一种轴向往复运动的流体马达的制作方法

1.本发明涉及马达领域，更具体地说，涉及一种轴向往复运动的流体马达。


背景技术：

2.马达(motor)广泛应用在各个领域中。根据其采用的介质，可以分为气动马达和液压马达。然而，现有技术的气动马达和液压马达，都只能采用一种介质，不能互换，并且其只能输出旋转运动。在需要提供轴向运动的场合中，需要专门的运动转换机构，才能将气动或液压马达的旋转运动转换为轴向运动的机构。这样的机械结构复杂、体积较大、重量大、成本高、机械能转换效率也低。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单且体积小、成本低，能够兼容多种介质且机械能转换效率高的轴向往复运动的流体马达。
4.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种轴向往复运动的流体马达，包括阀体、泄压阀芯、分流阀芯和活塞；所述泄压阀芯、所述分流阀芯和所述活塞分别容置在所述阀体中并能够在彼此相反的第一方向和第二方向上滑动，所述活塞将所述阀体分为第一腔室和第二腔室；
5.所述泄压阀芯上分别设置第一分流槽和第二分流槽，所述分流阀芯上设置第一泄压槽、第二泄压槽和增压槽，所述阀体上设置第一泄压通道、第二泄压通道、第一腔室通道、第二腔室通道、第一流体入口、第二流体入口、第一流体出口、第二流体出口、第一侧通道、第二侧通道、第一供压通道和第二供压通道；所述第一流体入口和第二流体入口连通流体入口，所述第一流体出口、所述第二流体出口连通流体出口；
6.从所述流体入口的进入的流体分别经所述第一流体入口或第二流体入口进入所述阀体，并在所述阀体中形成的不同流体回路进而分别驱动所述活塞在所述第一方向或第二方向上运动以提供所述轴向往复运动，驱动所述泄压阀芯在所述第一方向或第二方向上运动以实现所述流体的泄压以及驱动所述分流阀芯在所述第一方向或第二方向上运动以实现所述流体的分流和循环，所述不同流体回路中的流体最后通过所述第一流体出口或所述第二流体出口回流到所述流体出口。
7.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，在所述流体马达的运行过程中，所述流体从所述流体入口经所述第一流体入口进入所述分流阀芯，所述分流阀芯位于第二工作位置，此时增压槽连通所述第二侧通道和所述第一流体入口，所述第二侧通道连通所述第二腔室通道和所述泄压阀芯的第二端；所述流体经过所述增压槽、所述第二侧通道、所述第二腔室通道进入所述第二腔室，推动所述活塞从第二方向向第一方向运动，所述第一腔室中的所述流体经过所述第一腔室通道流出，进入所述第一侧通道；
8.所述分流阀芯还位于所述第二工作位置，所述第一泄压槽连通所述第一侧通道和第一流体出口，所述流体从所述第一流体出口流出实现流体循环；所述泄压阀芯中的所述
流体推动所述泄压阀芯向第一方向运动，从而将顶到第一工作位置。
9.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，在所述流体马达的运行过程中，所述活塞从第二方向向第一方向运动到第一工作位置时，所述第二供压通道上下连通，所述流体经所述流体入口和所述第二供压通道的上端进入所述第二腔室，随后从所述第二供压通道的下端流出的所述流体到达所述分流阀芯的第二端，将所述分流阀芯迅速顶到第一工作位置，从而通过所述第二供压通道给所述分流阀芯供压以防止其移动；
10.所述分流阀芯位于所述第一工作位置时从其第一端排出的所述流体流入与其连通的第一泄压通道的上端，且此时泄压阀芯还在第一工作位置，因此第一分流槽连通第一泄压通道的上下端，所述流体通过第一泄压通道、第一分流槽回到所述流体出口；
11.所述分流阀芯被顶到所述第一工作位置，从所述流体入口流入的所述流体将经过第二流体入口进入所述分流阀芯；所述增压槽连通所述第一侧通道和所述第二流体入口；所述流体通过所述第一侧通道分别进入所述第一腔室通道以推动所述活塞向第二方向运动和进入所述泄压阀芯的第一端推动述泄压阀芯向第二方向运动，从而将所述泄压阀芯迅速顶向第二工作位置；
12.在所述泄压阀芯被抵到第二工作位置后，其中的所述流体将从所述泄压阀芯的第二端流出并进入所述第二侧通道；所述分流阀芯一直被抵在所述第一工作位置，因此第二泄压槽连通所述第二侧通道和所述第二流体出口，所述流体由此流出以实现流体循环。
13.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，在所述流体马达的运行过程中，所述泄压阀芯位于第二工作位置且所述分流阀芯位于第一工作位置时，所述流体从所述流体入口经所述第二流体入口进入所述分流阀芯；所述增压槽连通所述第一侧通道和所述第二流体入口，所述第一侧通道连通所述泄压阀芯的第一端和所述第一腔室通道；进入所述泄压阀芯的所述流体将推动所述泄压阀芯向第二方向运动从而将顶到第二工作位置；
14.同时，所述流体经过所述增压槽、所述第一侧通道、所述第一腔室通道进入所述第一腔室，推动所述活塞从第一方向向第二方向运动；所述流体经过所述第二腔室通道流出，进入所述第二侧通道；由于分流阀芯位于第一工作位置，所述第二泄压槽连通所述第二侧通道和第二流体出口，所述流体得以从第二流体出口流出，实现流体循环。
15.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，在所述流体马达的运行过程中，在所述活塞从第一方向向第二方向运动到第二工作位置，所述第一供压通道上下连通；所述流体经所述流体入口和所述第一供压通道的上端进入所述第一腔室，随后从所述第一供压通道的下端流出的所述流体到达所述分流阀芯的第一端，将所述分流阀芯迅速顶到第二工作位置，从而通过所述第一供压通道给所述分流阀芯供压，从而防止其移动；
16.所述分流阀芯位于第二工作位置时从其第二端排出的所述流体流入与其连通的第二泄压通道的上端；且此时所述泄压阀芯还在第一工作位置，因此所述第二分流槽连通所述第二泄压通道的上下端，所述流体通过第二泄压通道、第二分流槽回到流体出口；
17.所述分流阀芯被顶到第二工作位置，从所述流体入口流入的所述流体将经过第一流体入口进入所述分流阀芯；所述增压槽连通所述第二侧通道和所述第一流体入口；所述流体通过所述第二侧通道分别进入所述第二腔室通道以推动活塞向第一方向运动和进入所述泄压阀芯的第二端推动述泄压阀芯向第一方向运动，从而将所述泄压阀芯迅速顶向第一工作位置；
18.在所述泄压阀芯被抵到第一工作位置后，其中的流体将从所述泄压阀芯的第一端流出并进入所述第一侧通道；所述分流阀芯一直被抵在第二工作位置，因此第一泄压槽连通所述第一侧通道和所述第一流体出口，以使得所述流体流出，从而实现流体的循环。
19.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，进一步包括第一连通板和第二连通板，所述第一连通板位于阀体的第一端并设置供所述活塞的活塞杆贯穿伸出的活塞孔道，所述第二连通板位于所述阀体的第二端并设置所述流体入口和所述流体出口。
20.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，所述第一分流槽、所述第二分流槽为环绕所述泄压阀芯设置的环形槽；所述第一泄压槽、所述第二泄压槽和所述增压槽为环绕分流阀芯设置的环形槽。
21.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，进一步包括：用于限位所述泄压阀芯的第一分流隔套和第二分流隔套；所述第一分流隔套和第二分流隔套设置在所述泄压阀芯的第一端和第二端，并分别与所述泄压阀芯的第一端和第二端连通。
22.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，所述流体包括液体和/或气体。
23.在本发明所述的轴向往复运动的流体马达中，所述液体包括水，液压油和 /或乳化剂。
24.实施本发明的轴向往复运动的流体马达，通过精巧设计，采用简单的结构可以实现轴向往复运动，因此体积小、成本低且机械能转换效率高，并且其进出通道是可循环流动的封闭通道，因此可以兼容各种不同类型的流体，适应性好。
附图说明
25.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
26.图1是本发明的优选实施例的轴向往复运动的流体马达的爆炸图；
27.图2是图1所示的轴向往复运动的流体马达的主视图；
28.图3是图1所示的轴向往复运动的流体马达的左视图；
29.图4a是图3中沿b-b线的剖视图；
30.图4b是图3中沿c-c线的剖视图；
31.图4c是图3中沿g-g线的剖视图；
32.图5a-5d是图1所示的轴向往复运动的流体马达的原理图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.图1是本发明的优选实施例的轴向往复运动的流体马达的爆炸图。图2 是图1所示的轴向往复运动的流体马达的主视图。图3是图1所示的轴向往复运动的流体马达的左视图。图4a-4c是图3中沿b-b线、c-c线和g-g线的剖视图。
35.如图1-3所示，所述轴向往复运动的流体马达包括阀体100、第一连通板 200、第二连通板300以及容置在阀体100内部的泄压阀芯110，分流阀芯120 和活塞150。所述第一连通板200位于阀体100的第一端并设置供活塞150的活塞杆151贯穿伸出的活塞孔道。所述第
二连通板300位于阀体100的第二端并设置流体入口310和流体出口320。所述泄压阀芯110和所述分流阀芯120 位于阀体100中并可以在彼此相反的第一方向和第二方向(即向左或者向右) 上滑动。所述活塞150位于阀体100中以将阀体100分为第一腔室190和第二腔室160。所述活塞150同样可以在所述阀体100中沿着彼此相反的第一方向和第二方向(即向左或者向右)滑动。所述第一腔室190和第二腔室160的体积大小随着所述活塞150的滑动变化。
36.所述泄压阀芯110上分别设置第一分流槽111和第二分流槽112。所述分流阀芯120上设置第一泄压槽121、第二泄压槽122和增压槽123。所述第一分流槽111、第二分流槽112为环绕泄压阀芯110设置的环形槽。第一泄压槽 121、第二泄压槽122和增压槽123为环绕分流阀芯120设置的环形槽。
37.所述阀体100上设置第一泄压通道113、第二泄压通道114、第一腔室通道191、第二腔室通道192、第一流体入口124、第二流体入口125、第一流体出口126、第二流体出口127、第一侧通道128、第二侧通道129、第一供压通道170和第二供压通道180。所述第一流体入口124和第二流体入口125连通流体入口310。所述第一流体出口126、第二流体出口127连通所述流体出口 320。
38.所述第一侧通道128连通所述第一腔室通道191和第一泄压通道113的下端。所述第二侧通道129连通所述第二腔室通道192和第二泄压通道114的下端。所述第二供压通道180的上端连通所述流体入口310、下端连通所述分流阀芯的第二端。所述分流阀芯120的第一端连通所述第一泄压通道113的上端，第二端连通所述第二泄压通道114的上端。
39.图4a-4c是图3中沿b-b线、c-c线和g-g线的剖视图。图5a-5d是图 1所示的轴向往复运动的流体马达的原理图。下面结合图4a-4c以及图5a-5d，说明本发明的轴向往复运动的流体马达的原理如下。如图5a所示，流体从流体入口310经所述第一流体入口124进入所述分流阀芯120。此时分流阀芯120 位于第二工作位置(即图中所示的最右工作位置)，此时增压槽123连通所述第二侧通道129和所述第一流体入口124。所述第二侧通道129连通所述第二腔室通道192和所述泄压阀芯110的第二端。流体经过所述增压槽123、所述第二侧通道129、所述第二腔室通道192进入所述第二腔室160，推动所述活塞150从第二方向向第一方向运动。因此，第一腔室190的体积变小，从而驱动其中的流体经过所述第一腔室通道191流出，进入所述第一侧通道128。此时，由于分流阀芯还在第二工作位置，因此，所述第一泄压槽121连通所述第一侧通道128和第一流体出口126。流体得以从第一流体出口126流出，实现流体循环。同时，进入所述泄压阀芯110的第二端的流体将推动所述泄压阀芯 110向第一方向运动，从而将顶到第一工作位置(即最左工作位置)。此时活塞150从第二方向向第一方向(即从右向左)运动，所述第一供压通道170 和所述第二供压通道180均未打开。
40.如图5b所示，在所述活塞150从第二方向向第一方向运动到第一工作位置(即最左工作位置时)，所述第二供压通道180上下连通。因此，流体经所述流体入口310和所述第二供压通道180的上端进入所述第二腔室160。而从所述第二供压通道的下端流出的流体到达所述分流阀芯120的第二端，将所述分流阀芯120迅速顶到第一工作位置。这样，通过所述第二供压通道180(即图中所述a2口)可以给所述分流阀芯120供压，从而防止其移动。对于分流阀芯120位于第一工作位置(即图中所示的最左工作位置)时，从其第一端排出的流体，可以流入与其连通的第一泄压通道113的上端。由于此时泄压阀芯 110还在第一工作位置，因
此第一分流槽111连通第一泄压通道113的上下端，流体通过第一泄压通道113、第一分流槽111回到流体出口320。
41.由于所述分流阀芯120被顶到第一工作位置，从流体入口310流入的流体将经过第二流体入口125进入分流阀芯。而此时，此时分流阀芯120位于第一工作位置(即图中所示的最左工作位置)，增压槽123连通所述第一侧通道128 和所述第二流体入口125。因此流体从所述第二流体入口125进入之后，将通过所述第一侧通道128分别进入所述第一腔室通道191和所述泄压阀芯110的第一端，因此一方面推动述泄压阀芯110向第二方向运动，从而将所述泄压阀芯110迅速顶向第二工作位置，而另一方面推动活塞150向第二方向运动(即从左到右运动)，开始下一个动作，从而实现活塞150的轴向往复运动。
42.在泄压阀芯110被抵到第二工作位置后，所述流体将从所述泄压阀芯的第二端流出并进入所述第二侧通道129。由于分流阀芯120一直被抵在第一工作位置，因此第二泄压槽122连通所述第二侧通道129和所述第二流体出口127，因此流体可以从该通道流出，从而实现流体的循环。
43.如图5c所示，在泄压阀芯110位于第二工作位置且分流阀芯位于第一工作位置时，与图5a类似，只是方向相反，流体从流体入口310经所述第二流体入口125进入所述分流阀芯120。此时分流阀芯120位于第一工作位置(即图中所示的最左工作位置)，此时增压槽123连通所述第一侧通道128和所述第二流体入口125，所述增压槽123连通所述第一侧通道128和所述第二流体入口125，所述第一侧通道128连通所述泄压阀芯110的第一端和所述第一腔室通道191。此时，由于分流阀芯还在第一工作位置，进入所述泄压阀芯110 的流体将推动所述泄压阀芯110向第二方向运动，从而将顶到第二工作位置 (即最右工作位置)。
44.同时，流体经过所述增压槽123、所述第一侧通道128、所述第一腔室通道191进入所述第一腔室190，推动所述活塞150从第一方向向第二方向运动。因此，第一腔室190的体积变大而第二腔室160的体积变小，从而驱动其中的流体经过所述第二腔室通道192流出，进入所述第二侧通道129。由于分流阀芯120位于第一工作位置，因此，所述第二泄压槽122连通所述第二侧通道 129和第二流体出口127。流体得以从第二流体出口127流出，实现流体循环。此时，所述第一供压通道170和所述第二供压通道180均未打开。
45.如图5d所示，在所述活塞150从第一方向向第二方向运动到第二工作位置(即最右工作位置时)，所述第一供压通道170上下连通。其与图5b类似，只是方向相反。如图5b所示，在所述活塞150从第一方向向第二方向运动到第二工作位置(即最右工作位置时)，所述第一供压通道170上下连通。因此，流体经所述流体入口310和所述第一供压通道170的上端进入所述第一腔室 190。而从所述第一供压通道170的下端流出的流体到达所述分流阀芯120的第一端，将所述分流阀芯120迅速顶到第二工作位置(即最右工作位置)。这样，通过所述第一供压通道170可以给所述分流阀芯120供压，从而防止其移动。对于分流阀芯120位于第二工作位置(即图中所示的最右工作位置)时，从其第二端排出的流体，可以流入与其连通的第二泄压通道114的上端。由于此时泄压阀芯110还在第一工作位置，因此第二分流槽连通第二泄压通道114 的上下端，流体通过第二泄压通道114、第二分流槽回到流体出口320。
46.由于所述分流阀芯120被顶到第二工作位置，从流体入口310流入的流体将经过第一流体入口124进入分流阀芯。而此时，此时分流阀芯120位于第二工作位置(即图中所示的最右工作位置)，增压槽123连通所述第二侧通道129 和所述第一流体入口124。因此流体从
所述第一流体入口124进入之后，将通过所述第二侧通道129分别进入所述第二腔室通道192和所述泄压阀芯的第二端，因此一方面推动述泄压阀芯110向第一方向运动，从而将所述泄压阀芯 110迅速顶向第一工作位置，而另一方面推动活塞150向第一方向运动(即从右到左运动)，开始下一个动作，从而实现活塞150的轴向往复运动。
47.在泄压阀芯110被抵到第一工作位置后，其中的流体将从所述泄压阀芯的第一端流出并进入所述第一侧通道128。由于分流阀芯120一直被抵在第二工作位置，因此第一泄压槽121连通所述第一侧通道128和所述第一流体出口 126，因此流体可以从该通道流出，从而实现流体的循环。
48.因此，本技术通过设计阀体100、泄压阀芯110，分流阀芯120之间的流路，可以使得活塞直接输出轴向运动。并且由于流体可以实现在流体入口和流体出口之间的的封闭通道循环流动，而这个通道与外界完全隔绝。因此可以适用于任何适合的流体，例如气体或者液体。所述气体可以是任何适合的单一或者混合气体，而所述液体可以是水，液压油，乳化液等等。为了减小背压的压力，可以把流体流出通道的孔径加大。
49.在本发明的优选实施例中，在图1所示的优选实施例中，本发明的轴向往复运动的流体马达可以进一步包括用于限位所述泄压阀芯110的第一分流隔套130和第二分流隔套140。所述第一分流隔套130和第二分流隔套140设置在所述泄压阀芯110的第一端和第二端，并分别与所述泄压阀芯110的第一端和第二端连通，因此流体此时通过所述第一分流隔套130和第二分流隔套140 进入所述泄压阀芯110的第一端和第二端。当然，在本发明的简化实施例中，可以去掉该分流隔套。
50.在本发明的进一步的优选实施例中，所述第一侧通道128和所述第二侧通道129的截面可以设置成弯折形状，并且其孔径可以大于其他通道或者槽的孔径，从而使得流体流出孔径增大，进而减少背向压力。
51.虽然在本发明的附图中，采用左右运动来进行说明，本领域技术人员知悉，本发明的轴向往复运动的流体马达还可以在垂直方向上运动，在此就不再累述了。
52.虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。