本實(shí)用新型涉及一種高速氣缸。

背景技術(shù)：

目前，市面上的氣缸的速度最大只能運(yùn)行1m/s，加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于19.6m/s²,這對(duì)于需高速運(yùn)行的系統(tǒng)是非常不利的。此外，現(xiàn)有技術(shù)的氣缸在高速運(yùn)行時(shí)來不及進(jìn)氣排氣導(dǎo)致氣缸桿運(yùn)動(dòng)不順暢，加速時(shí)反映慢，甚至產(chǎn)生抖動(dòng)，導(dǎo)致缸體變形等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種響應(yīng)速度快的高速氣缸。

本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種高速氣缸，其包含：

外殼，外殼設(shè)有活塞腔和連通通道；

活塞，活塞設(shè)于活塞腔內(nèi)且能夠在活塞腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞將活塞腔分為前腔室和后腔室，外殼設(shè)有兩個(gè)通氣口，兩個(gè)通氣口分別與前腔室和后腔室連通；

活塞桿，活塞桿的一端固設(shè)于活塞；和

單向閥，單向閥設(shè)于連通通道內(nèi)且設(shè)于連通通道的前端和后端之間；

其中，連通通道的前端與前腔室連通，連通通道的后端與后腔室連通。

優(yōu)選地，高速氣缸還包含氣浮軸承，外殼還設(shè)有裝配腔，裝配腔設(shè)于活塞腔的后方且不與活塞腔連通，氣浮軸承設(shè)于裝配腔中，活塞桿插入氣浮軸承中。

在本實(shí)用新型中，采用了氣浮軸承，氣浮軸承與活塞桿完全無接觸，使得氣缸運(yùn)行時(shí)阻力更小。

優(yōu)選地，高速氣缸包含兩個(gè)氣浮軸承，外殼還設(shè)有裝配腔，裝配腔設(shè)于活塞腔的后方且不與活塞腔連通，兩個(gè)氣浮軸承設(shè)于裝配腔中，活塞桿插入兩個(gè)氣浮軸承中。

在本實(shí)用新型中，采用了兩個(gè)氣浮軸承，使得氣缸的活塞桿準(zhǔn)確定位。

優(yōu)選地，外殼還設(shè)有氣浮軸承接氣口，氣浮軸承的外表面具有多個(gè)環(huán)形槽，多個(gè)環(huán)形槽的底面均具有周向等間隔布置的多個(gè)通孔，通孔貫穿底面與氣浮軸承的內(nèi)表面，氣浮軸承接氣口與多個(gè)環(huán)形槽連通。

優(yōu)選地，高速氣缸還包含氣動(dòng)鎖緊裝置，外殼還設(shè)有鎖頭接氣口，氣動(dòng)鎖緊裝置安裝于裝配腔中，氣動(dòng)鎖緊裝置用于在鎖頭接氣口通氣時(shí)解鎖活塞桿并且在鎖頭接氣口不通氣時(shí)鎖緊活塞桿。

在本實(shí)用新型中，設(shè)置有啟動(dòng)鎖緊裝置，可以更好地對(duì)氣缸制動(dòng)。

優(yōu)選地，單向閥相對(duì)于外殼可拆卸。

優(yōu)選地，外殼具有一安裝表面，兩個(gè)通氣口和氣浮軸承接氣口均設(shè)于安裝表面。

在本實(shí)用新型中，氣缸的通氣口和氣浮軸承接氣口都設(shè)計(jì)在同一個(gè)面上，便于使用者設(shè)計(jì)安裝。

優(yōu)選地，氣動(dòng)鎖緊裝置包含軸瓦、按壓件和彈性件，彈性件用于推動(dòng)按壓件按壓軸瓦，按壓件用于在鎖頭接氣口不通氣時(shí)按壓軸瓦并且在鎖頭接氣口通氣時(shí)抵抗彈性件的彈力松開軸瓦，軸瓦環(huán)設(shè)于活塞桿。

優(yōu)選地，按壓件包含：多個(gè)鋼球、保持架和楔形件，保持架固設(shè)于外殼且環(huán)設(shè)于軸瓦的外部，多個(gè)鋼球設(shè)于保持架的孔中，楔形件套設(shè)于保持架的外部，楔形件用于在鎖頭接氣口不通氣時(shí)朝向軸瓦按壓多個(gè)鋼球并且在鎖頭接氣口通氣時(shí)抵抗彈性件的彈力松開軸瓦。

優(yōu)選地，彈性件為彈簧。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：氣缸的進(jìn)氣部位與排氣部位連通，使得氣缸排氣時(shí)產(chǎn)生倍壓，加快氣缸運(yùn)行響應(yīng)性。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的高速氣缸的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的高速氣缸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1的氣浮軸承的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1的氣動(dòng)鎖緊裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為沿著圖4的A-A線的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

如圖1和2所示，高速氣缸10包含：外殼20、活塞31、活塞桿32、單向閥40、氣浮軸承50、氣動(dòng)鎖緊裝置60。

外殼20設(shè)有活塞腔22、裝配腔25和連通通道26。活塞31設(shè)于活塞腔22內(nèi)且能夠在活塞腔22內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞31將活塞腔22分為前腔室23和后腔室24，外殼20設(shè)有兩個(gè)通氣口27，兩個(gè)通氣口27分別與前腔室23和后腔室24連通?；钊麠U32的一端固設(shè)于活塞31。單向閥40設(shè)于連通通道26內(nèi)且設(shè)于連通通道26的前端和后端之間。單向閥40相對(duì)于外殼20可拆卸。連通通道26的前端與前腔室23連通，連通通道26的后端與后腔室24連通。

裝配腔25設(shè)于活塞腔22的后方且不與活塞腔22連通。兩個(gè)氣浮軸承50和氣動(dòng)鎖緊裝置60設(shè)于裝配腔25中，活塞桿32插入氣浮軸承50和氣動(dòng)鎖緊裝置60中。氣浮軸承50與外殼20過盈配合。

氣浮軸承50的數(shù)量也可以根據(jù)需要設(shè)置為一個(gè)或三個(gè)以上。如圖3所示，氣浮軸承50的外表面具有多個(gè)環(huán)形槽51，多個(gè)環(huán)形槽51的底面均具有周向等間隔布置的多個(gè)通孔52，通孔52貫穿底面與氣浮軸承50的內(nèi)表面，氣浮軸承接氣口28與多個(gè)環(huán)形槽51連通。多個(gè)環(huán)形槽51相互平行。相鄰的兩個(gè)環(huán)形槽51之間通過凹槽53相互連通。

外殼20具有一安裝表面21，兩個(gè)通氣口27、氣浮軸承接氣口28和下述的鎖頭接氣口29均設(shè)于該安裝表面21。

如圖4和5所示，氣動(dòng)鎖緊裝置60設(shè)于兩個(gè)氣浮軸承50之間并且用于在鎖頭接氣口29通氣時(shí)解鎖活塞桿32并且在鎖頭接氣口29不通氣時(shí)鎖緊活塞桿32。

氣動(dòng)鎖緊裝置60包含軸瓦61、彈簧62、鋼球63、保持架64和楔形件65。軸瓦61環(huán)設(shè)于活塞桿32。保持架64固設(shè)于外殼20且環(huán)設(shè)于軸瓦61的外部，多個(gè)鋼球63設(shè)于保持架64的孔中，楔形件65套設(shè)于保持架64的外部。楔形件65為縱向截面為梯形的圓柱形構(gòu)件。外殼20的安裝表面21上還設(shè)有鎖頭接氣口29，鎖頭接氣口29與裝配腔25連通。

當(dāng)鎖頭接氣口29通氣時(shí)，氣體進(jìn)入楔形件65后方的空間，推動(dòng)楔形件65向前移動(dòng)，由于楔形件65內(nèi)部的空間為向前徑向收斂的形狀，當(dāng)楔形件65向前移動(dòng)時(shí)，楔形件65不再按壓保持架64的孔中的多個(gè)鋼球63，從而鋼球63不再按壓軸瓦61，軸瓦61放開活塞桿32，從而活塞桿32被解鎖并能夠縱向自由移動(dòng)。當(dāng)鎖頭接氣口29不通氣時(shí)，楔形件65在彈簧62的彈力作用下，向后移動(dòng)，由于楔形件65內(nèi)部的空間為向前徑向收斂的形狀，當(dāng)楔形件65向后移動(dòng)時(shí)，楔形件65將按壓保持架64的孔中的多個(gè)鋼球63，從而鋼球63按壓軸瓦61，軸瓦61抱住活塞桿32，從而活塞桿32被鎖緊，不能縱向自由移動(dòng)。

以下簡(jiǎn)要介紹高速氣缸10的工作方式。

兩個(gè)通氣口27根據(jù)單向閥40的安裝方式分別用于進(jìn)氣和出氣。

當(dāng)單向閥40安裝為只允許連通通道26中的氣體從前向后流動(dòng)時(shí)，位于后方的通氣口27進(jìn)氣，位于前方的通氣口27排氣。

首先，鎖頭接氣口29進(jìn)氣，解鎖活塞桿32，并且氣浮軸承接氣口28進(jìn)氣，使得活塞桿32在移動(dòng)過程中與氣浮軸承50完全無接觸。然后，氣體進(jìn)入后方的通氣口27后，由于前腔室23和后腔室24的壓強(qiáng)差，活塞31向前移動(dòng)，前腔室23中的一部分氣體從位于前方的通氣口27排出，另一部分氣體經(jīng)由連通通道26流到后腔室24，從而提高氣缸的運(yùn)行速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得，本實(shí)施例的高速氣缸10的加速度可以達(dá)到19.6m/s2以上，速度可達(dá)到1.5m/s以上。

當(dāng)需要活塞31反向(向后)移動(dòng)時(shí)，將單向閥40拆下，反向安裝。此時(shí)，單向閥40安裝為只允許連通通道26中的氣體從后向前流動(dòng)，位于后方的通氣口27排氣，位于前方的通氣口27進(jìn)氣。

首先，鎖頭接氣口29進(jìn)氣，解鎖活塞桿32，并且氣浮軸承接氣口28進(jìn)氣，使得活塞桿32在移動(dòng)過程中與氣浮軸承50完全無接觸。然后，氣體進(jìn)入前方的通氣口27后，由于前腔室23和后腔室24的壓強(qiáng)差，活塞31向后移動(dòng)，后腔室24中的一部分氣體從位于后方的通氣口27排出，另一部分氣體經(jīng)由連通通道26流到前腔室23，從而提高氣缸的運(yùn)行速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得，本實(shí)施例的高速氣缸10的加速度可以達(dá)到19.6m/s2以上，速度可達(dá)到1.5m/s以上。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。