[发明专利]扭矩转换摆动机构

说明书

本发明的扭矩转换摆动机构包括一个延伸的缸体，由一个主体部分和一个与主体部分同轴固连的变直径凸台部分组成。一个活塞总成在缸体主体部分内做往复运行。扭矩转换摆动机构具有一组从活塞一端轴向延伸出的有外表面螺旋结构的可延伸螺杆。活塞整体截面全部对应流体压力使其最大限度发挥做功潜能。螺杆在一个螺旋副旋转总成里与一个旋转机构相耦合，将直线运动转换成旋转运动，每一组形成一定的扭矩。一个合扭矩总成将各个分扭矩合成为组合扭矩输出。安装在缸体端头的一个或多个输出端盖被用来传递输出扭矩。

技术领域

本发明涉及一种扭矩转换摆动机构，尤其是可将小的输入扭矩转换成大扭矩的扭矩转换摆动机构。

背景技术

一个典型的旋转摆动机构，尤其是一个液压式旋转摆动机构，利用相互啮合的螺旋部件将直线运动转换为旋转运动。螺旋部件包括一个内、外表面均有螺旋齿形的活塞套筒,活塞套筒内表面的螺旋齿形与一个旋转输出轴的外螺旋齿形相啮合，同时活塞外表面的螺旋齿形与该摆动机构壳体固定的内表面螺旋齿形相啮合。当液动压力分别作用于活塞两端面时，活塞套筒就会在摆动机构壳体内做往复直线运动从而带动输出轴做往复旋转摆动。

这类旋转摆动机构的理论输出功（W）取决于作用于活塞端面的液压推力（F）和活塞运行距离（S）的乘积，用公式表达即为：W = F x S。摆动机构的总功(W_总功率)通过螺旋副转换成扭矩输出（T_输出扭力），用公式表达即：W_总功率=T_输出扭矩。由于缸体内的输入流体压强受限于密封件及壳体的耐压强度，因此活塞端面的推力大小正比于活塞端面受力面积的大小，适当增加活塞端面的受力面积有助于增加液压推力 。因此，活塞面积与活塞运行距离之间的关系决定了液力功与输出扭矩的大小，而螺旋副的运动转换因素对输出扭矩的影响基本可以忽略。

尽管结构紧凑有效，但这样一个旋转摆动机构并不能使它的活塞充分发挥潜力。例如，由于活塞端面呈环形，因此其面积比壳体的横截面面积小了很多。摆动机构紧凑的特点以及其使用相对较大的螺旋角也限制了活塞的运行距离。这些因素都减少了潜在的输出功。此外，由于需要制作的各种零部件的内、外表面都需开有螺旋齿形，这类摆动机构制造难度很大。这类摆动机构的性质和作用也要求配备有各种不同的特殊密封件以阻止液体在高压环境下泄漏。再者，这些摆动机构属于典型特殊要求的定制产品。生产这些类型的摆动机构很难规定标准，没有客户提供昂贵的费用支持，定制和扩大生产以及使用规模都会受到限制。

活塞型摆动机构具有客观市场需求，可以通过一个相对简单的装置优化提高功率或扭矩。因此，解决上述问题的扭矩转换机构是有必要的。

发明内容

本发明的扭矩转换摆动机构呈圆柱形结构，由主体部分和凸台部分组成。一个活塞总成在主体部分内部往复运行。具有一组从活塞一端轴向延伸出的具有外表面螺旋的长螺栓。活塞的另一端面最大限度全表面地承载接受流体压力。公螺栓以与螺旋副总成相配合的形式带动配套的螺母转动，从而将直线运动转换成旋转运动，每个相配合的螺旋副都会产生一定的扭动力矩。一个扭矩合成机构将全部的单一螺旋副产生的扭矩集合为大于任一单扭矩的总输出扭矩。在壳体的一端或多端配有端盖，以旋转轴输出的扭矩做工。以下是液力和机械形式扭矩转换摆动机构的具体实施例。

本发明的上述及其他特点将结合附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的扭矩转换摆动机构的第一实施例的三维外观图。

图2为图1扭矩转换摆动机构壳体开放式内部局部拆解透视图。

图3为图1扭矩转换摆动机构为开放壳体后的各总成分体拆解透视图。

图4为图2所示的扭矩转换摆动机构的一个活塞总成/螺杆旋转总成的三维拆解透视图。

图5为图4中一个螺旋转动机构的局部放大图，为清晰起见定位总成没有展示。