脉动式气动马达

本发明属于马达，具体涉及一种脉动式气动马达。

背景技术：

1、气动马达按结构分为叶片式气动马达、活塞式气动马达、齿轮式气动马达等。叶片式气动马达主要由偏心安装的转轴、定子、多个嵌入转轴上的叶片组成以及壳体组成，压缩空气从进气口进入叶片间腔室，其工作原理是利用压缩空气在叶片间腔室前后产生的作用面积差及压力差，叶片被推动并向腔室空间增大的方向旋转实现动力输出。随着叶片间腔室的增加，气体膨胀做功压力减小，叶片扫过排气口后，该部分气体做功完成并被排出。多个相邻叶片腔室连续重复该过程，产生了持续的动力输出。齿轮式气动马达主要由一对相互啮合的齿轮以及壳体组成，啮合的齿轮将马达进气端与排气端进行气密隔绝，压缩空气由进气端进入腔室并推动齿轮做对向旋转，压缩空气通过齿槽的运动不断被转送于排气端膨胀失压并排出，从而完成持续的动力输出。

2、然而叶片式气动马达腔室间通过定子与叶片运动接触进行气密，齿轮式气动马达通过转动的齿轮啮合进行气密，马达在运转过程中腔室间均存在一定程度的气体泄漏，导致叶片式、齿轮式气动马达动力输出转换效率较低。

3、活塞式气动马达通常由星型布局的多个独立的活塞式马达进行联动，由安装于进气口的配气阀自动对各马达进行进气和排气控制。单个活塞式马达由马达外壳、活塞、活塞环、连杆、轴瓦、复位弹簧等零部件组成，通过进气、膨胀做功、回位排气三个过程实现动力输出。但是活塞式马达在工作过程中，由活塞与马达外壳摩擦造成的机械能损失较大，导致其动力输出转换效率较低。

4、综上现有的叶片式、齿轮式气动马达在工作时由于自身存在漏气的现象，使得压缩空气的一部分能量被浪费无法转化为机械能，而活塞式气动马达在工作时自身存在摩擦，使得压缩空气的能量转化成的一部分机械能需要克服摩擦做功。因此，现有的气动马达在进行动力输出转换时，由于自身漏气或者需要克服摩擦做功，使得压缩空气的一部分能量无法进行转换输出，导致气动马达的动力输出转换效率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种脉动式气动马达，能够避免气动马达漏气以及摩擦造成的机械能损失，提高气动马达的做功转换效率，以便解决现有技术中的不足。

2、本发明的技术方案是：一种脉动式气动马达，包括壳体以及设置在壳体中的输出轴，输出轴的两端与壳体转动连接，还包括连接于输出轴上的转子总成以及与转子总成连接的气管，其中，转子总成包括多个悬臂呈放射状等间距环绕固连于输出轴上，多对轮组一一对应设置在多个悬臂上，轮组由固定轮、活动轮组成，固定轮、活动轮的中轴线分别与输出轴的中轴线相互平行，固定轮与悬臂转动连接，活动轮与悬臂滑动连接，活动轮沿悬臂的长度方向滑动，多个弹性件连接于各个活动轮与悬臂之间，用于将活动轮向靠近固定轮的一侧抵紧，气管依次穿过多对轮组，每对轮组的固定轮、活动轮分别与气管抵接，将气管分割成多个腔室，气管的一端穿过壳体与外部高压气源连通，另一端穿过壳体与大气连通，高压气体进入气管后，高压气体沿气管进行脉动膨胀，从而推动压覆气管的轮组运动，进而带动悬臂围绕输出轴的中轴线旋转进行动力输出。

3、优选的，每个悬臂上沿其长度方向设置有多对轮组，多个悬臂上相同半径处的轮组构成一个环且分别对应穿设有气管。

4、优选的，固定轮、活动轮将与气管抵接的位置压瘪后，且气管内部位于压瘪的位置密封，气管压瘪位置的宽度小于固定轮或活动轮的轴向长度。

5、优选的，壳体上连接有气嘴，气嘴位于气管的两端之间且与其固定密封连接，气嘴靠近气管的两侧开设有两个气道，两个气道与气管的两端一一对应且分别连通，其中一个气道通过管道与外部高压气源连通，另一个气道大气连通，固定轮、活动轮经过气嘴时与其抵接。

6、优选的，气管由多段管道环绕组成，相邻两个管道的端部之间分别设有气嘴且与其固定密封连接。

7、优选的，气嘴靠近气管的两侧对称设有两对弧边三角形板，气道位于每对两个弧边三角形板之间，弧边三角形板的底部与气嘴连接，固定轮、活动轮经过气嘴时，弧边三角形板的两个弧边分别与固定轮、活动轮抵接。

8、优选的，气管的两端分别固定连接有安装板，安装板与气嘴固定密封连接，安装板上开设有气嘴通孔，气嘴通孔分别与气管、气道连通。

9、优选的，悬臂为框体，固定轮、活动轮上同轴穿设有轮轴，固定轮、活动轮分别与轮轴转动连接，固定轮上的轮轴的两端与框体的两侧内壁转动连接，框体的两侧内壁沿其长度方向开设有滑槽，活动轮上的轮轴的两端伸入滑槽中且与其滑动连接，弹性件的一端与框体连接，另一端与活动轮上的轮轴连接。

10、优选的，弹性件靠近活动轮的一端连接有弹簧限位块，弹簧限位块远离弹性件的一侧开设有弧形凹槽，弧形凹槽与活动轮上的轮轴抵接。

11、优选的，框体的一侧位于固定轮、活动轮之间断开设置，框体内侧设置有连接肋，连接肋的两端与框体的两侧内壁固定连接。

12、与现有技术相比，本发明提供的一种脉动式气动马达，通过壳体上的输出轴与转子总成的悬臂、轮组的固定轮和活动轮、弹性件以及气管配合使用，利用每个悬臂上轮组的固定轮、活动轮将气管分割成多个腔室，气体源源不断进入气管后使得每个腔室脉动膨胀从而驱动相互抵紧的固定轮、活动轮旋转，利用悬臂使得固定轮、活动轮旋转的切向作用力带动输出轴旋转，高压气体沿变截面的气管进行脉动膨胀，从而推动压覆气管的轮组运动，进而带动转子总成旋转进行动力输出，通过气管构成气动马达的独立气路，能够防止气动马达漏气的问题，同时避免了活动部件与静止部件摩擦造成的机械能损失，提高气动马达的做功转换效率；本发明的气动马达转换效率高，寿命高，实用性强，值得推广。

技术特征：

1.一种脉动式气动马达，包括：壳体以及设置在所述壳体中的输出轴(1)，所述输出轴(1)的两端与所述壳体转动连接，其特征在于，还包括：连接于所述输出轴(1)上的转子总成以及与所述转子总成连接的气管(5)，其中，所述转子总成包括：

2.根据权利要求1所述的脉动式气动马达，其特征在于，每个所述悬臂(2)上沿其长度方向设置有多对轮组，多个所述悬臂(2)上相同半径处的轮组构成一个环且分别对应穿设有所述气管(5)。

3.根据权利要求1所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述固定轮(3)、活动轮(4)将与所述气管(5)抵接的位置压瘪后，且所述气管(5)内部位于压瘪的位置密封，所述气管(5)压瘪位置的宽度小于所述固定轮(3)或活动轮(4)的轴向长度。

4.根据权利要求1所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述壳体上连接有气嘴(7)，所述气嘴(7)位于所述气管(5)的两端之间且与其固定密封连接，所述气嘴(7)靠近所述气管(5)的两侧开设有两个气道(8)，两个所述气道(8)与所述气管(5)的两端一一对应且分别连通，其中一个所述气道(8)通过管道与外部高压气源连通，另一个所述气道(8)大气连通，所述固定轮(3)、活动轮(4)经过所述气嘴(7)时与其抵接。

5.根据权利要求4所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述气管(5)由多段管道环绕组成，相邻两个所述管道的端部之间分别设有所述气嘴(7)且与其固定密封连接。

6.根据权利要求4所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述气嘴(7)靠近所述气管(5)的两侧对称设有两对弧边三角形板(11)，所述气道(8)位于每对两个所述弧边三角形板(11)之间，所述弧边三角形板(11)的底部与所述气嘴(7)连接，所述固定轮(3)、活动轮(4)经过所述气嘴(7)时，所述弧边三角形板(11)的两个弧边分别与所述固定轮(3)、活动轮(4)抵接。

7.根据权利要求4所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述气管(5)的两端分别固定连接有安装板(9)，所述安装板(9)与所述气嘴(7)固定密封连接，所述安装板(9)上开设有气嘴通孔(10)，所述气嘴通孔(10)分别与所述气管(5)、气道(8)连通。

8.根据权利要求1所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述悬臂(2)为框体，所述固定轮(3)、活动轮(4)上同轴穿设有轮轴(22)，所述固定轮(3)、活动轮(4)分别与所述轮轴(22)转动连接，所述固定轮(3)上的所述轮轴(22)的两端与所述框体的两侧内壁转动连接，所述框体的两侧内壁沿其长度方向开设有滑槽(14)，所述活动轮(4)上的所述轮轴(22)的两端伸入所述滑槽(14)中且与其滑动连接，所述弹性件(6)的一端与所述框体连接，另一端与所述活动轮(4)上的所述轮轴(22)连接。

9.根据权利要求8所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述弹性件(6)靠近所述活动轮(4)的一端连接有弹簧限位块(16)，所述弹簧限位块(16)远离所述弹性件(6)的一侧开设有弧形凹槽(161)，所述弧形凹槽(161)与所述活动轮(4)上的所述轮轴(22)抵接。

10.根据权利要求8所述的脉动式气动马达，其特征在于，所述框体的一侧位于所述固定轮(3)、活动轮(4)之间断开设置，所述框体内侧设置有连接肋(17)，所述连接肋(17)的两端与所述框体的两侧内壁固定连接。

技术总结本发明涉及一种脉动式气动马达，属于马达技术领域，包括壳体以及设置在壳体中的输出轴，还包括连接于输出轴上的转子总成以及与转子总成连接的气管，其中，转子总成包括多个悬臂，多对轮组一一对应设置在多个悬臂上，轮组由固定轮、活动轮组成，多个弹性件连接于各个活动轮与悬臂之间，气管依次穿过多对轮组，气管分别与每对轮组的固定轮、活动轮抵接，本发明利用每个悬臂上轮组的固定轮、活动轮将气管分割成多个腔室，高压气体沿变截面的气管进行脉动膨胀，推动压覆气管的轮组运动，带动悬臂围绕输出轴的中轴线旋转进行动力输出，利用气管能够防止气动马达漏气，同时避免了活动部件与静止部件摩擦造成的机械能损失，提高气动马达的做功转换效率。技术研发人员：韩海东,上官冬辉受保护的技术使用者：中国科学院西北生态环境资源研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/16