曲軸式真空氣泵及其擦玻璃裝置制造方法
【專利摘要】一種曲軸式真空氣泵，包括驅動電機（1）、氣泵本體（2）和設置在氣泵本體上的活塞氣泵組件（3），氣泵本體內設有曲軸單元，曲軸單元的頂端通過上偏心輪（4）與氣泵本體相連，末端通過下偏心輪（5）與驅動電機相連，驅動電機輸出動力給曲軸單元使其轉動，曲軸單元與活塞氣泵組件相連并帶動其運動，完成活塞氣泵組件的進氣和排氣。本發(fā)明結構簡單緊湊，曲軸本身中心對稱，使得一個或多個曲軸單元作為轉軸，整體重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上，不會因受到離心力而產生振動；轉軸受到兩側活塞桿的力始終相對于旋轉中心對稱，使得轉軸受到的徑向力基本為零，大大減弱了轉動過程中由于受力不平衡而產生的振動問題，工作狀態(tài)穩(wěn)定。
【專利說明】曲軸式真空氣泵及其擦玻璃裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種曲軸式真空氣泵及其擦玻璃裝置，屬于機械制造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]圖1為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵的整體結構示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有的真空氣泵是通過安裝在電機100輸出軸110上的偏心輪200帶動氣泵活塞桿300，使其往復運動，以實現(xiàn)抽真空動作的。圖2為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵重心與轉軸的距離與旋轉角度之間的變化關系示意圖。如圖2所示，當旋轉角度為0°時，距離也為0，隨著旋轉角度的變化距離值也隨之加大，當旋轉角度為90°時，距離達到最高值0.55mm;當旋轉角度從90°到180°時，距離又逐漸變小。在旋轉角度從180°到360°的過程中，重復前述的變化過程。由圖2可知，由于使用高轉速電機帶動偏心輪轉動，轉動時重心與轉軸的距離變化幅度較大。圖3和圖4分別為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵轉軸受到徑向力X和Y受力分析圖。如圖3和圖4所示，偏心輪轉動產生的離心力和受到的活塞桿的力使得轉軸在轉動時受到沿活塞桿的X方向徑向力和垂直于活塞桿的Y方向徑向力，隨著旋轉角度的變化相應發(fā)生變化。如圖3所示，隨著旋轉角度的變化，徑向力X的最大值為1.625e-06N，最小值為-2.00e-06N ;如圖4所示，隨著旋轉角度的變化，徑向力Y的最大值為0.9N，最小值為-0.9N,由圖中數據可知，交替變化的力之間的差值較大，這使得真空氣泵出現(xiàn)嚴重的抖動現(xiàn)象。如圖1所示，為了減小振動，目前的做法是在偏心輪上增加一個配重塊400，以平衡重心，但效果仍然很不理想。
【發(fā)明內容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種曲軸式真空氣泵，結構簡單緊湊，曲軸單元作為轉軸，由于其中的每個曲軸本身都中心對稱，使得整體的重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上，不會受到離心力的影響而產生振動；轉軸受到兩側活塞桿的力始終相對于旋轉中心對稱，使得轉軸受到的徑向力基本為零，大大減弱了轉動過程中由于受力不平衡而產生的振動問題，工作狀態(tài)穩(wěn)定；同時，可以根據需要調整曲軸單元的安裝數量，獲得真空氣泵適合的氣量和體積。
[0004]本發(fā)明的所要解決的技術問題是通過如下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種曲軸式真空氣泵，包括驅動電機、氣泵本體和設置在氣泵本體上的活塞氣泵組件，所述氣泵本體內設有曲軸單元，曲軸單元的頂端通過上偏心輪與所述氣泵本體相連，末端通過下偏心輪與驅動電機相連，驅動電機輸出動力給曲軸單元使其轉動，曲軸單元與活塞氣泵組件相連并帶動其運動，完成每個活塞氣泵組件的進氣和排氣動作過程。
[0006]具體來說，所述的曲軸單元包括曲軸，在曲軸的上、下兩側分別套設有上活塞桿和下活塞桿，所述的下活塞桿和上活塞桿分別與設置在所述氣泵本體不同側面的活塞氣泵組件相連。
[0007]所述曲軸包括曲軸本體和兩個軸部，兩個軸部自曲軸本體的左、右兩端分別向上、向下延伸，曲軸的軸部包括活塞桿連接部和偏心輪連接部，活塞桿通過軸承套設在活塞桿連接部上，偏心輪連接部插入偏心輪的偏心孔內固定。
[0008]為了保證曲軸始終受力平衡并減少震動，所述的曲軸中心對稱。
[0009]為了簡化設計，所述上偏心輪和下偏心輪的結構相同，分別包括輪盤，在輪盤的一側設有凸出的輪軸，另一側設有偏心孔；所述上偏心輪和下偏心輪相對于所述曲軸單元對稱設置。
[0010]根據需要，所述曲軸單元的設置數量為一個以上，相鄰的兩個曲軸單元之間通過連接盤相連，所述的連接盤包括盤體和設置在盤體上、下表面上的連接座，分別與相鄰的兩個曲軸單元中的不同曲軸相連。
[0011]通常情況下，所述曲軸單元的設置數量為2-3個。
[0012]本發(fā)明還提供一種擦玻璃裝置，包含吸附單元和行走單元，擦玻璃裝置通過吸附單元吸附于玻璃表面，其中，吸附單元包含吸盤和真空氣泵，真空氣泵為吸盤提供真空抽吸力，且該真空氣泵采用上述的曲軸式真空氣泵。
[0013]綜上所述，本發(fā)明結構簡單緊湊，曲軸單元作為轉軸，由于其中的每個曲軸本身中心對稱，使得整體的重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上，不會受到離心力的影響而產生振動；轉軸受到兩側活塞桿的力始終相對于旋轉中心對稱，使得轉軸受到的徑向力基本為零，大大減弱了轉動過程中由于受力不平衡而產生的振動問題，工作狀態(tài)穩(wěn)定。且由于曲軸單元本身包括曲軸本體和兩個軸部，活塞桿通過軸承可方便的套設在活塞桿連接部上，極大的縮短了真空氣泵的裝配時間。
[0014]下面結合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術方案進行詳細地說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵的整體結構示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵重心與轉軸的距離與旋轉角度之間的變化關系示意圖；
[0017]圖3和圖4分別為現(xiàn)有偏心輪式真空氣泵轉軸受到徑向力X和Y受力分析圖；
[0018]圖5為本發(fā)明實施例一整體結構示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明實施例一重心與轉軸的距離與旋轉角度之間的變化關系示意圖；
[0020]圖7和圖8分別為本發(fā)明實施例一曲軸受到徑向力X和Y受力分析圖；
[0021]圖9為本發(fā)明實施例二曲軸單元的立體裝配圖；
[0022]圖10為本發(fā)明實施例二曲軸單元的剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例一
[0024]圖5為本發(fā)明實施例一整體結構示意圖。如圖5所示，本發(fā)明提供一種曲軸式真空氣泵，包括驅動電機1、氣泵本體2和設置在氣泵本體2內的活塞氣泵組件3，所述氣泵本體2上設有曲軸單元使其轉動，驅動電機I輸出軸的中心線與曲軸單元的旋轉中心重合。曲軸單元的頂端通過上偏心輪4與所述氣泵本體2相連，末端通過下偏心輪5與驅動電機I相連，驅動電機I輸出動力給曲軸單元，曲軸單元與活塞氣泵組件3相連并帶動其運動，完成每個活塞氣泵組件3的進氣和排氣動作過程。具體來說，所述的曲軸單元包括曲軸7，在曲軸7的上、下兩側分別套設有上活塞桿8和下活塞桿9，所述的下活塞桿9和上活塞桿8分別與設置在所述氣泵本體2不同側面的活塞氣泵組件3相連。所述曲軸7包括曲軸本體71和兩個軸部，兩個軸部自曲軸本體71的左、右兩端分別向上、向下延伸，曲軸7的軸部包括活塞桿連接部72和偏心輪連接部73，活塞桿通過軸承套設在活塞桿連接部72上，偏心輪連接部73插入偏心輪4的偏心孔內固定。下偏心輪5的輪軸與電機轉軸固定連接，上偏心輪4的輪軸通過軸承連接在氣泵本體2上。為了保證曲軸始終受力平衡并減少震動，所述的曲軸7本身中心對稱，使得整體的重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上。為了簡化設計，所述上偏心輪4和下偏心輪5的結構相同，分別包括輪盤10，在輪盤10的一側設有凸出的輪軸11，另一側設有偏心孔12 ;所述上偏心輪4和下偏心輪5相對于所述曲軸單元對稱設置。
[0025]結合圖5所示，本發(fā)明所提供的曲軸式真空氣泵的工作過程是這樣的:驅動電機I開始工作，當電機轉動時，曲軸7和上、下偏心輪4、5同步轉動，帶動上活塞桿8和下活塞桿9進行往復運動，使兩端的活塞氣泵組件3同時進行抽氣和排氣，從而對與活塞氣泵組件3相連接的吸盤進行不間斷地抽真空作業(yè)。
[0026]圖6為本發(fā)明實施例一重心與轉軸的距離與旋轉角度之間的變化關系示意圖；圖7和圖8分別為本發(fā)明實施例一曲軸受到徑向力X和Y受力分析圖。如圖6所示，隨著旋轉角度的變化，重心與轉軸的距離始終保持為0，沒有發(fā)生任何變化。如圖7所示，隨著旋轉角度的變化，徑向力X的最大值為1.75e-09N，最小值為-1.75e-09N ;如圖8所示，隨著旋轉角度的變化，徑向力Y的最大值為0N，最小值為-3.75e-09N。結合圖6至圖8中的上述數據可知，首先，本發(fā)明中的曲軸本身中心對稱，使用曲軸式真空氣泵使得整體的重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上，轉動的時候不會受到離心力的影響而產生振動。其次，在轉動過程中，轉軸受到兩側活塞桿的力始終相對于旋轉中心對稱，使得轉軸受到的徑向力基本為零，從而減弱了轉動過程中由于受力不平衡而產生的振動問題。且由于曲軸單元本身包括曲軸本體和兩個軸部，活塞桿通過軸承可方便的套設在活塞桿連接部上，極大的縮短了真空氣泵的裝配時間。
[0027]實施例二
[0028]圖9為本發(fā)明實施例二曲軸單元的立體裝配圖；圖10為本發(fā)明實施例二曲軸單元的剖視圖。如圖9并結合圖10所示，根據需要，所述曲軸單元的設置數量為一個以上，相鄰的兩個曲軸單元之間通過連接盤6相連，所述的連接盤6包括盤體61和設置在盤體上、下表面上的連接座62，分別與相鄰的兩個曲軸單元中的不同曲軸相連。通常情況下，所述曲軸單元的設置數量為2-3個。
[0029]本實施例與實施例一的區(qū)別僅僅在于，在曲軸式真空氣泵中設置的曲軸單元的數量有所不同，本實施例中的其他技術特征與實施例一基本相同，在此不再贅述。
[0030]本發(fā)明還提供一種擦玻璃裝置，包含吸附單元和行走單元，擦玻璃裝置通過吸附單元吸附于玻璃表面，其中，吸附單元包含吸盤和真空氣泵，真空氣泵為吸盤提供真空抽吸力，且該真空氣泵采用上述實施例一或實施例二所述的曲軸式真空氣泵。
[0031]另外，需要說明的是，本發(fā)明所提供的曲軸式真空氣泵中的曲軸，采用了類似于汽車發(fā)動機曲軸的結構，可做成兩個連桿，四個連桿或者更多，但與汽車發(fā)電機整體式曲軸的作用有所區(qū)別，汽車發(fā)動機曲軸是為了使其運動過程中作用的氣缸數一定，使動作過程中對外作用力恒定。而本發(fā)明中的曲軸使用的是分段安裝的方式，使裝配方便，并在作用過程中曲軸始終受力平衡，從而保證了動平衡，減弱由于受力不平衡導致的震動；且使得氣泵整體的重心與轉軸重合，減弱了慣性力引起的震動。綜上所述，本發(fā)明通過對曲軸單元結構的應用，取消了現(xiàn)有的配重塊，結構簡單緊湊，由于曲軸本身中心對稱，使得整體的重心在轉動過程中始終位于旋轉中心上，不會受到離心力的影響而產生振動；轉軸受到兩側活塞桿的力始終相對于旋轉中心對稱，使得轉軸受到的徑向力基本為零，大大減弱了轉動過程中由于受力不平衡而產生的振動問題，有效地減弱振動感工作狀態(tài)穩(wěn)定。
【權利要求】
1.一種曲軸式真空氣泵，包括驅動電機(I)、氣泵本體(2)和設置在氣泵本體上的活塞氣泵組件(3)，其特征在于，所述氣泵本體(2)內設有曲軸單元，曲軸單元的頂端通過上偏心輪(4 )與所述氣泵本體(2 )相連，末端通過下偏心輪(5 )與驅動電機(I)相連，驅動電機(I)輸出動力給曲軸單元使其轉動，曲軸單元與活塞氣泵組件(3)相連并帶動其運動，完成每個活塞氣泵組件的進氣和排氣動作過程。
2.如權利要求1所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述的曲軸單元包括曲軸(7)，在曲軸(7)的上、下兩側分別套設有上活塞桿(8)和下活塞桿(9)，所述的下活塞桿(9)和上活塞桿(8)分別與設置在所述氣泵本體(2)不同側面的活塞氣泵組件(3)相連。
3.如權利要求2所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述曲軸(7)包括曲軸本體(71)和兩個軸部，兩個軸部自曲軸本體(71)的左、右兩端分別向上、向下延伸，曲軸的軸部包括活塞桿連接部(72 )和偏心輪連接部(73 )，活塞桿通過軸承套設在活塞桿連接部(72 )上，偏心輪連接部(73 )插入偏心輪的偏心孔內固定。
4.如權利要求3所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述的曲軸(7)中心對稱。
5.如權利要求3所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述上偏心輪(4)和下偏心輪(5 )的結構相同，分別包括輪盤(10 )，在輪盤(10 )的一側設有凸出的輪軸(11)，另一側設有偏心孔(12);所述上偏心輪(4)和下偏心輪(5)相對于所述曲軸單元對稱設置。
6.如權利要求4或5所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述曲軸單元的設置數量為一個以上，相鄰的兩個曲軸單元之間通過連接盤(6)相連，所述的連接盤(6)包括盤體(61)和設置在盤體上、下表面上的連接座(62)，分別與相鄰的兩個曲軸單元中的不同曲軸(7)相連。
7.如權利要求6所述的曲軸式真空氣泵，其特征在于，所述曲軸單元的設置數量為2-3個。
8.一種擦玻璃裝置，包含吸附單元和行走單元，擦玻璃裝置通過吸附單元吸附于玻璃表面，所述吸附單元包含吸盤和真空氣泵，真空氣泵為吸盤提供真空抽吸力，其特征在于，所述真空氣泵為權利要求1-7任一項所述的曲軸式真空氣泵。
【文檔編號】F04B39/00GK104033356SQ201310071461
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權日:2013年3月6日
【發(fā)明者】馮勇兵 申請人:科沃斯機器人科技(蘇州)有限公司