[发明专利]压力缸及具有该压力缸的升降台

说明书

本发明涉及压力缸及具有该压力缸的升降台。升降台包括台面和设置于台面的下方的升降支撑装置，升降支撑装置中的动力机构使用本发明的压力缸，压力缸包括缸体、活塞和活塞杆，活塞将缸体划分成第一腔室和第二腔室，活塞杆连接到活塞并从第一腔室伸出，第一腔室和第二腔室流体连通，在缸体的轴向上的第一区域，缸体的内径在从第二腔室到第一腔室的方向上逐渐变大，在缸体的轴向上的第二区域，缸体的内径在从第二腔室到第一腔室的方向上保持恒定，第二区域位于第一区域的上方并且与第一区域直接相连，使得在活塞杆从缸体伸出的过程中输出力保持平稳。升降台可具备同步升降装置和能量转换装置，使得升降台在不同负载下均能实现平稳升降。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，首先提出一种活塞式压力缸，其活塞杆在往复运动中可提供稳定的输出力。进而将这种通用型的压力缸用于家具领域或生产作业设备领域，提出一种可升降的工作台，该工作台可表现为桌子、椅子、操作台或展示台等，适用于家庭家具、办公家具、教学桌椅、生产用作业台等。

背景技术

目前市场上手动升降桌的实现方式主要有：

1、在桌脚预置插孔调整桌面高度后直接用插销固定，其结构简单，但只有若干分段档位，操作难度高，消耗体力；

2、通过杠杆机构改变相应支承结构的角度，达到改变桌面高度的目的，但操作复杂，且有危险性，当构件改变角度时容易发生意外；

3、直接用蜗轮蜗杆省力原理，使用手柄旋转蜗杆，蜗轮带动机构调整桌面高度，但调节速度慢、噪声大，消耗体力；

4、用拉力弹簧作动力，通过与拉力弹簧相连的滑轮组传递动力，拉动滑轮组上的绳索调整桌面高度，此类方案虽然可实现桌子高度的无级调整，但绳索频繁折弯容易受损，而封闭式的安装日久失修易导致绳索腐蚀，一旦绳索断，危险性极高，破坏性大；此外弹簧作为唯一辅助动力源，其承受的负载大，长时间使用也易发生断裂性破坏；

5、用可伸缩的气缸活塞杆带动桌腿升降，使用普通的气缸提高升降过程的输出力，其缺点在于随着活塞行程增大，气缸的输出力稳定性将越来越小，使得桌面在升降过程中，操作者操作所用的力不均衡，桌面的升降过程不平稳。

图1为现有技术中的一种气缸的轴向剖面结构示意图。如图1所示，气缸1的缸体1.1内部被活塞1.2间隔成两个腔室——A腔室1.5和B腔室1.6，两个腔室相通，于是两个腔室内气体压强相等。由于活塞杆1.3的存在，活塞1.2在A腔室1.5侧的表面积S_A小于活塞1.2在B腔室1.6侧的表面积S_B，因此活塞1.2两侧的气体压力存在压力差ΔF，压力差ΔF推动活塞杆1.3向外伸出。而由于活塞杆1.3自身占有一定体积，在活塞杆1.3向外伸出过程中，气缸内气体体积逐渐增大；根据理想气体状态方程pV＝nRT(其中，p为理想气体的压强，V为理想气体的体积，n为气体物质的量，T为理想气体的热力学温度；R为理想气体常数)，理想状态下，活塞杆1.3向外伸出，气缸内的气体压强减小。若活塞1.2两侧表面积S_A和S_B保持不变，则在整个活塞杆1.3向外伸出的过程中，活塞杆1.3向外的输出力不断减小。定义活塞杆1.3向外伸出过程的终止时刻，活塞杆1.3的输出力为F1，活塞杆1.3向外伸出过程的初始时刻，活塞杆1.3的输出力为F2，则有F2＞F1；现有技术中，约有F2＝1.35F1。

假设升降桌升降部分的总负荷是40kg，约400N，由普通气缸提供输出力支撑升降桌升起。假设升降桌的桌面处于最低位时，气缸的输出力F2＝400N，此时升降桌竖直方向受力平衡，给桌面提供一个初始动量后，桌面上升；而桌面上升过程中，气缸的输出力不断减小，若想使桌面顺利而平稳地上升，需要使用者额外向桌面施加向上的力；当桌面上升到最高点时，气缸的输出力F1＝400/1.35＝296N，若想使桌面顺利而平稳地上升到这一位置，使用者此时向桌面施加的向上的力为104N，显然对于一般使用者来说比较费力。

综上，现有技术存在以下缺陷：