自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置

本发明涉及传动驱动领域，具体涉及一种自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置。

背景技术：

1、轴向活塞装置是利用绕一中心轴线布置的缸、与缸配合的活塞以及转动摆盘形成驱动或被驱动；基本结构是活塞通过连杆连接摆盘，活塞的往复运动通过连杆传递至摆盘，由摆盘利用凸轮传动原理转变为转动输出；或者，由摆盘被驱动的周期性轴向摆动从而周期性改变轴向位置并通过连杆带动活塞形成往复运动并做功。

2、由上述结构可知，相对缸体来讲，期望摆盘与缸体之间不发生圆周方向上的相对转动，此时，连杆起到至关重要的作用，无论是将斜盘驱动力传递至活塞还是将活塞动力传递至摆盘，摆盘均受到圆周方向的分力，因此，连杆还要约束摆盘与缸体(活塞)之间的协同动作，于是承载较为复杂，具有各个方向的偏转力矩；因而，通常的结构中会采用滑靴结构适应各个方向的方位改变并承担较为复杂的偏转力矩，结构较为复杂；滑靴结构需要具有充分的润滑，不但使得结构极为复杂，还易于出现磨损导致机器故障，同时，也难于应用到发动机和压缩机等空气介质机械。

3、为解决上述问题，出现了一系列轴协同结构的摆盘活塞驱动装置，如中国专利(名称：轴协同摆盘式轴向活塞驱动装置，专利号：zl 202010600068.9)即公开了轴协同结构，解决了上述问题；但是，该结构中，由于协同轴的两个轴段之间为一体成形，且分别插入缸体和摆盘，则协同机构(协同轴)对制造精度要求非常高，提高了制造成本；并且，在重载高速条件下缺乏自适应协同变形能力，运行过程中，会造成运行中协同轴与摆盘或者缸体由于偏磨导致的抱死的问题，从而造成运行事故。

4、因此，需要对协同结构进行改进，不但能够实现改变连杆的受力状态，具有协同轴所具有的的一切优点，还具有自适应变形的能力，协调协同轴与摆盘或者缸体的方位关系，减小偏磨，从而增强系统的平顺性，提高系统传动效率，特别是防止系统在低速重载条件下变形导致的抱死问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，不但能够实现改变连杆的受力状态，具有协同轴所具有的的一切优点，还具有自适应变形的能力，协调协同轴与摆盘或者缸体的方位关系，从而增强系统的平顺性，提高系统传动效率，特别是防止系统在低速重载条件下变形导致的抱死问题。

2、本发明的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，包括缸体、传动组件和自适应限位协同轴组件；

3、所述缸体具有一中心轴线，且缸体包括绕中心轴线按圆周阵列布置的若干个缸，与所述缸配合设置有活塞，与所述活塞配合设置有连杆；

4、所述传动组件包括以相对于所述中心轴线倾斜的方式安装的摆盘，所述连杆一端连接活塞，另一端连接摆盘；若干个缸的所述活塞带动连杆依次往复驱动摆盘使得摆盘形成圆周方向的周期性摆动或者由外部输入动力驱动摆盘圆周方向的周期性摆动从而带动若干个缸的所述连杆及活塞依次往复运动；

5、所述自适应限位协同轴组件包括至少两个绕所述中心轴线布置的协同轴，所述协同轴包括第一协同轴段和第二协同轴段，所述第一协同轴段和第二协同轴段之间通过协同关节铰接，所述第一协同轴段与摆盘轴线平行且滑动配合插入摆盘上设有的摆盘协同轴孔，第二协同轴段与缸体轴线平行且滑动配合插入缸体上设有的缸体协同轴孔，在摆盘圆周方向的周期性摆动或者由外部输入动力驱动摆盘圆周方向的周期性摆动形成圆周方向的反作用力或驱动力时，铰接关节能够克服所述反作用力或驱动力使得摆盘与缸体之间形成圆周方向的同步。

6、进一步，还包括中心轴，所述中心轴包括第一中心轴段和第二中心轴段，所述第一中心轴段与摆盘轴线同轴且转动配合插入摆盘上设有的摆盘中心轴孔，第二中心轴段与缸体同轴且转动配合插入缸体上设有的缸体中心轴孔。

7、进一步，铰接关节使得所述第一协同轴段和第二协同轴段之间在缸体的径向上具有相对摆动的自由度。

8、进一步，所述第一协同轴段和第二协同轴段的所述铰接关节包括一协同轴铰接头和一个协同轴铰接槽，所述协同轴铰接头为一销柱状铰接头，协同轴铰接槽与销柱状铰接头适配形成铰接。

9、进一步，所述协同轴铰接槽侧面开口，所述销柱状铰接头从开侧面开口插入所述协同轴铰接槽形成铰接，与侧面开口相对的一端对销柱状铰接头限位，用于克服所述反作用力或驱动力。

10、进一步，所述协同轴铰接槽的外壁为球形面；

11、所述第一中心轴段和第二中心轴段通过接合部形成所述中心轴，所述接合部的外圆设有椭圆形滑槽；所述协同轴铰接槽的外壁至少在上下方向上局部被包容于所述椭圆形滑槽。

12、进一步，所述椭圆形滑槽为开设在所述接合部外圆周的环状椭圆形滑槽，所述环状椭圆形滑槽的扫掠线位于所述第一中心轴段和第二中心轴段的角平分面内。

13、进一步，所述协同轴铰接槽与其侧面开口相对的一端封闭，用于对销柱状铰接头限位，用于克服所述反作用力或驱动力。

14、进一步，还包括主轴和与主轴传动配合的驱动斜面；

15、所述驱动斜面与摆盘在其径向上定位且在圆周方向可相对转动，所述第一中心轴段与摆盘转动配合；第二中心轴段与缸体转动配合。

16、本发明的有益效果：本发明的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，协同轴采用两个轴段之间相互铰接形成具有一定摆动自由度的铰接结构，不但能够起到协调缸体与摆盘之间同步关系，使得缸体与摆盘之间的相对位置得到约束，从而使得连杆只传递往复驱动力，不参与传递维持摆盘与缸体同步的载荷，简化连杆与活塞、连杆与摆盘之间的连接关系的作用，铰接结构还使得协同轴具有自适应变形的能力，协调协同轴与摆盘或者缸体的方位关系，减小由于偏转力矩造成的偏磨问题，从而增强系统的平顺性，提高系统传动效率，特别是防止系统在低速重载条件下形变不对称的偏磨、错位抱死等问题。

技术特征：

1.一种自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：包括缸体、传动组件和自适应限位协同轴组件；

2.根据权利要求1所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：还包括中心轴，所述中心轴包括第一中心轴段和第二中心轴段，所述第一中心轴段与摆盘轴线同轴且转动配合插入摆盘上设有的摆盘中心轴孔，第二中心轴段与缸体同轴且转动配合插入缸体上设有的缸体中心轴孔。

3.根据权利要求2所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：铰接关节使得所述第一协同轴段和第二协同轴段之间在缸体的径向上具有相对摆动的自由度。

4.根据权利要求3所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：所述第一协同轴段和第二协同轴段的所述铰接关节包括一协同轴铰接头和一个协同轴铰接槽，所述协同轴铰接头为一销柱状铰接头，协同轴铰接槽与销柱状铰接头适配形成铰接。

5.根据权利要求4所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：所述协同轴铰接槽侧面开口，所述销柱状铰接头从开侧面开口插入所述协同轴铰接槽形成铰接，与侧面开口相对的一端对销柱状铰接头限位，用于克服所述反作用力或驱动力。

6.根据权利要求4所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：所述协同轴铰接槽的外壁为球形面；

7.根据权利要求6所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：所述椭圆形滑槽为开设在所述接合部外圆周的环状椭圆形滑槽，所述环状椭圆形滑槽的扫掠线位于所述第一中心轴段和第二中心轴段的角平分面内。

8.根据权利要求5所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：所述协同轴铰接槽与其侧面开口相对的一端封闭，用于对销柱状铰接头限位，用于克服所述反作用力或驱动力。

9.根据权利要求2所述的自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，其特征在于：还包括主轴和与主轴传动配合的驱动斜面；

技术总结本发明公开了一种自适应限位多轴协同三维摆盘活塞驱动装置，包括缸体、传动组件和自适应限位协同轴组件；自适应限位协同轴组件包括至少两个绕所述中心轴线布置的协同轴，所述协同轴包括第一协同轴段和第二协同轴段，所述第一协同轴段和第二协同轴段之间通过协同关节铰接，不但能够起到协调缸体与摆盘之间同步关系，使得缸体与摆盘之间的相对位置得到约束，从而使得连杆只传递往复驱动力，不参与传递维持摆盘与缸体同步的载荷，简化连杆与活塞、连杆与摆盘之间的连接关系的作用，铰接结构还使得协同轴具有自适应变形的能力，协调协同轴与摆盘或者缸体的方位关系，减小由于偏转力矩造成的偏磨问题，从而增强系统的平顺性，提高系统传动效率，特别是防止系统在低速重载条件下形变不对称的偏磨、错位抱死等问题。技术研发人员：柳平,邓涛,张晨,柳双受保护的技术使用者：重庆交通大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15