技术领域
[0001] 本
发明涉及一种气缸，尤其涉及一种具有伸缩旋转功能的气缸。
背景技术
[0002] 工业中常用气缸来进行
工件的搬运、
定位以及驱动其他装置。现有的气缸主要包括缸体及装设于缸体内的
活塞等部件。缸体的两端分别相对开设有与缸体内收容腔相互连通的开口，活塞装设于收容腔内并可沿收容腔运动。一些自动化设备中需要通过气缸实现伸缩旋转的动作，但是现有的气缸的活塞通过外接气源只能实现直线伸缩运动，无法实现旋转运动。
发明内容
[0003] 鉴于上述内容，有必要提供一种能够伸缩旋转的气缸。
[0004] 一种气缸，其包括缸体组件及活塞组件，该缸体组件内设有收容孔，该缸体组件上开设有与该收容孔相通的进气孔与出气孔，该活塞组件包括沿轴向方向活动装设于该缸体组件的收容孔内的活塞件；该气缸还包括气缸轴、套接组件及弹性件，该气缸轴上凹设有弧形旋转槽；该活塞组件还包括内导向销，该活塞件套设于该气缸轴上并通过所述内导向销与气缸轴转动连接；该内导向销的一端连接于该活塞件上，另一端与该气缸轴上的弧形旋转槽活动连接，以驱动该气缸轴相对该活塞件及缸体组件旋转，该套接组件装设于该缸体组件内，并与该气缸轴的一端套接在一起，该弹性件的两端分别与该套接组件及该气缸轴朝向该套接组件的一端抵接，以使该气缸轴与该缸体组件沿轴向方向活动装设于一起。
[0005] 所述气缸结构简单，其通过设于气缸轴上的旋转槽，并通过内导向销将活塞件与气缸轴转动连接，实现了将活塞件与缸体组件的轴向伸缩运动转化为气缸轴相对活塞件及缸体组件的旋转运动。
附图说明
[0006] 图1为本发明实施方式的气缸的立体分解图。
[0007] 图2为图1所示气缸的另一视
角的立体分解图。
[0008] 图3为本发明实施方式的气缸的立体组装图。
[0009] 图4为图3所示气缸处于初始状态下的立体剖视图。
[0010] 图5为图3所示气缸处于压缩状态时的立体剖视图。
[0011] 主要元件符号说明
[0012] 气缸 100
[0013] 缸体组件 10
[0014] 缸筒 11
[0015] 收容孔 111
[0016] 进气孔 113
[0017] 出气孔 115
[0018] 固定孔 119
[0019] 底盖 13
[0020] 装设槽 135
[0021] 顶盖 15
[0022] 轴接孔 152
[0023] 套设孔 153
[0024] 定位孔 155
[0026] 卡环 17
[0027] 顶丝 19
[0028] 气缸轴 30
[0029] 轴体 31
[0030] 安装孔 313
[0031] 旋转槽 315
[0032] 凸缘部 33
[0033] 活塞组件 40
[0034] 活塞件 41
[0035] 套接孔 413
[0036] 连接孔 415
[0037] 滑槽 417
[0038] 安装环 42
[0039] 内导向销 43
[0040] 外导向销 45
[0041] 套接组件 70
[0042] 套筒 71
[0043] 开口端 711
[0044] 半封闭端 713
[0047] 支撑盖 77
[0048] 收纳槽 773
[0049] 凸起 775
[0050] 弹性件 90
[0051] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0052] 请参阅图1至图3，气缸100包括缸体组件10、气缸轴30、活塞组件40、导向套50、套接组件70及弹性件90。气缸轴30活动装设于缸体组件10内，活塞组件40套设于气缸轴30上并与缸体组件10及气缸轴30活动地装设于一起。导向套50与套接组件70分别相对装设于缸体组件10内的两端并分别与气缸轴30的两端套接于一起。弹性件90装设于缸体组件10内，其两端分别与套接组件70及气缸轴30的朝向套接组件70的一端抵接，以使气缸轴30与缸体组件10沿轴向方向活动装设于一起。
[0053] 请一并参阅图4，缸体组件10包括缸筒11、底盖13、顶盖15、两个密封圈16、两个卡环17、两个调节
阀18及顶丝19。缸筒11上沿其轴向方向贯通开设有收容孔111，缸筒11的外周壁上贯通开设有与收容孔111相通的进气孔113及出气孔115。进气孔113与出气孔115分别通过两个调节阀18与外接的两个气源(图未示)连接，用以向缸体组件10的缸筒11内通气，以驱动装设于缸体组件10内的活塞组件40及气缸轴30运动。收容孔
111的内壁上邻近其两端沿其内周缘分别凹设有一个与收容孔111同轴设置的环形安装槽
112，每个安装槽112内邻近缸筒11的末端
位置处分别凹设有一个卡持槽114。缸体11的外周壁上沿其轴向方向的大致中部位置处对称地贯通开设有两个与收容孔111相互连通的导接孔117。缸体11一端的外周壁上贯通开设有一个与缸体11内的安装槽112相互连通的固定孔119。本实施方式中，缸筒11外形呈大致中空矩形柱状，进气孔113、出气孔115、其中一个导接孔117以及固定孔119位于平行于缸筒11的同一轴线方向上。
[0054] 底盖13与顶盖15通过两个密封圈16分别相对密封装设于缸筒11的收容孔111内的两端位置处，并分别收容于缸筒11内两端的安装槽112内。其中，底盖13封闭装设于缸筒11的远离设有固定孔119的一端。底盖13上朝向缸筒11一侧的端面上凹设有一个阶梯状圆形装设槽135。顶盖15为一个中空的阶梯轴状体，其沿轴向方向贯通开设有一个轴接孔152。顶盖15的轴接孔152的内壁上邻近其与缸筒11连接的一端凹设有一个与轴接孔152同轴设置的环形套设孔153，用以装设导向套50。顶盖15的外周壁上邻近其与缸筒11连接的一端凹设有一个定位孔155。顶盖15装设于缸筒11的设有固定孔119一端的安装槽112内，并通过顶丝19穿过固定孔119与顶盖15的外周壁上的定位孔155固接，以防止顶盖15沿缸筒11的轴向方向滑移。两个卡环17呈C形环状，其分别相对卡持装设于缸筒11内两端的卡持槽114内，并分别卡抵于底盖13与顶盖15上，以防止底盖13与顶盖15从缸筒11内脱出。两个调节阀18分别通过缸筒11上的进气孔113与出气孔115与缸筒11连接，并分别与外接的两个气源(图未示)连接，以向缸筒11内通气。
[0055] 气缸轴30包括轴体31及凸设于轴体31一端外周缘的圆环状的凸缘部33。轴体31呈圆柱状，其两端为中空结构，轴体31的设有凸缘部33的末端面沿轴向方向朝轴体31的中部方向凹设有一个圆柱形安装孔313。轴体31的外周壁上大致中部位置处沿圆周方向对称地凹设有两个弧形旋转槽315。于本实施方式中，两个弧形旋转槽315对称地沿轴体
31的外周壁的圆周方向90度圆弧设计，以使气缸轴30在使用过程中可相对活塞组件40沿圆周方向实现90度旋转运动。
[0056] 活塞组件40包括活塞件41、两个安装环42、两个内导向销43及两个外导向销45。活塞件41套设于气缸轴30的轴体31上并与缸体组件10的缸筒11及气缸轴30活动地装设于一起，活塞件41呈圆柱体状，其轴向方向贯通开设有一个套接孔413，以对应套设于气缸轴的轴体31上。活塞件41外周壁上对应轴体31上的两个弧形旋转槽315对称地贯通开设有两个连接孔415，活塞件41的外周壁上对应缸筒11上两个导接孔117沿其轴向方向对称地凹设两个条形滑槽417。两个安装环42套设于活塞件41的两端并与缸筒11的收容孔111的内壁相互抵持密封装设。两个内导向销43分别穿过活塞件41的两个连接孔
415并与气缸轴30的轴体31上的两个弧形旋转槽315活动连接，从而将气缸轴30与活塞件41转动装设于一起。两个外导向销45分别穿过缸筒11上的两个导接孔117并与活塞件41上的两个滑槽417活动连接，从而将活塞件41与缸筒11滑动装设一起，以使活塞件
41能够相对缸筒11实现直线伸缩运动。
[0057] 导向套50呈中空圆柱体状，其套设于气缸轴30的轴体31上远离凸缘部33的一端，并收容于顶盖15的环形套设孔153内，以使气缸轴30与顶盖15转动连接。
[0058] 套接组件70包括套筒71、两个止推轴承73、支撑环75及支撑盖77，套筒71固定装设于缸筒11内邻近底盖13一端的收容孔111内并套设于气缸轴30上。本实施方式中，套筒71为一个一端开口且一端半封闭的中空圆柱筒，包括一个开口端711及一个与开口端711相对的半封闭端713。开口端711的内径尺寸大于半封闭端713的内径，半封闭端713的内镜尺寸与气缸轴30的轴体31的轴径尺寸相当，但小于气缸轴30的凸缘部33的外径尺寸，以使得套筒71套接于气缸轴30上后无法从其凸缘部33端脱出。其中一个止推轴承
73套接于气缸轴30的凸缘部33端，并收容于套筒71内邻近半封闭端713位置处。支撑环
75装设于套筒71内并抵接于气缸轴30的凸缘部33的末端面及止推轴承73上。支撑盖
77装设于套筒71的开口端711内并通过另一个止推轴承73与缸体组件10的底盖13装设于一起，另一个止推轴承73对应收容于底盖13的装设槽135内。本实施方式中，支撑盖77呈圆形板状，其一端面大致中部位置处凹设有一个圆形收纳槽773，并对应于其另一端面大致中部位置处凸设形成一个圆柱形凸起775。
[0059] 弹性件90在本实施方式中为压缩
螺旋弹簧，其装设于缸筒11内，一端插入并抵持收容于气缸轴30的安装孔313内，另一端抵持并收容于支撑盖77的收纳槽773内，以使气缸轴30在使用过程中可被沿轴向方向朝向底盖13方向弹性压缩滑移。
[0060] 请再次参阅图1至图4，组装时，先将底盖13通过一个密封圈16封闭装设于缸筒11内远离设有固定孔119的一端，并通过一个卡环17卡入设于缸筒11内末端的卡持槽114内，以防止底盖13从缸筒11内脱出。将支撑盖77通过一个止推轴承73装入缸筒11内并与底盖13转动装设于一起，该止推轴承73对应收容于底盖13的装设槽135内并夹设于底盖13与支撑盖77之间。然后，将套设组件70随同弹性件90装设于气缸轴30上设有凸缘部33的一端，并将装设好的套设组件70、弹性件90及气缸轴30沿轴向方向装入缸筒11内，气缸轴30的远离凸缘部33的一端由缸筒11远离底盖13的一端伸出。其中，套筒71固定装设于缸筒11内邻近底盖13一端的收容孔111内并套设于气缸轴30的凸缘部33端，两个止推轴承73相对装设于套筒71内并分别邻近套筒71的半封闭端713及开口端711。邻近半封闭端713设置的止推轴承73套接于气缸轴30的凸缘部33端，并随同支撑环75与气缸轴30的凸缘部33装设于一起。支撑盖77随同另一个止推轴承73装设于套筒71的开口端711并与缸体组件10的底盖13转动装设于一起。接下来，将活塞件41套设于气缸轴30的轴体31上并通过两个安装环42装设于缸筒11的收容孔111内。两个内导向销43分别穿过活塞件41的两个连接孔415与气缸轴30的轴体31上的两个弧形旋转槽315活动连接，以将气缸轴30与活塞件41转动装设于一起。两个外导向销45分别穿过缸筒11上的两个导接孔117与活塞件41上的两个滑槽417活动连接，以将活塞件41与缸筒11沿轴向方向滑动装设一起。再接下来，将顶盖15随同另一个
密封件导向套50装入缸筒11内远离底盖13的一端，并套设于气缸轴30的轴体31上远离凸缘部33的一端。导向套筒50收容于顶盖15的环形套设孔153内并活动套设于气缸轴30上。最后，将另一个卡环17卡入设于缸筒11内的卡持槽114内，以防止顶盖15从缸筒11内脱出，两个调节阀18分别连接于缸筒11的进气孔113与出气孔115上，即完成气缸100的组装。
[0061] 请一并参阅图5，使用时，将气缸100的两个调节阀18与外接的两个气源连接，以向缸筒11内提供气源。初始状态下，活塞组件40位于朝向顶盖15一端的顶部，当开启邻近顶盖15一端设置的调节阀18向缸筒11内输送气体时，活塞件41被推动相对缸筒11沿设于活塞件41外周壁上的滑槽417于缸筒11内沿气缸轴30轴向方向朝向底盖13一端滑移。滑移过程中，由于外导向销445固定于缸筒11上，活塞件41仅能相对缸筒11作轴向伸缩运动；同时，连接活塞件41与气缸轴30的内导向销43沿设于气缸轴30上的弧形旋转槽315的路径滑移，进而驱动气缸轴30相对活塞件41旋转。当气缸轴30被驱动相对活塞件41旋转至不能旋转时，活塞件41随同气缸轴30在气体压
力下一起向底盖13一端滑移，同时压缩弹性件90，直至外导向销445沿活塞件41上的滑槽417滑移至朝向底盖13一端的末端位置处。接下来，打开朝向底盖13一端设置的调节阀18向缸筒11内输送气体，活塞件41随同气缸轴30在弹性件90的弹性回复力作用下朝顶盖15一端滑移。下部继续通气，推动活塞件41沿轴向方向相对缸筒11朝向顶盖15一端继续滑移；同时，连接活塞件41与气缸轴30的内导向销43沿气缸轴30上的弧形旋转槽315的路径反向滑移，进而驱动气缸轴30相对活塞件41逆向旋转。
[0062] 本发明气缸100结构简单，其通过于活塞件41外周壁上设置滑槽417，通过外导向销45将活塞件41与缸筒11滑动装设于一起；同时，气缸100通过于气缸轴30上凹设旋转槽315，并通过内导向销43将活塞件41与气缸轴转动连接，即实现将传统活塞件41与缸筒11的轴向伸缩滑移运动转化为气缸轴30相对活塞件41的旋转运动。
[0063] 可以理解，本实施方式中的缸筒11上开设的导接孔117、活塞件41上开设的滑槽417、连接孔415以及气缸走30上的弧形旋转槽315的数量并不限于本实施方式中的两个，其也可以根据实际需要设置为一个或者多个，对应地，内导向销43及外导向销45的数量也相应地可设置为一个或者多个。
[0064] 另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。
