[发明专利]可变气容装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种容积可调容器，特别是一种容纳装载气体容积精确快速调节的容器。

背景技术

气容是一种容纳气体的容器，气容常作为一种基础元件而被广泛应用于充气设备中，现有的气容包括各种压力容器，如皮囊、储气柜和储气箱等，发明专利ZL96498551.8公开了气体容装和供气装置，包括一个带有供气口的能容装压力气体的气体储存容器，在第一端能与供气口相连以通过第二端供气的供气装置，以及能控制供气速度的控制装置，气体容器是一个环形的压力容器，该容器包括一个金属的环形壳，壳的表面上缠有高抗拉强度非金属纤维的拉载荷承受层，环形壳上的纤维基本上沿经向对齐。发明专利ZL96498551.8公开的气容能容装压力气体的气体储存容器，其向外供气速度可控，但无法实现对气体储存容器容积的可控的调节。

如今市场上大多是是固定容积的气容，随着工业自动化和测试技术的发展，在某些特定条件下，固定气容不能满足要求。在气动测试中，需要气容精确可变，但通常是通过频繁更换气容来实现，测试时间长，效率低，测试精度也不理想。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种可变气容装置，能承受高压，并能实现容积精确迅速调整，特别适合气动测试中需要气容精确可变的情况，该装置的使用可以避免频繁更换气容的情况，从而大大缩短测试时间，提高效率，安全可靠。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种可变气容装置，包括气缸、气缸固定座、活塞和活塞杆，气缸通过其气缸壁与气缸固定座固定连接，活塞杆的两端分别为动力输出端和被动牵引端，活塞杆的动力输出端穿过气缸的气缸壁与活塞固定连接，活塞使气缸腔体被分隔为主工作气容腔室和辅助工作腔室，主工作气容腔室为无活塞杆的腔室或有活塞杆的腔室，辅助工作腔室为有活塞杆的腔室，通过活塞驱动控制装置驱使活塞杆带动活塞在气缸腔体内直线滑动，进而控制气缸的主工作气容腔室的容积可变，活塞驱动控制装置包括步进电机、电机驱动器、驱动执行机构、活塞位移实时检测装置和主控制器，步进电机固定安装于气缸固定座上，驱动执行机构为丝杠机构，丝杠机构的螺母形成连接滑块，连接滑块与活塞杆的被动牵引端固定连接，丝杠机构的丝杆与活塞杆轴向平行设置，步进电机的动力输出主轴同轴传动丝杆，丝杠机构将步进电机的动力输出主轴的旋转运动转化成连接滑块的直线运动，使连接滑块直接牵引活塞杆做直线运动，步进电机的正反转控制连接滑块的移动方向，活塞位移实时检测装置为位移传感器，位移传感器实时监测连接滑块的直线运动位移变化，位移传感器的信号输出端与主控制器的信号接收端相连接，主控制器的指令信号发送端与电机驱动器的指令信号接收端相连接，电机驱动器控制驱动步进电机运转，即驱动步进电机的传动主轴转动角度和转动方向，从而带动丝杠机构使活塞杆，使主工作气容腔室的内腔容积调整到所要求的体积。

上述活塞驱动控制装置优选外联输入输出设备，即显示屏和键盘，主控制器的信号输出端与显示屏的信号接收端相连接，主控制器的输入信号接收端与键盘输入信号发送端相连接。

上述气缸固定座优选包括固定基座、前挡板和后挡板，前挡板和后挡板分别与固定基座固定连接安装，前挡板和后挡板对气缸前后夹紧固定，使气缸固定安装于气缸固定座上。

上述活塞杆和位移传感器最好分别通过螺纹机构与连接滑块固定连接。

上述主控制器优选采用单片机。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明可变气容装置可以进行容积的迅速精确调整，并且能承受高压，在气动测试或自动化生产中能缩短测试周期或生成周期，降低成本，使利润最大化；

2.本发明可变气容装置的步进电机和位移传感器采用闭环控制的方法，使控制精度提高，响应时间缩短，抗干扰能力增强；

3.本发明可变气容装置可以在高压气体环境下保持高精度，稳定性很高；

4.本发明可变气容装置的单片机、步进电机、位移传感器等元器件成本低，性能稳定，安全可靠，相对伺服阀系统来说经济效益好。

附图说明

图1为本发明实施例一可变气容装置的结构示意图。

图2为本发明实施例一可变气容装置的信号传输关系原理图。

图3为本发明实施例一可变气容装置的控制原理图。

图4为本发明实施例一可变气容装置的控制流程图。

图5为本发明实施例二的活塞杆和位移传感器分别与连接滑块连接方式示意图。