本實用新型涉及氣動元件技術領域，特別涉及氣缸裝置。
背景技術：
當今社會大多數精密運輸臺都需要在潔凈度較高的工況下運輸物體并在運輸過程中對物體進行固定，由于空間和潔凈度要求的限制，導致目前市場上無法找到符合要求的超小型潔凈氣缸裝置。故有必要在保證行程，頂出力和動作時間的前提下，極大地壓縮氣缸尺寸，以適應更多的苛刻工況，為其他元器件節省出更多空間，也有必要克服氣缸運動會產生顆粒污染的問題，使氣缸本身不再成為潔凈度要求的短板。
技術實現要素：
本實用新型的目的在于提供一種氣缸裝置，以解決現有氣缸過大無法滿足苛刻工況要求的問題。
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種氣缸裝置，所述氣缸裝置包括：
一種氣缸裝置，其特征在于，所述氣缸裝置包括：
氣缸基體單元，所述氣缸基體單元包括缸筒和活塞氣控室，所述活塞氣控室沿著所述缸筒的軸向分布于所述缸筒內；
活塞單元，所述活塞單元包括活塞桿和活塞，所述活塞桿的頂端位于所述缸筒外，所述活塞桿的底端固定在位于所述活塞氣控室內的所述活塞上；
驅動單元，所述驅動單元包括氣缸驅動力氣路，所述氣缸驅動力氣路沿所述缸筒的徑向方向與所述活塞氣控室連通；
位置探測單元，所述位置探測單元設于所述缸筒內。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述位置探測單元包括傳感器檢測塊和傳感器，所述傳感器檢測塊固定于所述活塞桿上隨所述活塞桿一起運動，所述傳感器固定在所述缸筒的側壁上。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述傳感器的數量為多個，多個所述傳感器沿所述缸筒的軸向并列設置。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸裝置還包括設于所述活塞氣控室內的彈簧限位單元，所述彈簧限位單元包括限位環和若干回復力彈簧，所述限位環套設在所述活塞桿上，所述回復力彈簧的頂端固定在所述限位環上，底端固定在所述活塞上。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述位置探測單元包括兩個微型光電探測器，兩個所述微型光電探測器分設于所述活塞氣控室的兩側，且兩個所述微型光電探測器的中心沿所述缸筒軸向之間的距離與所述活塞單元的行程相匹配。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述活塞單元的行程為0時，兩個所述微型光電探測器測得的光強均為0；所述活塞單元的行程為最大行程的一半時，一所述微型光電探測器測得的光強為0，另一所述微型光電探測器測得的光強最大；所述活塞單元的行程為最大行程時，兩個所述微型光電探測器測得的光強均最大。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸裝置還包括兩個位置檢測室，所述微型光電探測器放置在所述位置檢測室內，所述微型光電探測器和所述位置檢測室一一對應。
可選地，在所述氣缸裝置中，各所述位置檢測室與所述活塞氣控室之間均設有一檢測通道；各所述位置檢測室均具有一透明密封窗，通過所述透明密封窗與所述檢測通道相連；或，各所述位置檢測室具有一鏤空部，通過所述鏤空部與所述檢測通道連通。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述缸筒的頂壁和所述缸筒的側壁采用一體化設計，所述缸筒的底部鏤空，所述氣缸基體單元還包括一氣缸底座，所述氣缸底座密封地封蓋所述缸筒的底部。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸裝置還包括顆粒抽排室，所述顆粒抽排室設于所述缸筒內且靠近所述缸筒的頂壁，所述活塞桿貫穿所述顆粒抽排室。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸基體單元還包括兩個導向軸套，分別套設在所述活塞桿上，且一所述導向軸套位于所述缸筒的頂壁和所述顆粒抽排室的頂壁之間，另一所述導向軸套位于所述顆粒抽排室的底壁和所述活塞氣控室的頂壁之間。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述缸筒的底壁和所述缸筒的側壁采用一體化設計，所述缸筒的頂部鏤空，所述氣缸基體單元還包括一具有容置腔室的上蓋，所述上蓋密封地封蓋所述缸筒的頂部。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸基體單元還包括一導向軸套，所述導向軸套套設在所述活塞桿上，且位于所述容置腔室內。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸裝置還包括顆粒抽排室，所述顆粒抽排室設于所述容置腔室內，所述活塞桿貫穿所述顆粒抽排室。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述氣缸基體單元還包括兩個導向軸套，所述導向軸套套設在所述活塞桿上，且一所述導向軸套位于所述容置腔室的頂壁和所述顆粒抽排室的頂壁之間，另一所述導向軸套位于所述顆粒抽排室的底壁和所述容置腔室的底壁之間。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述驅動單元還包括顆粒抽排氣路，所述顆粒抽排氣路與所述顆粒抽排室連通，所述活塞單元沿所述活塞氣控室和所述顆粒抽排室軸向運動所產生的灰塵顆粒沿所述顆粒抽排氣路排出缸筒外。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述顆粒抽排氣路和所述氣缸驅動力氣路位于所述活塞桿的同一側。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述顆粒抽排氣路和所述氣缸驅動力氣路一起接入位于所述缸筒外的五通三位電磁閥，通過所述五通三位電磁閥連接供氣裝置和真空發生器。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述活塞桿的側壁上具有多個抽氣孔，所述活塞桿運動到頂端時，多個所述抽氣孔中部分位于所述顆粒抽排室內且部分位于所述缸筒外。
可選地，在所述氣缸裝置中，各所述抽氣孔均為矩形抽氣孔，所有所述抽氣孔圍繞所述活塞桿的軸線呈均勻分布。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述驅動單元還包括一設于缸筒外的調壓閥，所述調壓閥與所述氣缸驅動力氣路相連。
可選地，在所述氣缸裝置中，所述活塞單元還包括一固定于所述活塞桿頂端的頂頭，所述頂頭為聚醚醚酮材質頂頭。
在本實用新型提供的氣缸裝置中，所述氣缸裝置包括氣缸基體單元、活塞單元、驅動單元和位置探測單元；所述活塞單元包括活塞桿和活塞；驅動單元，所述驅動單元包括氣缸驅動力氣路；其中，所述位置探測單元設于所述缸筒內。與現有技術相比，具有以下有益效果：
現有氣缸裝置將位置探測單元設置在所述缸筒的頂端，故活塞桿需達到特定的長度以留出空間設置位置探測單元，如此便使得氣缸裝置的軸向尺寸增加。而本實用新型中，所述位置探測單元設于缸筒內，故不必增加活塞桿的長度以留出空間設置位置探測單元，因此，極大的壓縮了整體尺寸，使得所述氣缸裝置可以滿足苛刻工況要求。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例一所提供的氣缸裝置結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例一、實施例二和實施例四中的活塞單元的結構示意圖；
圖3是本實用新型實施例二所提供的一種氣缸裝置結構示意圖；
圖4是本實用新型實施例三所提供的一種氣缸裝置結構示意圖；
圖5是本實用新型實施例三所提供的另一種氣缸裝置局部結構示意圖；
圖6是本實用新型實施例四所提供的一種氣缸裝置結構示意圖；
其中，各附圖標記說明如下：
11-缸筒；12-活塞氣控室；21-活塞桿；22-活塞；31-氣缸驅動力氣路；41-傳感器檢測塊；42-傳感器；13-氣缸底座；14-顆粒抽排室；32-顆粒抽排氣路；15-導向軸套；23-頂頭；33-調壓閥；51-限位環；52-回復力彈簧；43-微型光電探測器；16-位置檢測室；161-透明密封窗；162-擋板；112-檢測通道；17-上蓋；171-容置腔室。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的氣缸裝置作進一步詳細說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。此外，附圖所展示的結構往往是實際結構的一部分。特別的，各附圖需要展示的側重點不同，有時會采用不同的比例。
【實施例一】
本實施例提供一種氣缸裝置，所述氣缸裝置包括氣缸基體單元、活塞單元、驅動單元和位置探測單元。
請參考圖1，具體的，所述氣缸基體單元包括缸筒11和活塞氣控室12，所述活塞氣控室12沿著所述缸筒11的軸向分布于所述缸筒11內；所述活塞單元包括活塞桿21和活塞22，所述活塞桿21的頂端位于所述缸筒11外，所述活塞桿21的底端固定在位于所述活塞氣控室12內的所述活塞22上；所述驅動單元包括氣缸驅動力氣路31，所述氣缸驅動力氣路31沿所述缸筒11的徑向方向與所述活塞氣控室12連通；所述位置探測單元設于所述缸筒11內。
在本實施例中，所述位置探測單元包括傳感器檢測塊41和傳感器42，所述傳感器檢測塊41固定于所述活塞桿21上隨所述活塞桿21一起運動，所述傳感器42固定在所述缸筒11的側壁上。所述傳感器42的數量為多個，多個所述傳感器42沿所述缸筒11的軸向并列設置，以感知所述傳感檢測塊41的位置，從而向外部控制系統輸出所述活塞桿21的位置信息。所述傳感器檢測塊41的大小可按照缸筒11的大小合理設置，以和所述缸筒11配合起到機械限位的目的。對期望具有較高分辨率的位置探測單元來說，至少應包括兩個以上的傳感器42。
進一步地，在本實施例中，所述缸筒11的頂壁和所述缸筒11的側壁采用一體化設計，所述缸筒11的底部鏤空，所述氣缸基體單元還包括一氣缸底座13，所述氣缸底座13密封地封蓋所述缸筒11的底部，且與所述缸筒11的底部的尺寸互相匹配，以保證密封性，所述氣缸底座13為可拆卸式，便于對缸筒11內部組件進行檢查或者重新配置，以降低制造加工難度和裝配難度。
優選地，本實施例所述氣缸裝置還包括顆粒抽排室14，所述顆粒抽排室14設于所述缸筒11內且靠近所述缸筒11的頂壁，且所述顆粒抽排室14和所述活塞氣控室12之間排布緊湊，以最大化的縮小缸筒11尺寸。所述活塞桿21貫穿所述顆粒抽排室14，所述傳感器檢測塊41可通過一形狀與所述顆粒抽排室14的形狀互相匹配的連接桿固定在所述活塞桿21上且設于所述顆粒抽排室14和所述活塞氣控室12之間，以最大化的節省空間。
同時，所述驅動單元還包括顆粒抽排氣路32，所述顆粒抽排氣路32與所述顆粒抽排室14連通，所述活塞單元沿所述活塞氣控室12和所述顆粒抽排室14軸向運動所產生的灰塵顆粒沿所述顆粒抽排氣路32排出缸筒11外。所述顆粒抽排氣路32和所述氣缸驅動力氣路31一起接入位于所述缸筒11外的五通三位電磁閥(圖中未示出)。通過所述五通三位電磁閥連接供氣裝置和真空發生器。當需要運輸物料時，通過所述供氣裝置給所述氣缸驅動力氣路31提供正壓，此時所述氣缸驅動力氣路31為正壓驅動氣路，所述活塞單元向遠離所述缸筒11底部的方向運動，同時，通過一所述真空發生器給所述顆粒抽排氣路32提供負壓，以保持運輸環境的潔凈；當運輸完畢，通過另一所述真空發生器給所述氣缸驅動力氣路31提供負壓，此時所述氣缸驅動力氣路31為負壓回復氣路，所述活塞單元平穩回位。這里優選所述顆粒抽排氣路32接入距離較近的真空發生器，以使整個真空氣路盡量短，這樣便使得真空建立時間較短，從而可以達到最佳的顆粒抽排效果。且優選所述顆粒抽排氣路32和所述氣缸驅動力氣路31位于所述活塞桿21的同一側，一方面便于正壓環境和負壓環境的搭建，另一方面是為了合理的利用缸筒11內的有限空間以及盡可能避免增加所述氣缸裝置的徑向尺寸。
進一步優選地，所述氣缸基體單元還包括兩個導向軸套15(圖中僅示出設置位置)，分別套設在所述活塞桿21上，其中一所述導向軸套15位于所述缸筒11的頂壁和所述顆粒抽排室14的頂壁之間，另一所述導向軸套15位于所述顆粒抽排室14的底壁和所述活塞氣控室12的頂壁之間。由于所述導向軸套15占用空間很小，對氣缸裝置的整體長度影響不大。
另外，本實施例中，所述活塞單元還包括一固定于所述活塞桿21頂端的頂頭23，優選所述頂頭23為聚醚醚酮(PEEK)材質頂頭，利用PEEK材料耐磨的特性，以防止頂傷物料，同時防止摩擦產生顆粒；所述驅動單元還包括一設于缸筒11外的調壓閥33，所述調壓閥33與所述氣缸驅動力氣路31相連，通過調節氣體的壓力和流量來控制所述活塞單元做軸向運動的速率。
如上所述，在所述氣缸驅動力氣路31的作用下，所述活塞桿21軸向運動所產生的灰塵顆粒可沿所述顆粒抽排氣路32排出缸筒11外，因此解決了氣缸運動會產生顆粒污染的問題。但實際應用場景中，不僅活塞桿21運動可能帶來顆粒污染，空氣中也可能本身就存在顆粒污染物。因此，如圖2所示，本實施例優選所述活塞桿21的側壁上具有多個抽氣孔211，所述活塞桿21運動到頂端時，多個所述抽氣孔211中部分位于所述顆粒抽排室14內且部分位于所述缸筒11外。且進一步優選各所述抽氣孔211均為矩形抽氣孔211，所有所述抽氣孔211圍繞所述活塞桿21的軸線呈均勻分布。如此便可保證物料周圍空氣的潔凈度。
【實施例二】
請參考圖3，與實施例一不同的是，本實施例中，所述氣缸驅動力氣路31始終為正壓驅動氣路。所述氣缸裝置還包括設于所述活塞氣控室12內的彈簧限位單元，所述彈簧限位單元包括限位環51和若干回復力彈簧52，所述限位環51套設在所述活塞桿21上，所述回復力彈簧52的頂端固定在所述限位環51上，底端固定在所述活塞22上。由于需要犧牲所述缸筒11的一部分高度來設置所述回復力彈簧52，故與實施例一相比，缸體的尺寸略有增大，但卻可以減少真空發生器的使用以及避免使用五通三位電磁閥等器件，降低了整體成本。具體的，所述顆粒抽排氣路32和所述氣缸驅動力氣路31分別接入不同的普通電磁閥，通過一普通電磁閥連接供氣裝置，通過另一普通電磁閥連接真空發生器。當需要傳輸物料時，通過所述供氣裝置給所述氣缸驅動力氣路31提供正壓，所述活塞單元向遠離所述缸筒11底部的方向運動，所述回復力彈簧52逐漸被壓縮，同時，通過所述真空發生器給所述顆粒抽排氣路32提供負壓，以保持運輸環境的潔凈；當運輸完物料后，所述供氣裝置停止給所述氣缸驅動力氣路31提供正壓，所述活塞22向靠近所述缸筒11底部的方向運動，壓縮的所述回復力彈簧52慢慢恢復，并帶動所述活塞桿21復位。
【實施例三】
本實施例提供另一種氣缸裝置，所述氣缸裝置包括氣缸基體單元、活塞單元、驅動單元和位置探測單元。
請參考圖4，具體的，所述氣缸基體單元包括缸筒11和活塞氣控室12，所述活塞氣控室12沿著所述缸筒11的軸向分布于所述缸筒11內；所述活塞單元包括活塞桿21和活塞22，所述活塞桿21的頂端位于所述缸筒11外，所述活塞桿21的底端固定在位于所述活塞氣控室12內的所述活塞22上；所述驅動單元包括氣缸驅動力氣路31，所述氣缸驅動力氣路31沿所述缸筒11的徑向方向與所述活塞氣控室12連通；所述位置探測單元設于所述缸筒11內。需要說明的是，所述氣缸驅動力氣路31的工作原理與實施例一類似，故在此不再贅述。
在本實施例中，所述位置探測單元包括兩個微型光電探測器43，兩個所述微型光電探測器43分設于所述活塞氣控室12的兩側，且兩個所述微型光電探測器43的中心沿所述缸筒11軸向之間的距離與所述活塞單元的行程相匹配。所述活塞單元的行程為0時，兩個所述微型光電探測器43測得的光強均為0；所述活塞單元的行程為最大行程的一半時，一所述微型光電探測器43測得的光強為0，另一所述微型光電探測器43測得的光強最大；所述活塞單元的行程為最大行程時，兩個所述微型光電探測器43測得的光強均最大。具體的，所述微型光電探測器43以所述活塞為探測目標來實現對所述活塞桿21頂出位置的探測。所述位置探測單元具體可為集成在小型PCB板卡上的微型光電探測器43，例如OPTEK_OPB608A型號。
另外，所述氣缸基體單元還包括兩個位置檢測室16，所述微型光電探測器43放置在所述位置檢測室16內，所述微型光電探測器43和所述位置檢測室16一一對應。各所述位置檢測室16與所述活塞氣控室12之間均設有一檢測通道112；各所述位置檢測室16均具有一透明密封窗161，通過所述透明密封窗161與所述檢測通道112相連。
優選地，所述位置檢測室16還具有兩個擋板162，兩個所述擋板162分別設在所述透明密封窗161的上下兩端，通過兩個所述擋板162分別與所述位置檢測室16的上壁和下壁連接來增加整個位置檢測室16的密封性以使所述微型光電探測器43發出的光線正常通過，并通過所述擋板162將所述位置固定在所述缸筒11上，例如可用螺栓來進行固定。為進一步增加整個所述位置檢測室16的密封性，所述擋板162和所述透明密封窗161之間還可以添加密封膠來粘接密封。
或者，請參考圖5，為簡化結構，可取消設置所述透明密封窗161，使得所述位置檢測室16具有一鏤空部，通過所述鏤空部直接與所述檢測通道112連通。
進一步地，本實施例由于通過所述微型光電探測器43來探測位置，為了合理布置所述位置檢測室16，故本實施例做如下設置：
所述缸筒11的底壁和所述缸筒11的側壁采用一體化設計，所述缸筒11的頂部鏤空，所述氣缸基體單元還包括一具有容置腔室171的上蓋17，所述上蓋17密封地封蓋所述缸筒11的頂部，且與所述缸筒11頂部的尺寸互相匹配，以保證密封性，所述上蓋17為可拆卸式，便于所述顆粒抽排室14的設置，以及便于對缸筒11內部組件進行檢查或者重新配置，以降低制造加工難度和裝配難度。
所述氣缸基體單元還包括一導向軸套15，所述導向軸套15套設在所述活塞桿21上，且位于所述容置腔室171內。
【實施例四】
請參考圖6，與實施例三不同的是，本實施例中，所述氣缸裝置還包括顆粒抽排室14，所述顆粒抽排室14設于所述容置腔室171內，所述活塞桿21貫穿所述顆粒抽排室14。所述驅動單元還包括顆粒抽排氣路32，所述顆粒抽排氣路32與所述顆粒抽排室14連通，所述活塞單元沿所述活塞氣控室12和所述顆粒抽排室14軸向運動所產生的灰塵顆粒沿所述顆粒抽排氣路32排出缸筒11外。所述氣缸基體單元還包括兩個導向軸套15，所述導向軸套15套設在所述活塞桿21上，且一所述導向軸套15位于所述容置腔室171的頂壁和所述顆粒抽排室14的頂壁之間，另一所述導向軸套15位于所述顆粒抽排室14的底壁和所述容置腔室171的底壁之間。與實施例三相比，為了便于所述顆粒抽排室14的設置，需要調整所述上蓋17的厚度，但這種調整對所述氣缸裝置的尺寸來說影響并不大，卻因增加了顆粒抽排功能，擴大了使用范圍。
與實施例一相同的是，所述顆粒抽排氣路32和所述氣缸驅動力氣路31一起接入位于所述缸筒11外的五通三位電磁閥。通過所述五通三位電磁閥連接供氣裝置和真空發生器。另外，本實施例中選取跟實施例一中相同的所述活塞單元。所述氣缸裝置的工作原理以及對所述活塞單元做出相應設計的理由實施例一已作詳細介紹，在此不再贅述。
綜上所述，本實用新型所提供的氣缸裝置中，所述位置探測單元均設于缸筒內，不必增加所述活塞桿的長度以留出空間設置所述位置探測單元，因此，極大的壓縮了整體尺寸，使得所述氣缸裝置可以滿足苛刻工況要求。
同時，本實用新型所提供的氣缸裝置均具有結構緊湊的特點，也進一步的有助于壓縮整體尺寸。
進一步地，本實用新型所提供的氣缸裝置，可選擇性的設置所述顆粒抽排室，所述顆粒抽排室的設置犧牲了一部分所述氣缸裝置的空間，但由于其結構緊湊以及所述位置探測單元設于所述缸筒內，節約了很多空間，故與現有氣缸裝置相比，整體的尺寸還是得到了極大的壓縮，而所述活塞桿沿所述活塞氣控室和顆粒抽排室軸向運動所產生的灰塵顆粒可沿所述顆粒抽排氣路排出缸筒外，因此也解決了氣缸運動會產生顆粒污染的問題，使得本實用新型所提供的氣缸裝置也適用于對潔凈度有所要求的工況，擴大了所述氣缸裝置的使用范圍。
上述描述僅是對本實用新型較佳實施例的描述，并非對本實用新型范圍的任何限定，本實用新型領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。