气液增力缸及其方法与流程

本发明涉及动力驱动设备，具体涉及一种气液增力缸及其方法。

背景技术：

1、气液增力缸是一种能够利用气体和液体相互作用的装置，即其将气压和液压作用于工作活塞上，以增加输出力的装置，通过气液增力缸的应用，能够实现加工效率的提升；气液增力缸在许多行业中都有广泛的应用，例如机械制造、工程机械、航空航天等领域，能够提供运动的平稳加速和减速，在实际应用中，气液增力缸具有易于安装、结构简单、提升工作效率的优点。

2、目前，现有的气液增力缸需要通过与液体输送泵、空气压缩设备的配合才能进行工作，其在工作过程中需要消耗能量，这些能量的消耗将导致气液增力缸的能效降低；

3、具体来说：气液增力缸中需要使用气体对增力液体进行压缩，以产生高压力液压力，而压缩气体的过程需要消耗大量的能量，因此气液增力缸在工作时需要与空气压缩设备相配合，另外，为了保证液体输送的连续性和稳定性，气液增力缸还需要与液体输送泵相配合，而液体输送泵也需要消耗一定的能量。

4、因此，目前亟需一种能够减少压缩气体消耗，且提高活塞杆运动效率，进而提高气液增力缸工作效率的气液增力缸。

技术实现思路

1、为此，本发明的一种气液增力缸及其工作方法，克服了现有技术的缺陷。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种气液增力缸，包括：前进组件，包括前进缸体、第一活塞件，所述前进缸体开设有第一运动腔、第一气口，所述第一运动腔内设有缓冲件，所述第一气口与第一运动腔相连通；所述第一活塞件安装于第一运动腔内，且所述第一活塞件的两端分别穿过前进缸体；工作液压缸体，其安装于前进缸体、增力缸体之间，且所述工作液压缸体开设有储液腔、注液口、第二气口，所述储液腔内储存有增力液体，所述注液口与储液腔相连通，所述第二气口与第一运动腔相连通；增力组件，包括增力缸体、第二活塞件、弹簧件、电磁铁件，所述增力缸体开设有第二运动腔，所述第二活塞件至少部分插入于第二运动腔内，所述弹簧件安装于第二运动腔内，且与第二活塞件抵触；所述电磁铁件分别安装于增力缸体、第二活塞件，通过电磁铁件增加第二活塞件的运动速度，且为储液腔提供预压力；控制单元，其分别与前进缸体、工作液压缸体、增力缸体相连接。

3、进一步地，所述第一活塞件包括工作活塞、第一活塞杆、第二活塞杆，所述工作活塞安装于第一运动腔内，所述第一活塞杆的一端与工作活塞固定连接，所述第一活塞杆的另一端穿过前进缸体；所述第二活塞杆的一端与工作活塞固定连接，所述第二活塞杆的另一端至少部分插入于储液腔内。

4、进一步地，所述第二活塞件包括增压活塞、储液活塞、第三活塞杆，所述增压活塞、储液活塞分别安装于第二运动腔的两端，所述第三活塞杆的一端与增压活塞固定连接，所述第三活塞杆的另一端穿过储液活塞，且至少部分插入于储液腔内。

5、进一步地，所述增压活塞、储液活塞的外周尺寸大于第三活塞杆的外周尺寸，且所述储液活塞与第二运动腔内壁抵触。

6、进一步地，所述弹簧件套设于第三活塞杆上，且位于增压活塞、储液活塞之间，所述弹簧件的外周尺寸小于增压活塞、储液活塞的外周尺寸，且大于第三活塞杆的外周尺寸。

7、进一步地，所述电磁铁件包括第一磁铁、第二磁铁，所述第一磁铁安装于增力缸体内，且与增力缸体固定连接；所述第二磁铁安装于储液活塞上，且与储液活塞相连接，通过第一磁铁、第二磁铁的配合，增加第三活塞杆的运动速度，且为储液腔提供预压力。

8、进一步地，还包括发电装置，所述发电装置包括直线式发电单元、永磁铁件，所述直线式发电单元安装于前进缸体输出端，且所述直线式发电单元与蓄电池相连接；所述永磁铁件套设于第一活塞杆上，通过第一活塞杆带动永磁铁件运动，进而通过永磁铁件与直线式发电单元配合将机械能转换为电能。

9、进一步地，所述直线式发电单元包括定子铁芯、定子绕组，所述定子铁芯安装于前进缸体、增力缸体内，且开设有绕组槽，若干个绕组槽沿定子铁芯的轴向呈阵列式布置；所述定子绕组安装于绕组槽内。

10、进一步地，所述永磁铁件包括动子磁轭、动子磁极，所述动子磁轭套设于第一活塞杆上；所述动子磁极安装于动子磁轭上，且若干个动子磁极沿动子磁轭的轴向呈阵列式布置。

11、进一步地，所述控制单元包括控制阀、第一调速阀、第二调速阀、力行程供给源、第三调速阀、节流阀，所述第一调速阀的两端分别与第一气口、控制阀相连通；所述第二调速阀的两端分别与第二气口、控制阀相连通；所述力行程供给源安装于增力缸体上，且与第二运动腔相连通；所述第三调速阀的两端分别与力行程供给源、第二气口相连通；所述节流阀的两端分别与力行程供给源、第一气口相连通。

12、进一步地，所述前进组件还包括第一密封单元、第二密封单元，所述第一密封单元安装于前进缸体输出端，通过第一密封单元形成第一密封层；所述第二密封单元安装于第一运动腔与前进缸体输出端之间，且与第一活塞杆抵触，通过第二密封单元形成第二密封层。

13、进一步地，所述第一密封单元包括密封环、驱动件，所述密封环安装于前进缸体输出端，且与气源相连通；所述密封环开设有气孔，若干气孔沿密封环内周呈阵列式布置；所述驱动件安装于密封环上，且与密封环运动端相连接，通过气源将压缩空气导入气孔，进而通过驱动件驱动密封环运动端转动，将气孔喷出的压缩空气形成气膜；所述第二密封单元采用至少一个密封垫圈，所述密封垫圈与第三活塞杆抵触。

14、本发明还提供一种气液增力缸的工作方法，使用所述的一种气液增力缸，所述方法包括以下步骤：步骤s1：通过向第二气口导入压缩空气，驱动第一活塞件向待加工工件方向运动，将待加工工件抵触；步骤s2：待第一活塞件与待加工工件抵触后，通过压缩空气挤压第二活塞件向第一活塞件方向运动，同时通过电磁铁件增加第一活塞件运动速度，进而通过第二活塞件挤压储液腔内的增力液体，形成高压增力液体带动第一活塞件产生增力行程；步骤s3：通过向第一气口导入压缩空气，驱动第一活塞件向增力缸体方向运动，将第一活塞件复位，同时通过弹簧件、电磁铁件带动第二活塞件向增力缸体方向运动，将第二活塞件快速复位。

15、进一步地，所述驱动第一活塞件向待加工工件方向运动的方法为：步骤s10：通过向第二气口导入压缩空气，驱动工作活塞带动第一活塞杆向待加工工件方向运动，通过工作活塞带动第二活塞杆同步运动；步骤s11：在第一活塞杆运动时，通过第一活塞杆带动动子磁轭的动子磁极同步运动，进而通过动子磁极于定子铁芯的定子绕组之间运动产生电能；步骤s12：在第一活塞杆运动预设距离时，通过向第一气口导入压缩空气预设时间，为工作活塞提供运动缓冲。

16、进一步地，所述第二活塞件向第一活塞件方向运动的方法为：步骤s20：通过压缩空气挤压增压活塞向待加工工件方向运动，通过增压活塞带动第三活塞杆同步运动，将第三活塞杆穿过储液活塞，且至少部分插入于储液腔内与第二活塞杆抵触；步骤s21：通过向第一磁铁、第二磁铁通电，增加第三活塞杆的运动速度，进而通过第三活塞杆挤压储液腔内的增力液体，形成高压增力液体；步骤s22：通过高压增力液体为工作活塞提供增力行程，形成冲压力输出。

17、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

18、1、本发明提供的一种气液增力缸及其工作方法，能够为气液增力缸提供安全、准确、可靠的工作，且降低工作噪音；还能够在气路关闭时，保证增力液体存在一定的预压，由此保证在任何安装方向和位置，气液增力缸都能可靠地工作；且通过弹簧件与电磁铁件的配合，还能够降低气液增力缸在工作时的空气消耗量，即气液增力缸活塞回到起始位置是非气动的，无需耗费压缩空气，能够降低气液增力缸的能耗；

19、2、还能够通过电磁铁件辅助第三活塞杆运动，提高第三活塞杆的工作效率；

20、3、能够在第一活塞杆运动时，将机械能转换为电能进行存储，进一步降低气液增力缸能耗；

21、4、采用喷出的压缩空气形成气膜，利用气膜形成密封，同时，利用压缩空气的喷出，还能够避免增力液体附着于第一活塞杆表面产生泄漏，减少增力液体对环境的污染。