[发明专利]一种直线运动变速变行程合成系统

说明书

一种直线运动变速变行程合成系统，与原动件连接的作动缸称为分动缸，承担合成运动功能的作动缸称为合成缸，每一个作动缸包括缸体、活塞、活塞杆和密封件，活塞将缸体分为上、下两个腔，并且两个腔分别通过各自的腔口实现流体介质的流入和流出，作动缸有三个及以上，至少两个作动缸为分动缸，至少一个作动缸为合成缸，将分动缸与开关阀通过管路连接组成基单元，分动缸的上、下腔口通过管路相互连接，并且管路中设有流通开关阀，形成可控制通断的上、下腔流体通路，分动缸的上、下腔口还通过管路分别与进出开关阀连接，再分别通过管路与合成缸的上、下腔口连接，形成可控制通断的流体通路。本发明低成本的同时实现较高的控制性能。

技术领域

本发明涉及直线运动系统，尤其是一种直线运动变速变行程合成系统。

背景技术

运动变速及合成技术是动力传动科技的重要分支，也是自动机械、工程机械、车辆、机器人等领域的高新技术产品赖以发展的基础性技术。

1997年日本丰田汽车公司推出的混合动力汽车Prius，其关键技术之一就是它的运动变速及合成系统THS，这让工业界重新认识到运动变速及合成技术的重要性。之后，世界各大汽车公司、各新兴电动汽车公司先后推出了自己的混合动力汽车产品，功能类似于THS的旋转运动变速及合成系统层出不穷。但是在直线运动领域，经查阅大量公开发表的科技信息和文献，包括专利文献，未见有直线运动变速及合成系统相关的信息。

传统机械设备中有很大一类是直线运动机械，比较落后的是单速单行程作业的，比较先进的是采用变频电机或伺服电机驱动实现直线变速，但行程变不了。这类机械理论上可以采用可变速变行程的电液伺服系统驱动，但是成本是最大的制约，因为电液伺服驱动系统太昂贵。

新型的机械中最有可能大量运用变速变行程直线运动的是仿生机械，如机器人(兽)。对于需要行走的仿生机械，电液伺服驱动系统因为重量体积大，其应用基本被排除；而现有的其它直线运动技术因为无法满足其变速变行程的要求，只能在初级的仿生机械中使用。

市场上唯一具有变速变行程能力的直线运动驱动系统是电液伺服驱动系统，其变速变行程是由计算机程序产生和控制的，性能十分优越，但是其价格十分昂贵，而且重量大、体积大、能耗大，长期以来应用面很小。

发明内容

为了克服已有直线运动方式的无法兼顾成本和控制性能的不足，本发明提供一种低成本的同时实现较高的控制性能的直线运动变速变行程合成系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种直线运动变速变行程合成系统，包括作动缸、原动件、机体和流体介质，与原动件连接的作动缸称为分动缸，承担合成运动功能的作动缸称为合成缸，每一个作动缸包括缸体、活塞、活塞杆和密封件，活塞将缸体分为上、下两个腔，并且两个腔分别通过各自的腔口实现流体介质的流入和流出，所述作动缸有三个及以上，至少两个作动缸为分动缸，至少一个作动缸为合成缸，将分动缸与开关阀通过管路连接组成基单元，所述开关阀分为流通开关阀和进出开关阀，所述分动缸的上、下腔口通过管路相互连接，并且管路中设有流通开关阀，形成可控制通断的上、下腔流体通路，所述分动缸的上、下腔口还通过管路分别与进出开关阀连接，再分别通过管路与所述合成缸的上、下腔口连接，形成可控制通断的流体通路。

进一步，所述基单元中的开关阀按如下规则控制：

当要求某一基单元的分动缸与合成缸接通时，则流通开关阀“关”、进出开关阀“开”，

当要求某一基单元的分动缸与合成缸断开时，则流通开关阀“开”、进出开关阀“关”，

禁止流通开关阀和进出开关阀同时“开”或同时“关”。

再进一步，所述基单元中，在所述分动缸的活塞上设置流通开关阀，形成可控制通断的上、下腔流体通路，所述分动缸的上、下腔口还通过管路分别与进出开关阀连接，再分别通过管路与所述合成缸的上、下腔口连接。