动负载角度的误差。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：

1.一种定角度多位置气动执行器，包括驱动输出轴，其特征在于，还包括气压缸，所述气压缸的执行部连接有齿条，所述齿条啮合连接齿轮，所述齿轮与所述驱动输出轴通过单向轴承传动连接。

2.根据权利要求1所述的定角度多位置气动执行器，其特征在于，所述气压缸包括缸体，所述缸体内滑动连接有两个活塞，所述齿条位于两所述活塞之间，且与两所述活塞固定连接。

3.根据权利要求2所述的定角度多位置气动执行器，其特征在于，所述缸体包括有缸盖，各所述缸盖与各所述活塞间有气路通孔。

4.根据权利要求3所述的定角度多位置气动执行器，其特征在于，各所述缸盖上均设置有定位机构，所述定位机构包括定位杆，所述定位杆的一端可以伸入所述气压缸内。

5.根据权利要求2-4任一项所述的定角度多位置气动执行器，其特征在于，两所述活塞之间设置有连接杆，所述连接杆分别与两所述活塞固定连接。

技术总结
本申请公开了一种定角度多位置气动执行器，包括驱动输出轴，还包括气压缸，所述气压缸的执行部连接有齿条，所述齿条啮合连接齿轮，所述齿轮与所述驱动输出轴通过单向轴承传动连接。上述方案，将气压缸作为主动部件通过机械传动方式，实现可靠动作，无需任何电力驱动，使得该定角度多位置气动执行器可以适用于易燃易爆环境，如石化行业、制氢装置等领域实现自动化和智能化控制。此外，其部件少，成本低，可靠性高，适合在各种恶劣工况环境中使用。

技术研发人员：任会涛;邢德立
受保护的技术使用者：北京凯隆分析仪器有限公司
技术研发日：2019.04.16
技术公布日：2020.10.27