[0030] 以下结合附图对本发明进一步说明。
[0031] 实施例1
[0032] 如图1和4所示,一种自激励脉动气流发生装置包括驱动气源1、软管5、自激励外框架2、磁屏蔽箔板3和自激励永磁阀单元4。经过退火处理的磁屏蔽箔板3呈十字型,将自激励外框架2的内部分隔出四个安装腔。四个自激励永磁阀单元4分别安装在四个安装腔内。磁屏蔽箔板3经过退火处理,能够屏蔽磁力,在其作用下,四个自激励永磁阀单元4相互之间不发生干扰。
[0033] 自激励永磁阀单元4包括自激励阀壳、堵气永磁体4‑11、第一固定永磁体4‑10、第二固定永磁体4‑3、滑动永磁体4‑9、自激励偏管4‑1、气压膨胀管4‑7和自激励约束口4‑14。自激励阀壳包括主架4‑2和副架4‑8。主架4‑2与副架4‑8并排固定在一起。第二固定永磁体
4‑3、堵气永磁体4‑11、第一固定永磁体4‑10、滑动永磁体4‑9依次排列安装在自激励阀壳内(图中4中由右向左),且依次相互吸引(即磁极朝向相同,第二固定永磁体4‑3与堵气永磁体
4‑11的相对端极性相反;堵气永磁体4‑11与第一固定永磁体4‑10的相对端极性相反;第一固定永磁体4‑10与滑动永磁体4‑9的相对端极性相反)。
[0034] 第二固定永磁体4‑3与主架4‑2固定。堵气永磁体4‑11与主架4‑2的内腔滑动连接,且滑动方向平行于该四个永磁体的排列方向。第一固定永磁体4‑10与副架4‑8固定。滑动永磁体4‑9与副架4‑8的内腔滑动连接,且滑动方向平行于该四个永磁体的排列方向。堵气永磁体4‑11与主架4‑2的内腔之间设置有多个第一滚珠4‑13来减小摩擦力;滑动永磁体4‑9与副架4‑8的内腔之间设置有多个第二滚珠4‑15来减小摩擦力;第一固定永磁体4‑10与滑动永磁体4‑9之间设置有气压膨胀管4‑7。当气压膨胀管4‑7充入气体膨胀时,将推动滑动永磁体4‑9远离第一固定永磁体4‑10。
[0035] 主架4‑2的外侧开设有自激励约束口4‑14。自激励偏管4‑1和端部封闭管4‑4均穿过自激励约束口4‑14。自激励偏管4‑1和端部封闭管4‑4均采用膨胀气管,当内部气压增大时将沿径向涨大;若端部封闭管4‑4内的气压升高至大于自激励偏管4‑1内的气压,则端部封闭管4‑4涨大,在自激励约束口4‑14内挤压自激励偏管4‑1,使得自激励偏管4‑1在挤压下截止,无法通气。反之同理,若自激励偏管4‑1内的气压升高至大于端部封闭管4‑4内的气压,则自激励偏管4‑1涨大,使得于端部封闭管4‑4在挤压下截止。
[0036] 端部封闭管4‑4和自激励偏管4‑1的内端(即进气端)连接在一起,作为自激励永磁阀单元4的进气口,通过软管5连接到驱动气源1。端部封闭管4‑4和自激励偏管4‑1的外端伸入主架4‑2内。端部封闭管4‑4穿过第二固定永磁体4‑3与堵气永磁体4‑11之间;自激励偏管4‑1穿过堵气永磁体4‑11与第一固定永磁体4‑10之间。自激励偏管4‑1和端部封闭管4‑4靠近堵气永磁体4‑11侧面均开有自激励漏气口4‑12。
[0037] 堵气永磁体4‑11抵住端部封闭管4‑4的自激励漏气口4‑12时能够使得端部封闭管4‑4不漏气;堵气永磁体4‑11抵住自激励偏管4‑1的自激励漏气口4‑12时能够使得自激励偏管4‑1不漏气。初始状态下,堵气永磁体4‑11在第一固定永磁体4‑10、滑动永磁体4‑9的吸附下抵住端部封闭管4‑4的自激励漏气口4‑12。端部封闭管4‑4的外端端部封闭;自激励偏管
4‑1的外端端部开口与第一输出管4‑5和第二输出管4‑6的一端连通。
[0038] 如图4所示,四个自激励永磁阀单元4通过第二输出管4‑6和气压膨胀管4‑7依次首尾相连成闭环(即最后一个自激励永磁阀单元4与第一个自激励永磁阀单元4连接);前一个自激励永磁阀单元4内的第二输出管4‑6连接到后一个自激励永磁阀单元4内的气压膨胀管4‑7,形成闭合回路。因此,当前一个自激励永磁阀单元4内的第二输出管4‑6输出气流时,后一个自激励永磁阀单元4内的气压膨胀管4‑7将充气膨胀推开滑动永磁体4‑9。
[0039] 四个自激励永磁阀单元4的第一输出管4‑5作为自激励驱动模块的四个自激励出气口。其中一个自激励永磁阀单元4的端部封闭管4‑4上自激励漏气口4‑12的截面积大于其他三个自激励驱动模块内端部封闭管4‑4上自激励漏气口4‑12的截面积。使得气压相同的情况下,端部封闭管4‑4自激励漏气口4‑12的截面积的那个自激励驱动模块内的堵气永磁体4‑11会最先被推出。
[0040] 四个自激励永磁阀单元4相配合工作的过程如下:
[0041] 如图6所示,向四个自激励永磁阀单元4内的自激励偏管4‑1和端部封闭管4‑4输入恒定气压流;初始状态下,各自激励驱动模块内堵气永磁体4‑11受到来自第一固定永磁体4‑10和滑动永磁体4‑9的吸引合力Fa,也受到端部封闭管4‑4的自激励漏气口4‑12处的气压力与第二固定永磁体4‑3d吸引力的合力Fb;力Fa与力Fb方向相反,且Fa>Fb。此时,堵气永磁体4‑11紧靠第一固定永磁体4‑10。
[0042] 如图7所示,端部封闭管4‑4上自激励漏气口4‑12最大的那个自激励驱动模块内的堵气永磁体4‑11被推向自激励偏管4‑1,抵住自激励偏管4‑1的自激励漏气口4‑12。输入自激励偏管4‑1的气流不再从自激励漏气口4‑12漏出,而是输出到第一输出管4‑5和第二输出管4‑6。第二输出管4‑6将气体输出到后一个自激励永磁阀单元4内的气压膨胀管4‑7中,使得后一个自激励永磁阀单元4内的气压膨胀管4‑7膨胀推开滑动永磁体4‑9,进一步让后一个自激励永磁阀单元4内堵气永磁体4‑11受到的第一固定永磁体4‑10和滑动永磁体4‑9的吸引合力Fa减小,此时Fa<Fb;后一个自激励永磁阀单元4内堵气永磁体4‑11滑动抵住对应自激励偏管4‑1的自激励漏气口4‑12,将气体输出到后一个自激励永磁阀单元4的第一输出管4‑5和第二输出管4‑6;同时,前一个自激励永磁阀单元4内堵气永磁体4‑11又受到对应的自激励偏管4‑1的自激励漏气口4‑12的气压力的推动,重新恢复到到抵住端部封闭管4‑4的自激励漏气口4‑12,后一个自激励永磁阀单元4内气压膨胀管4‑7内的气体漏出恢复原状,使得后一个自激励永磁阀单元4内的滑动永磁体4‑9也复位。依此循环往复,则自激励驱动模块在稳定气压流输入的情况下,实现了四个自激励出气口(四根第一输出管4‑5)依次交替输出气体,实现了自激励输出。自激励驱动模块的四个自激励出气口在其内部自身的控制作用下使其周期性地输出充压释压气流,从而能够输出具有一定相位差且稳定的行波气流源。
[0043] 自激励驱动模块的四个自激励出气口与四个气动元件6分别连接,实现对四个气动元件6周期性充压、释压的驱动。本实施例中,所述的气动元件6为带有弹簧复位功能的气缸;在本发明的作用下,可以仅在稳定气流源的输入下实现四个气缸的交替推出和缩回。此外,本发明还可利用于多足机器人的爬行驱动等。
[0044] 实施例2
[0045] 本实施例与实施例1的区别在于:自激励驱动模块的启动方式不同。四个自激励驱动模块内端部封闭管4‑4上自激励漏气口4‑12的截面积相同;其中一个自激励永磁阀单元4内滑动永磁体4‑9的外侧面(远离第一固定永磁体4‑10的一侧)与连接杆固定。连接杆伸出自激励驱动模块的自激励支架外;
[0046] 在自激励驱动模块启动(驱动气源1开始供气)时,将手动用连接杆将其中一个自激励永磁阀单元4内的滑动永磁体4‑9向远离第一固定永磁体4‑10的一侧拉动,则该自激励永磁阀单元4内的堵气永磁体4‑11开始动作,实现自激励驱动模块的启动。
[0047] 实施例3
[0048] 本实施例与实施例2的区别在于:自激励驱动模块的启动方式不同。不设连接杆;其中一个自激励永磁阀单元4内第二固定永磁体的外侧间隔安装一个启动电磁铁;启动电磁铁固定在自激励支架上。在启动电磁铁通电时,滑动永磁体4‑9受到吸引,向远离第一固定永磁体4‑10的一侧运动。
[0049] 在自激励驱动模块启动时,启动电磁铁通电,带动第一固定永磁体4‑10运动,实现自激励驱动模块的启动。之后,启动电磁铁断电。
[0050] 实施例4
[0051] 本实施例与实施例1的区别在于:自激励驱动模块的启动方式不同。四个自激励驱动模块内端部封闭管4‑4上自激励漏气口4‑12的截面积相同;其中一个自激励永磁阀单元4内气压膨胀管4‑7的端部设置有一个输出口朝内的单向阀;
[0052] 在启动时,单向阀的输入口与一个启动气源的输出口连接;启动气源输出的气体流量大于驱动气源1输入自激励偏管4‑1的流量,能够在自激励偏管4‑1未被堵住的情况下,实现气压膨胀管4‑7的膨胀,将对应的滑动永磁体4‑9推开,从而使得该滑动永磁体4‑9推开自激励永磁阀单元4开始动作,实现自激励驱动模块的启动。
[0053] 实施例5
[0054] 如图7和8所示,本实施例与实施例1的区别在于:各自激励永磁阀单元4的自激励出气口均连接一个电磁控制阀7。
[0055] 电磁控制阀7包括控制阀自激励支架7‑2、受吸封闭块7‑10、第一电磁铁7‑3、第二电磁铁7‑7、弹簧7‑9、第一电路开关7‑4、第二电路开关7‑6、电池7‑5、控制偏管7‑1和控制阀约束口7‑13。受吸封闭块7‑10采用铁磁性材料或永磁体。第一电磁铁7‑3、第二电磁铁7‑7分别固定在控制阀自激励支架7‑2的两侧。为第一电磁铁7‑3和第二电磁铁7‑7供电的电池7‑5、控制第一电磁铁7‑3的第一电路开关7‑4和控制第二电磁铁7‑7的第二电路开关7‑6均安装在控制阀自激励支架7‑2;
[0056] 受吸封闭块7‑10滑动连接在控制阀自激励支架7‑2内;受吸封闭块7‑10与控制阀自激励支架7‑2之间设置有多颗第三滚珠7‑11。受吸封闭块7‑10与控制阀自激励支架7‑2的内侧壁通过弹簧7‑9连接;弹簧7‑9使得受吸封闭块7‑10在初始状态下,处于第一电磁铁7‑3与第二电磁铁7‑7的正中位置。控制阀自激励支架7‑2的外侧开设有控制阀约束口7‑13。控制偏管7‑1共有两根。两根控制偏管7‑1均穿过控制阀约束口7‑13。控制偏管7‑1采用膨胀气管,当内部气压增大时将沿径向涨大;其中一根控制偏管7‑1内的气压升高涨大时,能够挤压另一根控制偏管7‑1使其截止。
[0057] 两根控制偏管7‑1均穿过控制阀自激励支架7‑2并伸出;其中一根控制偏管7‑1穿过第一电磁铁7‑3与受吸封闭块7‑10之间;另一根控制偏管7‑1穿过第二电磁铁7‑7与受吸封闭块7‑10之间。两根控制偏管7‑1靠近受吸封闭块7‑10的一侧开设有控制阀漏气口7‑8。两根控制偏管7‑1的外端分别为电磁控制阀的两个输出口。在两根控制偏管7‑1的控制阀漏气口7‑8均未被受吸封闭块7‑10堵住的情况下,输入两根控制偏管7‑1的气体均从控制阀漏气口7‑8流失。当其中一根控制偏管7‑1的控制阀漏气口7‑8被受吸封闭块7‑10堵住的情况下,该控制偏管7‑1将输出气流。因此,可以通过控制第一电磁铁7‑3或第二电磁铁7‑7的通断电来控制电磁控制阀中的任意一个输出口输出气流。两根控制偏管7‑1的内端连接在一起,作为电磁控制阀的进气口,连接到对应的自激励永磁阀单元4的自激励出气口。两根控制偏管7‑1的外端分别为电磁控制阀的两个选择出气口。
[0058] 当其中一根控制偏管7‑1的控制阀漏气口7‑8被堵住,且电磁控制阀的进气口输入气体时,该控制偏管7‑1将在控制阀约束口7‑13膨胀,从而挤压截止另一根控制偏管7‑1,避免输入电磁控制阀的气体从未被堵住的控制偏管7‑1的控制阀漏气口7‑8处泄露。
[0059] 在本实施例中,能够通过第一电磁铁7‑3和第二电磁铁7‑7的切换来实现不同的输出气流形式,从而提升本发明对复杂气路控制的适应能力。