阅读说明：本技术 一种动力机构 (Power mechanism ) 是由 易志宇 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明涉及机械领域,具体涉及一种动力机构。包括壳体形成有轴向凹凸变化的环形腔,任意径向截面下,环形腔的大小形状均相同；壳体的两个端面上均开有与环形腔连通的进流口和出流口；中间环被转动装配,中间环插入壳体内部并将环形腔隔成两个环形子腔体,中间环上活动插接有至少两个插板,插板跟随环形腔的凹凸变化进行轴向随动以改变腔体的体积。中间环主动转动时,腔体与进流口连通,腔体处于负压状态,流体经进流口进入到腔体内部；当腔体与出流口连通时,腔体处于高压状态,腔体内的流体经出流口流出腔体。中间环被驱动时,高压流体从进流口进入腔体,中间环转动。解决了现有技术中的动力装置结构复杂且部件易损坏的技术问题。(The invention relates to the field of machinery, in particular to a power mechanism. The annular cavity with the axial concave-convex change is formed in the shell, and the size and the shape of the annular cavity are the same under any radial section; the two end surfaces of the shell are respectively provided with a flow inlet and a flow outlet which are communicated with the annular cavity; the intermediate ring is rotatably assembled, the intermediate ring is inserted into the shell and separates the annular cavity into two annular sub-cavities, at least two inserting plates are movably inserted into the intermediate ring, and the inserting plates axially follow the concave-convex change of the annular cavity to change the volume of the cavity. When the intermediate ring rotates actively, the cavity is communicated with the flow inlet, the cavity is in a negative pressure state, and fluid enters the cavity through the flow inlet; when the cavity is communicated with the outflow port, the cavity is in a high-pressure state, and fluid in the cavity flows out of the cavity through the outflow port. When the intermediate ring is driven, high-pressure fluid enters the cavity from the fluid inlet, and the intermediate ring rotates. The technical problems that the power device in the prior art is complex in structure and parts are easy to damage are solved.)

一种动力机构

技术领域

本发明涉及机械领域，具体涉及一种动力机构。

背景技术

现有技术中，对流体的输送大多采用泵结构，压电泵是一种新型流体驱动器。它不需要附加驱动电机，而是利用压电陶瓷的逆压电效应使压电振子产生变形，再由变形产生泵腔的容积变化实现流体输出或者利用压电振子产生波动来传输流体。

压电泵一般包括依次层叠的激励单元、阀体单元和阀座单元，激励单元包括压电振子和腔体振膜，阀体单元与激励单元之间形成具有一定容纳空间的泵腔；阀体单元包括包括上阀片压板、阀片和下阀片压板，两个阀片压板与阀片配合形成单向进流阀和单向出流阀；阀座单元内设置有入流沉腔和出流沉腔；工作时，当激励单元振动使泵腔的体积变大时，泵腔内的压强变小(呈负压)，外部压强大于泵腔内部压强，外部流体通过入流管道进入到入流沉腔，再从入流沉腔经过单向进流阀进入到泵腔内；当激励单元振动使泵腔的体积变小时，泵腔内的压强变大，泵腔内部压强大于外部压强，泵腔内的流体通过单向出流阀进入到出流沉腔，再通过出流管道排出压电泵。上述动力装置可实现对流体的输送，但结构复杂，且激励单元在工作时需反复出现形变，容易损坏。

发明内容

为了解决现有技术中的动力装置结构复杂且部件易损坏的技术问题，本发明提供一种动力机构，解决了上述技术问题。本发明的技术方案如下：

一种动力机构，包括：壳体，所述壳体中形成有轴向凹凸变化的环形腔，任意径向截面下，所述环形腔的大小形状均相同；所述壳体的两个端面上均开有与所述环形腔连通的进流口和出流口；中间环，所述中间环被转动装配，所述中间环插入所述壳体内部并将所述环形腔隔成两个环形子腔体，所述中间环上活动插接有至少两个插板，相邻两个插板与壳体、中间环围设形成腔体，当所述中间环相对于所述壳体转动时，所述插板跟随所述环形腔的凹凸变化进行轴向随动以改变所述腔体的体积，当所述腔体与所述进流口连通过程中，所述腔体的体积逐渐增大，流体经所述进流口进入到所述腔体内部；当所述腔体与所述出流口连通过程中，所述腔体的体积逐渐缩小，所述腔体内的流体经出流口流出所述腔体。

本发明的动力机构，包括壳体和设置在壳体内的中间环，壳体内形成有轴向凹凸变化的环形腔，任意径向截面上，环形腔大小形状均相同，中间环被转动装配，中间环将环形腔隔成轴向深度周向变化的两个环形子腔体，当中间环转动时，中间环上相邻的两个插板隔成的腔体的体积也不断变化，当腔体与进流口连通时，腔体处于负压状态以实现腔体进流；当腔体与出流口连通时，腔体处于高压状态，以实现腔体出流。本动力机构可实现对流体的输送作用，结构简单，且无需部件产生形变，不易损坏部件，使用寿命长。此外，本发明的动力机构还可以反向工作，即从进流口充入高压气流，由于环形腔轴向凹凸变化，则腔体两侧的插板的轴向高度不同，高压气流作用于腔体两侧的插板的作用力不同，以此对插板产生周向推力，进而推动中间环转动，本发明的动力机构可实现多功能。

根据本发明的一个实施例，所述壳体呈分体设置，所述壳体由两个结构相同的子壳体形成，所述子壳体上形成有环形槽，所述环形槽的槽底面深浅变化，所述环形槽的槽底面具有沿其旋转方向分布的至少一组变化区域，两个子壳体的环形槽相对设置共同形成所述环形腔。

根据本发明的一个实施例，所述变化区域包括依次相接的低容段A、扩容段B、高容段C和降容段D，当所述变化区域为一组时，所述变化区域首尾相接；当所述变化区域至少为两组时，相邻的两组变化区域首尾相接。

根据本发明的一个实施例，所述低容段A和所述高容段C对应的槽底面均为水平面，所述扩容段B和所述降容段D对应的槽底面均为倾斜平面。

根据本发明的一个实施例，低容段A和所述扩容段B相接处设置所述进流口；所述降容段D和所述低容段A相接处设置所述出流口。

根据本发明的一个实施例，所述低容段A和所述扩容段B相接处设置所述进流口；所述出流口延伸设置在所述降容段D。

根据本发明的一个实施例，所述中间环轴向层叠在两个子壳体之间，所述中间环的两轴向侧面分别与两个子壳体之间形成环形子腔体。

根据本发明的一个实施例，所述中间环上分布有至少两个插孔，每个所述插孔中插入所述插板，所述插板可沿所述插孔轴向运动，所述插板与轴向两侧的环形槽的内壁相接。

基于上述技术方案，本发明所能实现的技术效果为：

1.本发明的动力机构，包括壳体和设置在壳体内的中间环，壳体内形成有轴向凹凸变化的环形腔，任意径向截面上，环形腔大小形状均相同，中间环被转动装配，中间环将环形腔隔成轴向深度周向变化的两个环形子腔体，当中间环转动时，中间环上相邻的两个插板隔成的腔体的体积也不断变化，当腔体与进流口连通时，腔体处于负压状态以实现腔体进流；当腔体与出流口连通时，腔体处于高压状态，以实现腔体出流。本动力机构可实现对流体的输送作用，结构简单，且无需部件产生形变，不易损坏部件，使用寿命长；此外，本发明的动力机构还可以反向工作，即从进流口充入高压气流，由于环形腔轴向凹凸变化，则腔体两侧的插板的轴向高度不同，高压气流作用于腔体两侧的插板的作用力不同，以此对插板产生周向推力，进而推动中间环转动，本发明的动力机构可实现多功能；

2.本发明的动力机构，壳体呈分体设置可与中间环层叠装配，子壳体上的环形槽的槽底面深浅变化，以使子壳体与中间环之间形成的子环形腔的轴向深度轴向变化，进而改变中间环上相邻两个插板隔出的腔体体积；进一步设置环形槽的槽底面沿其旋转方向分布的至少一组变化区域，每组变化区域包括依次相接的低容段、扩容段、高容段和降容段，首尾相接。低容段和扩容段相接处设置进流口，降容段和低容段相接处设置所述出流口，当腔体自低容段向扩容段运动时，腔体的体积逐渐增大，腔体内的压力呈负压，如此可实现腔体进气；当腔体自降容段向低容段运动时，腔体的体积逐渐减小，腔体内的压力呈高压，可将腔体内的流体排出；低容段A和扩容段B相接处设置进流口，出流口延伸设置在降容段D，当腔体与进流口连通时，可从进流口充入高压流体，腔体两侧的插板的高度不同，气压可对两侧插板形成压力差，以对插板提供周向推动力，插板再推动中间环转动；当腔体运动至与出流口连通时，腔体内部的流体泄压，腔体内的气压对两侧插板没有作用力，即可实现反向驱动作用；

3.本发明的动力机构，子壳体的径向两端均延伸有凸缘，两个子壳体上的凸缘可配合压紧中间环，使动力机构形成一个整体结构；

4.本发明的动力机构，中间环的两轴向侧面上均延伸有环形凸起，环形凸起伸入到对应侧的环形槽内，并与环形槽的两侧壁相接触；环形凸起上分布有至少两个插孔，插孔中插入插板，插板可沿插孔轴向运动，插板与轴向两侧的环形槽的内壁相接，可保证相邻两个插板隔成的腔体的密封性，不易发生气体泄漏。

附图说明

图1为本发明的动力机构的结构示意图；

图2为本发明的动力机构的爆炸图；

图3为本发明的子壳体上的变化区域的示意图；

图中：1-壳体；11-子壳体；111-环形槽；112-进流口；113-出流口；114-内凸缘；1141-内缺口；115-外凸缘；1151-外缺口；2-中间环；21-环形凸起；22-插板；23-内齿；24-外齿；低容段A；扩容段B；高容段C；降容段D。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1-3所示，本实施例提供了一种动力机构，包括壳体1和中间环2，壳体1中形成有轴向凹凸变化的环形腔，壳体1上设置有与环形腔连通的进流口112和出流口113，任意径向截面下，环形腔的大小形状均相同；中间环2垂直于轴线插入壳体1中的环形腔内，将环形腔隔成两个环形子腔体，中间环2上活动插接有至少两个插板22，相邻两个插板22从两个环形子腔体分别隔出腔体，中间环2被转动装配，当中间环2相对于壳体1转动时，插板22跟随环形腔的凹凸变化轴向随动以改变腔体的体积。当腔体与进流口112连通过程中，腔体的体积逐渐增大，流体经进流口112进入到腔体内部；当腔体与出流口113连通过程中，腔体的体积逐渐缩小，腔体内的流体经出流口113流出腔体。

壳体1呈分体设置，壳体1由两个结构相同的子壳体11形成，子壳体11上形成有环形槽111，两个子壳体的环形槽111槽口相对，共同形成环形腔。以一个子壳体11的结构为例，子壳体11上的环形槽111的槽底面深浅变化，根据环形槽的槽底面到槽口的深浅变化，环形槽111的槽底面具有沿其旋转方向分布的至少一组变化区域，每组变化区域沿其旋转方向F包括依次相接的低容段A、扩容段B、高容段C和降容段D，低容段A和高容段C对应的槽底面均为水平面，扩容段B和降容段D对应的槽底面均为两端分别与低容段A和高容段C相接的倾斜平面。当变化区域为一组时，一组变化区域首尾相接，即降容段D的尾端与低容段A的首端相接；当变化区域为至少两组时，相邻两组变化区域首尾相接，形成一个完整的环状。本实施例中，变化区域为两组，第一组变化区域的降容段D的尾端与第二组变化区域的低容段A的首端相接，第二组变化区域的降容段D的尾端与第一组变化区域的低容段A的首端相接，形成轴向深度区域性深浅变化的环形子腔体。优选地，低容段A、扩容段B、高容段C和降容段D的周向长度相同。

子壳体11上设置有进流口112和出流口113，进流口112和出流口113的数量可与变化区域的组数相对应。具体地，进流口112和出流口113设置在子壳体11的端面上，具体地，进流口112设置在低容段A和扩容段B的相接处，出流口113设置在降容段D和低容段A的相接处，以实现压缩流体的作用。此外，还可设置进流口112在低容段A和扩容段B的相接处，出流口113延伸设置在降容段D上，实现充入高压气体，反向驱动中间环2转动的作用。当变化区域为两组时，进流口112和出流口113的数量均为两个。

为了方便中间环2的设置，子壳体11呈环形，子壳体11的径向内端延伸有内凸缘114，子壳体12的径向外端延伸有外凸缘115，内凸缘114和外凸缘115均径向延伸，且其内形成阶梯面，两个子壳体11的内凸缘114和外凸缘115可固定压合，中间环2的径向两端分别伸入到两个内凸缘114之间和两个外凸缘115之间。

为了方便驱动中间环2相对于壳体1转动，内凸缘114和/或外凸缘115上还开有缺口，部分中间环2的径向内端和/或径向外端自缺口处伸出。本实施例中，内凸缘114上设置有内缺口1141，外凸缘115上设置有外缺口1151，内缺口1141和外缺口1151均设置为多个，多个内缺口1141在内凸缘114上均匀分布，多个外缺口1151在外凸缘115上均匀分布，内缺口1141和外缺口1151在周向上错开设置。

中间环2夹设在两个子壳体11之间，中间环2的径向两端被内外凸缘分别限位，中间环2上活动设置有至少两个插板22，中间环2的径向内端和/或径向外端自缺口处伸出，以被驱动转动。具体地，中间环2呈环形片状，中间环2的两轴向侧面上均延伸有环形凸起21，在装配到壳体1中时，环形凸起21的内外两周面可与子壳体11的两侧壁相接触，以形成相对密封结构；中间环2上开有平行于轴向延伸的插孔，插板22插入插孔内并可沿插孔轴向运动。所有插板22的轴向长度相同，均等于环形子腔体的轴向长度，即插板22在随中间环2转动的过程中，其轴向两端保持与两个环形槽111的槽底面相接，插板22的径向两端与环形槽111的侧壁相接触，以保证相邻两个插板22可以隔出一个相对密封的腔体。本实施例中，中间环2上均匀分布有7个插孔，具体地，插孔均匀周向穿过两侧的环形凸起21，可通过设置环形槽111的内壁呈阶梯内壁或者合理设置插板22的尺寸形状，来使插板22与环形槽111相接触，相邻两个插板22之间隔成相对密封的腔体。

为了方便驱动中间环2转动，中间环2的内周和/或外周上分布有齿，驱动装置通过齿轮传动带动中间环2转动。本实施例中，中间环2的内周和外周均设置有齿，即，中间环2的内周面上设置有内齿23，中间环2的外周上设置有外齿24，内齿23可自内缺口1141中伸出与传动齿轮啮合，外齿24可自外缺口1151中伸出与传动齿轮啮合，进而驱动中间环2转动。

基于上述结构，本实施例的动力机构工作时，当需进行气体压缩时，驱动装置通过齿轮带动中间环2沿方向F转动，中间环2上的插板22在中间环2的带动下，轴向随动，相邻两个插板22之间形成的腔体的体积逐渐变化。以一个腔体为例，腔体自低容段A运动至扩容段B的过程中，腔体可与进流口112导通，腔体的体积逐渐增大，腔体内形成负压，流体在负压的作用下可自进流口112进入到腔体内部；继续转动，腔体自降容段D运动至低容段A的过程中，腔体可与出流口113导通，腔体的体积缩小，压缩腔体内的气体，流体在高压的作用下自出流口113流出，完成流体的压缩输送。

当需进行反向驱动时，进流口112通入高压气体，高压气体进入到腔体内，作用于腔体两侧的阀板22，由于两侧的阀板22的伸出的长度不同，在压力差的作用下，阀板22可带动中间环2转动，实现充入高压气体，驱动中间环2转动的作用。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出各种变化。