活塞式静液压增力耦合器及设备

技术领域

本发明属于液压机械技术领域，尤其涉及一种活塞式静液压增力耦合器及设置有该耦合器的设备。

背景技术

液压系统增压一般采用一体活塞杆式增压缸，液压缸内部通过活塞面积差，低压油流入，高压油输出，实现液压系统增压的目的，增压缸不直接参与执行机构的运动，且需要相应的管路连接。同时，增压缸本身只作为一个液压系统的增压元器件使用，输入输出均需要液压管路连接，活塞内置一体式，具有一定应用局限性，在传递力矩，速度等时传递不平稳，无法对较大的冲击力进行缓冲，还需要借助外界液压系统组合消除过大冲击以及过大冲击造成的不良影响，其次由于活塞内置一体式，补油不便，且维修困难，操作复杂。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本发明提供一种活塞式静液压增力耦合器及设备，不依赖外界液压系统，结构简单，能够缓冲冲击力，补油方便快捷，便于维护。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种活塞式静液压增力耦合器，包括：

缸筒，所述缸筒为阶梯形结构；

两个活塞杆，所述两个活塞杆在所述缸筒内相对布置，一端均设置于所述缸筒内，另一端为自由端，均伸出所述缸筒外，且所述两个活塞杆与所述缸筒之间形成第一有杆腔和第二有杆腔，并在所述两个活塞杆之间设置有传动介质，且所述传动介质与所接触的两个活塞杆的一端端面和所述缸筒之间相互形成静液压差传动的密闭空间；

缓冲阀组件，所述缓冲阀组件固定设置于所述缸筒上，位于所述缸筒阶梯型结构的阶梯面上；

两个导向套，所述两个导向套分别设置于所述第一有杆腔和所述第二有杆腔的端部，且所述两个活塞杆均穿过所述两个导向套；

复位弹簧，所述复位弹簧套设于活塞杆上，设置于所述第一有杆腔内，一端与导向套的端面相接触，另一端与活塞杆的活塞相接触；

在使用时，所述两个活塞杆的自由端中的一个连接于外部的输入机构，另一个连接于执行机构，在进程的工作过程中，通过输入机构施加压力推动两个活塞杆朝向同一个方向移动，实现力和速度的输出，同时冲击负载通过缓冲组件进行缓冲，在回程过程中，通过复位弹簧复位。

进一步地，所述缸筒为一级台阶或多级台阶。

进一步地，在所述两个活塞杆的自由端均设置有固定连接或可拆卸连接的连接件。

进一步地，所述连接件为轴孔、法兰、勾子或卡箍中的任意一种。

进一步地，所述活塞杆为空心或实心结构。

进一步地，在所述第一有杆腔和所述第二有杆腔的端部位置设置有防水透气塞。

进一步地，所述传动介质为水或液压油中的任意一种。

进一步地，所述缓冲阀组件包括：

缓冲活塞，所述缓冲活塞的一端端面与所述传动介质相接触；

活塞密封圈，所述活塞密封圈套设于所述缓冲活塞上；

缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端与所述缓冲活塞的端面相接触，

堵头，所述堵头一端端面与所述缓冲弹簧的另一端端面相接触；

所述缓冲活塞、所述活塞密封圈、所述缓冲弹簧和所述堵头的一端均设置于所述缸筒内，所述堵头的另一端与所述缸筒的外表面齐平或高于所述缸筒的外表面。

进一步地，还包括补油口，所述补油口设置于所述缸筒上。

第二方面，本发明还提供了一种设备，在所述设备上设置有上述活塞式静液压增力耦合器。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的一种活塞式静液压增力耦合器，通过缸筒和两个活塞杆的结构，使得液压油等传动介质封闭在大小活塞和缸筒组成的密闭腔内，形成静液压传动的环境；同时两个活塞杆在工作的过程中分别连接外部输入机构和执行结构，将外部的压力源通过一个活塞杆经传递介质单向传输至另一活塞杆输出力和速度，输入和输出活塞杆相对独立，分别可以直接连接原动件和执行件；并在缓冲阀组件的作用下，能够实现缓冲和吸收冲击力，并在复位弹簧的作用下能够保证复位，实现本申请活塞式静液压增力耦合器的安全有效运行，利用帕斯卡原理，将流体与油缸集成为一个封闭元件，不依赖外界液压系统，结构简约，能够缓冲冲击力，补油方便快捷，便于维护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的活塞式静液压增力耦合器的整体结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的活塞式静液压增力耦合器的剖视结构示意图；

图3为图2的I区域的放大视图。

附图标记说明：

1、活塞杆；2、缸筒；3、防水透气塞；4、传动介质；5、缓冲阀组件；51、缓冲活塞；52、活塞密封圈；53、缓冲弹簧；54、堵头；6、连接件；7、复位弹簧；8、导向套；9、第一活塞；10、第二活塞。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如附图1-图3所示，本发明实施例提供了一种活塞式静液压增力耦合器，该耦合器包括：缸筒2、两个活塞杆1、缓冲阀组件5、两个导向套8和复位弹簧7，其中：

缸筒2为阶梯形结构；

两个活塞杆1在缸筒2内相对布置，一端均设置于缸筒2内，另一端为自由端，均伸出缸筒2外，且两个活塞杆1与缸筒2之间形成第一有杆腔和第二有杆腔，并在两个活塞杆1之间设置有传动介质4，且传动介质4与所接触的两个活塞杆1的一端端面和缸筒2之间相互形成静液压差传动的密闭空间；

缓冲阀组件5固定设置于缸筒2上，位于缸筒2阶梯型结构的阶梯面上；

两个导向套8分别设置于第一有杆腔和第二有杆腔的端部，且两个活塞杆1均穿过两个导向套8；

复位弹簧7套设于活塞杆1上，设置于第一有杆腔内，一端与导向套8的端面相接触，另一端与活塞杆1的活塞相接触；

在使用时，两个活塞杆1的自由端中的一个连接于外部的输入机构，另一个连接于执行机构，在进程的工作过程中，通过输入机构施加压力推动两个活塞杆1朝向同一个方向移动，实现力和速度的输出，同时冲击负载通过缓冲组件进行缓冲，在回程过程中，通过复位弹簧7复位。

具体地，如图2所示，在使用时，图2中右侧连接件6为输入端，连接输入机构，位于图2中左边连接件6为输出端，连接输出端，以此来确定阶梯朝向，也即输出端对应缸筒内径大，输入端对应的缸筒内径小。如此，在进行力、速度等传输时，能够通过由小变大的阶梯型缸筒2吸收冲击力，实现缓冲的目的。

由此，本发明的一种活塞式静液压增力耦合器，通过缸筒2和两个活塞杆1的结构，使得液压油等传动介质4封闭在大小活塞和缸筒2组成的密闭腔内，形成静液压传动的环境；同时两个活塞杆1在工作的过程中分别连接外部输入机构和执行结构，将外部的压力源通过一个活塞杆1经传递介质单向传输至另一活塞杆1输出力和速度，输入和输出活塞杆1相对独立，分别可以直接连接原动件和执行件；并在缓冲阀组件5的作用下，能够实现缓冲和吸收冲击力，并在复位弹簧7的作用下能够保证复位，实现本申请活塞式静液压增力耦合器的安全有效运行，利用帕斯卡原理，将流体与油缸集成为一个封闭元件，不依赖外界液压系统，结构简约，能够缓冲冲击力，补油方便快捷，便于维护。

在本实施例一些可选的实现方式中，缸筒2可以为一级阶梯或多阶梯非等截面的缸径。

如此设置，能够通过阶梯型的缸筒2，一方面能够实现所传递速度和力的缓冲，其次，能够保障传递的平稳性。

需要说明的是，上述的两个活塞杆1与缸筒2之间为密封的状态，在工作时，两个活塞杆1与缸筒2之间相适应，即两个活塞杆1的长度大于缸筒2的长度，在实际作业的过程中活塞杆1的移动长度能够满足所要穿出力矩、速度和位移等要求。

还需要说明的是，缸筒2在使用过程中，根据需要，可选择采用螺栓等连接和紧固元件进行固定，或不固定的方式进行传递力矩等。

在本实施例的一些可选的实现方式中，位于缸筒2两端的两个活塞杆1的轴线相互重合，即两个活塞杆1均位于缸筒2的轴线位置处，使得缸筒2的轴线、两个活塞杆1的轴线三者处于同一高度，并使得三者之间相互重合。同时作为另一些可选的实现方式中，可将两个活塞杆1在缸筒2上设置为偏心的结构，即将一个活塞杆1与缸筒2的轴线相互重合，另一个与两者相重合的轴线平行，或将两个活塞杆1和缸筒2三者的轴线设置为均相互平行的结构，使得两个活塞杆1在缸筒2的两侧均处于偏心的结构；如此设置，使得通过偏心的结构能够进一步起到缓冲的作用。

在本实施例中另一些可选的实现方式中，缸筒2还可设置为圆台形结构、锥形结构或漏斗形结构等。

具体地，在两个活塞杆1的自由端均设置有固定连接或可拆卸连接的连接件6。

具体地，连接件6为轴孔、法兰、勾子或卡箍中的任意一种。

如此设置，通过轴孔、法兰、勾子或卡箍等连接件6的结构，能够便于将活塞杆1与外部的输入机构和执行机构相连接，即能够将活塞杆1与外部力和速度的输入装置与相应的执行单元连接，实现力和速度等的传输，但需要说明的是，上述的结构均为快换和快拆结构，能够实现快速连接和拆除，提高作业效率。

在本发明一些可选的实现方式中，连接件6与两个活塞杆1的端部之间还连接有连接块，通过连接块将两者相互连接，优选地，两者之间采用螺栓等结构进行连接。

在本实施例一些可选的实现方式中，活塞杆1为空心或实心结构。最优选地，在保证活塞杆1的强度等力学性能的要求下，采用空心结构，使得活塞杆1的重量减轻，从而在一定程度上保障所要传递的速度和冲击力，同时制造成本减少。

具体地，在第一有杆腔和第二有杆腔的端部位置设置有防水透气塞3。

如此设置，通过防水透气塞3，使得第一有杆腔和第二有杆腔能够与外部大气相连接，保障活塞杆1在第一有杆腔和第二有杆腔中顺利稳定移动，避免因大气压强的问题导致移动受阻，影响所传递的力和速度，还能够防止外部雨水和杂质等进入到第一有杆腔和第二有杆腔内。

具体地，本发明实施例的活塞式静液压增力耦合器中还包括有第一活塞9和第二活塞10，第一活塞9和第二活塞10均与活塞杆1固定连接，对活塞杆1起到支撑、导向、同时防止密封的传动介质4外溢的作用。

在本实施例一些可选的实现方式中，传动介质4优选为液压油，还可选为水或其他流体作为传动介质4。

具体地，如图2和图3所示，本发明中的缓冲阀组件5包括：

缓冲活塞51，缓冲活塞51的一端端面与传动介质4相接触；

活塞密封圈52，活塞密封圈52套设于缓冲活塞51上；

缓冲弹簧53，缓冲弹簧53的一端与缓冲活塞51的端面相接触，

堵头54，堵头54一端端面与缓冲弹簧53的另一端端面相接触；

缓冲活塞51、活塞密封圈52、缓冲弹簧53和堵头54的一端均设置于缸筒2内，堵头54的另一端与缸筒2的外表面齐平或高于缸筒2的外表面。

具体地，还包括补油口，补油口设置于缸筒2上。如此设置，当发现密封腔体的容积减少时，可拧下补油口的堵头54，对封闭腔体进行补液。

具体地，缓冲阀组件5的缓冲原理为：当传动介质4的压力发生突变，超出系统工作压力，所波动压力值件用在锺冲活塞53上，从而推动缓冲活塞53运动，实现缓冲的目的。

本发明的一种活塞式静液压增力耦合器的原理和实现增力的过程为：

采用液压组件标准化的安装流程，在一级或多级非等截面的阶梯型缸筒2上相对设置两个活塞杆1，并在活塞杆1之间设置有传动介质4，并使得传动介质4与所接触的活塞杆1的活塞和缸筒2之间形成密闭空间，随后在缸筒2上设置缓冲阀组件5，将缓冲阀组件5设置为力和速度传输的方向，使得缓冲阀组件5能够吸收过多的冲击力和过快的速度，随后在两个活塞杆1所在的第一腔体和第二腔体的端部设置两个用于密封的导向套8，使得通过导向套8的结构能够实现密封的作用，其次能够防止外部杂质进入，保障两个活塞杆1的顺利、通常和平稳的动作，并在力和速递传递的方向，位于执行机构的一侧的活塞杆1腔体，如第一有杆腔内设置复位弹簧7，从而保障在回程的过程中能够在复位弹簧7的作用下使得两个活塞杆1处于中立位或初始状态，为下一次动作做准备，其次在两个活塞杆1的两端设置连接件6，并将所设置的连接件6分别与外部的输入结构和执行机构连接，实现通过外部执输入机构输入，在输入的同时通过本发明活塞式静液压增力耦合器中两个活塞杆1及两个活塞杆1之间传动介质4的移动，实现整体力和速度等的传递，并通过阶梯型结构的缸筒2，结合上述缓冲阀组件5，实现较大冲击力和较大冲击速度的缓冲。

由此，本发明的活塞式静液压增力耦合器，能够实现静液压耦合及省力的目的，连接件6连接外部输入机构和执行机构，随着输入连接件6在原动件作用下沿着缸筒2轴向运动，压缩传动介质4，同时由于传动介质4存在于封闭的阶梯状空间，根据帕斯卡定律，随着传动介质4的压缩会推动输出活塞杆1组件运动。从而实现对连接件6连接的输出机构的力和速度的输出，实现静液压连接和增力的目的，冲击负载可以通过缓冲组件进行缓冲，在回程过程，输出活塞杆1组件通过复位弹簧7随着输入活塞组件的缩回而复位。

综上，本发明的一种活塞式静液压增力耦合器，利用帕斯卡原理，将流体与油缸集成为一个封闭元件，不依赖外界液压系统，以静液压传动实现直线耦合增力驱动，结构简约，自带缓冲，自带补油装置，方便维护。

第二方面，本发明还提供了一种设备，该设备上设置有上述的活塞式静液压增力耦合器。

通过在设备上设置活塞式静液压增力耦合器，能够使得该设备实现液压缓冲效果，无需借助外部结构，结构简单。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。