[發明專利]基于空氣互鎖平衡原理的新型動力結構

有效

• 申請號: 201710410882.2
• 申請日: 2017-06-04
• 公開（公告）號: CN107131172B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 莫偉健;黃萬演;李東昆;阮惠鵬
• 申請（專利權）人: 珠海市運泰利自動化設備有限公司
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 廣州市紅荔專利代理有限公司 44214
• 代理人: 王賢義

本發明公開了一種基于空氣互鎖平衡原理的新型動力結構，旨在提供一種結構緊湊、使用精度高、內部接觸摩擦力小和使用壽命長的基于空氣互鎖平衡原理的新型動力結構。本發明包括缸體、氣缸前端蓋、活塞桿、節流密封環和背壓氣嘴，所述氣缸前端蓋設置于所述缸體的一端，所述節流密封環設置于所述氣缸前端蓋內，所述活塞桿的一端適配安裝于所述缸體的腔體內，所述活塞桿的另一端依次穿過所述缸體、所述節流密封環和所述氣缸前端蓋，所述背壓氣嘴設置于所述氣缸前端蓋的一端且與所述節流密封環相連通。本發明應用于動力結構的技術領域。

技術領域

本發明涉及一種動力結構,特別涉及一種基于空氣互鎖平衡原理的新型動力結構。

背景技術

隨著工業革命后的技術發展，氣動系統、液壓系統、電動系統等逐漸取代人力在工業生產中發揮重大的作用和意義。而三者各自的優缺點決定其主要適合的使用結構和使用場合，相比較而言，氣壓傳動和控制是工業生產過程中自動化和機械化最直接有效手段，其工作媒介就是自然界中取之不盡用之不竭的空氣，成本低，無污染，且氣動裝置的結構簡單、輕便、安全、可靠性高，而這幾方面的優點是其成為現代工廠生產中最主要的設備運動動力來源的原因。但是，由于氣動系統使用的氣壓一般在0.2-1.0MPA范圍內，而輸出力取決于活塞桿的前后壓差，因此在實際使用中很難實現1N以下輕載荷的持續輸出，由于缸體內部摩擦，而輕載荷的輸出活塞前后的壓差較小，實現1N以下輕載荷的持續輸出幾乎不可能，而由于液壓和電動、磁動等系統的特性，也同樣難以實現低成本的輕載荷輸出。因此，如何實現低成本輕載荷的穩定輸出成為一個技術難題。

由于使用伺服電機和步進電機無法現行穩定的低載荷輸出，而市面上普通的輸出力最小的氣缸應該是微信筆形氣缸，其中包括如圖1所示的單動押出式氣缸和如圖2所示的普通復動型氣缸的兩種類型，其中市面上最小的氣缸最小的內徑為4mm，該尺寸筆形氣缸的使用壓力范圍為復動型0.2-0.7MPa,單動型為0.3-0.7MPa，單動押出式則是一端通過彈性元件控制，另一端通過氣壓控制，單動押出式由于受彈性元件的影響，無法精準控制輸出力，而復動型是活塞桿前后工作面均有氣壓控制，活塞桿作用面的前后壓差決定輸出力的大小，因此原則上可實現精準的壓力輸出。忽略內部摩擦力的因素，氣缸的輸出壓力等同于氣壓差，但在實際使用過程中，由于一般氣缸的內部密封圈使用由聚氨酯聚氨酯為主鏈含—NHCOO—重復結構單元的一類聚合物 ，英文縮寫PU，包括硬質聚氨酯塑料、軟質聚氨酯塑料、聚氨酯彈性體等多種形態，并分為熱塑性和熱固性兩大類。其原料一般以樹脂狀態呈現，主鏈含—NHCOO—重復結構單元的一類聚合物 。英文縮寫PU。由異氰酸酯單體與羥基化合物聚合而成。由于含強極性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得適應較寬溫度范圍 為－50～150℃ 的材料 ，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。高溫下不耐水解，亦不耐堿性介質。俗稱優力膠、彈簧膠、牛筋或者丁腈橡膠丁腈橡膠是由丁二烯和丙烯腈經乳液聚合法制得的，丁腈橡膠主要采用低溫乳液聚合法生產，耐油性極好，耐磨性較高，耐熱性較好，粘接力強。其缺點是耐低溫性差、耐臭氧性差，絕緣性能低劣，彈性稍低。 丁腈橡膠主要用于制造耐油橡膠制品。簡稱NBR，由丁二烯與丙烯腈共聚而制得的一種合成橡膠。是耐油尤其是烷烴油、耐老化性能較好的合成橡膠。丁腈橡膠中丙烯腈含量百分比有42～46、36～41、31～35、25～30、18～24等五種。丙烯腈含量越多，耐油性越好,但耐寒性則相應下降。它可以在120℃的空氣中或在 150℃的油中長期使用。此外，它還具有良好的耐水性、氣密性及優良的粘結性能。廣泛用于制各種耐油橡膠制品、多種耐油墊圈、墊片、套管、軟包裝、軟膠管、印染膠輥、電纜膠材料等，在汽車、航空、石油、復印等行業中成為必不可少的彈性材料。等軟性塑料件做成，其與缸體內腔間的摩擦力極大，產生的阻力直接影響氣缸最終壓力的輸出。而在低載荷輸出時，由于活塞桿前后的壓強差比較小，因此在運動過程中存在無法克服密封圈和缸體內腔的摩擦力，導致運行停止，影響設備的運作。

圖1是單動押出式氣缸的結構示意圖，該結構由后缸蓋a1、第一彈性墊a2、密封圈a3、導向環a4、活塞a5、缸筒a6、彈簧a7、第二彈性墊a8、活塞桿a9、前杠蓋a10、螺母a11、導向套a12、卡環a13組成。