[实用新型]气动液压通用式活塞-柱塞串联作动模块及流体传动装置

说明书

本实用新型公开了一种气动液压通用式活塞‑柱塞串联作动模块及流体传动装置，其中作动模块的基本构件包括作动元件与通孔接口元件，该作动元件包括自前向后依次相接的柱塞、中间杆及活塞，通孔接口元件至少具有柱塞孔与中间杆孔，柱塞与柱塞孔之间、中间杆与中间杆孔之间均为滑动密封配合，使得通孔接口元件、柱塞后部及中间杆之间形成柱塞作动腔。该作动模块不仅可与活塞缸体相配接而形成完整功能的气压缸或液压缸，还可以在相关机器的固定本体上设置活塞孔与其配接以形成流体传动装置，还能够多个共同加载至多位固定本体上而形成模块化多位均压联动流体传动装置，能够较好满足现代制造业对流体传动元件提出的绿色化、模块化及个性化定制等要求。

技术领域

本实用新型涉及气缸、液压缸领域，主要涉及一种气动与液压通用式活塞-柱塞串联作动模块及流体传动装置。

背景技术

气缸与液压缸是液体传动领域广泛使用的执行元件。人们为了减小气缸与液压缸，特别是气缸的径向尺寸，会选择采用串联缸（俗称倍力缸），因为采用二级串联缸能够使缸径缩小40%左右，多级串联缸能够使缸径缩小更多。

附图1是现有双缸双活塞双作用二级串联气缸的结构原理图。由图中可见，后活塞杆5’与前活塞10’固联。其工作原理是：工作行程时，二位四通换向阀22’左位工作，压力气体通过后活塞后腔管接头螺纹适配孔14’与前活塞后腔管接头螺纹适配孔18’，同时进入后活塞后腔15’与前活塞后腔19’，推动后活塞4’-后活塞杆5’-前活塞10’-前活塞杆11’，一起向右运动，由前活塞杆11’输出推力做功。输出推力为单活塞气缸的2倍，即F_推=2×πD²P/4=πD²P/2(D为活塞直径，P为系统压力)。

工作行程时，前活塞前腔20’通过前活塞前腔气管管接头螺纹适配21’，后活塞前腔16’通过后活塞前腔气管管接头螺纹适配孔17’，再一起通过二位四通换向阀22’，与大气相通。

二位四通换向阀22’切换至右位工作，则为返回行程。

通过进行深入的技术功能与价值工程分析，可以发现图1所示现有串联气缸，具有下列突出的技术缺陷：

（1）具有前、后2只缸筒和前后2套活塞-活塞杆，轴向尺寸大，结构复杂拖沓，总体体积大；

（2）具有后活塞推力作动腔、后活塞拉力作动腔、前活塞推力作动腔与前活塞拉力作动腔一共4个腔，并具备相应的4个管接头螺纹适配孔，不仅自身结构复杂，而且外部管路布置也甚为不便，还需要增加三通接头等附件，总体制造成本高，安装调整费时费力；

（3）由于各个作动腔的气管管接头螺纹适配孔，与油管管接头螺纹适配孔标准不同，所以不能与油管管接头通用适配，因而仅能用于气压传动而不能用于液压传动；

（4）活塞杆直径较小，刚性较差。

现代机械设计的一个重要发展方向是模块化，因为模块化能够满足低成本、大批量、个性化定制的要求。但是，模块化设计目前仅能适用于比较复杂的机械产品的设计，越是简单的产品，越难以进行模块化设计。而液压缸、气缸这样的产品，往往只有几个零件，是故，目前尚未出现模块化的液压缸、气缸。

此外，现代制造业对流体传动元件提出了绿色化、模块化、集成化、大批量、低成本以及个性化定制等要求。而图1所示现有二级串联气缸，显然从根本上不具备上述特征。

液压缸与气缸还有一个重要的应用场合，即多缸均压联动。多缸均压联动装置是在一个固定本体上设有多个接口，每一个接口上固定安装一个具有完整功能的单作用单活塞缸。