本发明涉及一种气泵及带有该气泵的擦玻璃机 器人， 尤其涉及一种双腔双作用气 泵及带有该气泵的擦玻璃机器人， 属于机械制造技术领域。 背景技术

图 1为现有真空气泵的整体结构示意图。 如图 1所示， 现有的真空气泵是通过电 机 100带动通过轴连接的软胶薄膜 200、 300往复运动来实现抽真空的。 由于抽气泵体 积较小， 且电机 100转动一圈， 真空泵单边软胶薄膜 200、 300往复运动一次， 只能够 实现一次抽真空运动。 其缺点是抽气流量过小， 抽真空速度比较慢， 且如果稍微有点 漏气， 真空度就会立即下降。 特别的， 擦玻璃机器人通过该真空气泵为吸盘提供真空 抽吸力时， 若吸盘碰到玻璃表面上的裂缝或凸起而漏气时 ， 该抽气量过小的真空泵提 供的抽气速度远小于吸盘的漏气速度，易导致 擦玻璃机器人跌落损坏或产生安全隐患。 发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术 的不足，提供一种双腔双作用气泵， 结构简单紧凑， 气流流量增加一倍， 工作效率提高。

本发明的所要解决的技术问题是通过如下技术 方案实现的：

一种双腔双作用气泵， 包括气缸以及与气缸相连的驱动装置和活塞， 驱动装置通 过传动装置驱动活塞在气缸中往复运动，所述 气缸内设有与活塞杆固定连接的密封件， 所述密封件将气缸分隔成第一腔体和第二腔体 ， 第一腔体和第二腔体分别设有第一单 向阀和第二单向阀， 活塞杆带动密封件的往复运动过程中， 所述第一腔体和第二腔体 同时进行抽气和排气。

具体来说， 所述气泵包括气泵本体， 所述驱动装置与气泵本体相连， 两个所述气 缸密封设置在气泵本体的两侧； 所述气缸包括由外向内依次密封连接的气泵端 盖、 气 泵中框盖和气泵中框， 气泵中框和气泵本体密封连接， 所述密封件设置在气泵中框和 气泵中框盖之间， 密封件与气泵中框盖形成所述第一腔体， 气泵中框盖与气泵端盖形 成所述第一单向阀， 软胶薄膜与气泵中框形成所述第二腔体， 气泵中框和气泵本体形 成所述第二单向阀。 所述密封件为软胶薄膜， 所述软胶薄膜与活塞杆密封连接。

具体来说， 所述软胶薄膜包括支架和薄膜件， 薄膜件为设置在支架两侧上的内密 封圈和外密封圈， 连接两个密封圈的是可伸縮的中间部， 内密封圈和外密封圈分别与 气泵中框的两侧贴合密封， 外密封圈与支架固定连接， 支架与活塞杆固定连接。

所述第一单向阀包括设置在气泵端盖上的进气 室和出气室， 以及设置在气泵中框 盖上的进气室和出气室， 气泵端盖和气泵中框盖对接后， 两者的进气室和出气室分别 形成封闭空间， 在每个封闭空间内都设有密封垫， 进气室中设有进气孔， 出气室中设 有出气孔， 且该密封垫在进气孔和出气孔的气流作用下在 密封空间内往复移动， 所述 进气孔和出气孔在封闭空间的两侧交叉对称设 置， 密封垫贴合在气泵端盖或气泵中框 盖的其中一侧时， 进气孔或出气孔仅有其中之一有气流通过； 所述第二单向阀包括设 置在气泵中框上的进气室和出气室， 以及设置在气泵本体上的进气室和出气室， 气泵 中框和气泵本体对接后， 两者的进气室和出气室分别形成封闭空间， 在每个封闭空间 内都设有密封垫， 进气室中设有进气孔， 出气室中设有出气孔， 且该密封垫在进气孔 和出气孔的气流作用下在密封空间内往复移动 ， 所述进气孔和出气孔在封闭空间的两 侧交叉对称设置， 密封垫贴合在气泵中框和气泵本体的其中一侧 时， 进气孔或出气孔 仅有其中之一有气流通过。

根据需要， 所述进气孔设置在进气室的中心， 设置数量为一个， 所述出气孔在出 气室中心线的两侧对称设置， 相对位于进气孔的两边；

或者， 所述进气孔在进气室中心线的两侧对称设置， 相对位于出气孔的两边， 所 述出气孔设置在出气室的中心， 设置数量为一个；

所述进气孔和出气孔的直径与所述密封垫的宽 度相同。

所述第一腔体的进气管和出气管设置在气泵端 盖上， 所述第二腔体的进气管和出 气管设置在气泵本体上。

所述传动装置为套设在所述输出轴上的偏心轴 ， 活塞杆的端部套设在所述偏心轴 上。

所述传动装置为与所述驱动装置输出轴相连的 曲轴机构。所述的曲轴机构包括上、 下偏心轮和曲轴， 所述的曲轴包括曲轴本体和两个轴部， 两个轴部自曲轴本体的左、 右两端分别向上、 向下延伸， 曲轴的轴部包括活塞杆连接部和偏心轮连接部 ， 活塞杆 通过轴承套设在活塞杆连接部上， 偏心轮连接部插入偏心轮的偏心孔内固定。

所述传动装置为与所述驱动装置输出轴相连的 偏心轮机构， 所述偏心轮机构包括 固定在输出轴上有偏心轮， 偏心轮的一侧表面开设环形限位槽； 每个活塞气泵组件的 活塞杆端部均设有滚轮， 所述滚轮嵌设在环形限位槽中， 输出轴带动偏心轮转动， 所 述滚轮在环形限位槽内沿输出轴的圆周方向滚 动， 带动活塞杆往复运动。

本发明还提供一种擦玻璃机器人， 包括机体和设置在机体上的吸盘， 所述吸盘与 上述的双腔双作用气泵相连， 所述第一腔体的进气管、 第二腔体的进气管分别与吸盘 相连。

综上所述， 本发明结构简单紧凑， 气流流量增加一倍， 工作效率提高； 擦玻璃机 器人通过双腔双作用气泵可以为吸盘提供更好 的抽气效率， 减少擦玻璃机器人跌落损 坏风险或安全隐患。

下面结合附图和具体实施例， 对本发明的技术方案进行详细地说明。 附图说明

图 1为现有真空气泵的整体结构示意图；

图 2为本发明整体结构爆炸图；

图 3为本发明气泵本体及两侧气缸的剖视图；

图 4为本发明气泵端盖上的进气孔和出气孔的结� �示意图；

图 5为本发明气泵中框盖上的进气孔和出气孔的� �构示意图；

图 6为本发明气泵中框上的进气孔和出气孔的结� �示意图；

图 7为本发明气泵本体上的进气孔和出气孔的结� �示意图；

图 8为本发明各个腔体的进气管和出气管的设置� �置示意图；

图 9为本发明实施例二偏心轴机构传动装置结构� �意图；

图 10为本发明实施例三偏心轮传动装置结构示意� ��；

图 11为本发明擦玻璃机器人结构示意图。 具体实施方式

实施例一

本发明提供一种双腔双作用气泵， 整体来说， 该气泵包括气缸以及与气缸相连的 驱动装置和活塞， 驱动装置通过传动装置驱动活塞在气缸中往复 运动， 气缸内设有与 活塞杆固定连接的密封件， 密封件将气缸分隔成第一腔体和第二腔体， 第一腔体和第 二腔体均分别设有第一单向阀和第二单向阀， 活塞杆带动密封件的往复运动过程中， 所述第一腔体和第二腔体同时进行抽气和排气 。 图 2为本发明整体结构爆炸图； 图 3 为本发明气泵本体及两侧气缸的剖视图。 如图 2并结合图 3所示， 具体来说， 本实施 例中所提供的双腔双作用气泵， 包括气泵本体 10， 与气泵本体 10相连的驱动装置和 对称密封设置在气泵本体 10两侧的气缸，所述驱动装置的输出轴上固定� ��接有传动装 置。 根据抽气量的需要， 还可以在气泵本体 10外周设置更多的气缸。 具体来说， 每个 气缸包括由外向内依次连接的气泵端盖 31、 气泵中框盖 32和气泵中框 37， 气泵中框 37与气泵本体 10密封连接。 其中， 在气泵中框 37和气泵中框盖 32之间设有密封件， 密封件用于密封气泵腔体， 可以采用橡胶、 软胶薄膜等材质， 本实施例中采用的是软 胶薄膜。 活塞杆 33 的一端与传动装置相连并在驱动装置的驱动下 往复运动， 活塞杆 33的另一端与所述软胶薄膜固定连接。 软胶薄膜与气泵中框盖 32形成第一腔体 Al， 气泵中框盖 32与气泵端盖 31形成第一单向阀，软胶薄膜与气泵中框 37形成第二腔体 A2, 气泵中框 37和气泵本体 10形成第二单向阀。 也就是说， 由气泵中框 37和气泵 中框盖 32组成的空间， 被设置在气泵中框 37内的软胶薄膜一分为二， 分别形成了位 于软胶薄膜两侧的第一腔体 A1和第二腔体 A2。

如图 2所示， 所述软胶薄膜包括支架 34和薄膜件 35， 薄膜件 35为设置在支架 34 两侧上的内密封圈 36 ' 和外密封圈 36， 连接两个密封圈的是可伸縮的中间部， 中间部 穿过气泵中框 37的中心孔， 内密封圈 36 ' 和外密封圈 36分别正好与气泵中框 37的 两侧贴合密封， 外密封圈 36与支架 34固定连接， 支架 34与活塞杆 33的一端固定连 接。 气泵中框盖 32与气泵中框 37的左侧连接后， 外密封圈 36的左、 右两侧分别形成 第一腔体 A1和第二腔体 A2， 当活塞杆 33做往复运动时， 带动外密封圈 36左、 右移 动， 使分别设置在第一单向阀和第二单向阀中的密 封垫 38 左、 右移动， 使第一腔体 A1和第二腔体 A2就会分别同时进行抽气和排气。

图 4为本发明气泵端盖上的进气孔和出气孔的结� �示意图； 图 5为本发明气泵中 框盖上的进气孔和出气孔的结构示意图。 如图 4并结合图 5所示， 所述第一单向阀包 括设置在气泵端盖 31上的进气室 350和出气室 360， 以及设置在气泵中框盖 32上的 进气室 370和出气室 380， 气泵端盖 31和气泵中框盖 32对接后， 两者的进气室 350 和 370、 出气室 360和 380分别形成封闭空间， 在每个封闭空间内都设有密封垫 38， 进气室 350中设有进气孔 311， 进气室 370中设有进气孔 321， 出气室 360中设有出气 孔 312， 出气室 380中设有出气孔 322， 且该密封垫 38在进气孔和出气孔的气流作用 下在密封空间内往复移动， 所述进气孔 311、 321和出气孔 312、 322在封闭空间的两 侧交叉对称设置， 密封垫 38贴合在气泵端盖 31或气泵中框盖 32的其中一侧时， 进气 孔 311、 321或出气孔 312、 322仅有其中之一有气流通过。

图 6为本发明气泵中框上的进气孔和出气孔的结� �示意图， 图 7为本发明气泵本 体上的进气孔和出气孔的结构示意图。 如图 6并结合图 7所示， 同样地， 由于分别设 置在气泵中框 37和气泵本体 10上的进气室和出气室、 进气孔和出气孔的结构和工作 方式与上述内容相类似。 具体来说， 第二单向阀包括设置在气泵中框 37 上的进气室 450和出气室 460， 以及设置在气泵本体 10上的进气室 470和出气室 480， 气泵中框 37和气泵本体 10对接后， 两者的进气室 450、 470和出气室 460、 480分别形成封闭 空间， 在每一封闭空间内都设有密封垫 38。 进气室 450、 470中设有进气孔 411、 421， 出气室 460、 480中设有出气孔 412、 422, 且该密封垫 38在进气孔和出气孔的气流作 用下在密封空间内往复移动， 所述进气孔和出气孔在封闭空间的两侧交叉对 称设置。

如图 4和图 5并结合图 6和图 7所示， 所述的交叉对称设置是指所述进气孔设置 在进气室的中心， 设置数量为一个， 所述出气孔在出气室中心线的两侧对称设置， 相 对位于进气孔的两边； 或者， 所述进气孔在进气室中心线的两侧对称设置， 相对位于 出气孔的两边， 所述出气孔设置在出气室的中心， 设置数量为一个； 所述进气孔和出 气孔的直径与所述密封垫的宽度相同。这样一 来， 当密封垫 38在气流的作用下偏向一 侧时， 在该侧设置的一个中心的孔被堵住， 两个两侧的孔保持连通， 而设置在该侧对 侧的一个中心的孔和两个两侧的孔全部连通， 从而保证了密封垫 38 贴合在气泵端盖 31或气泵中框盖 32的其中一侧时， 以及贴合在气泵中框 37或气泵本体 10的其中一 侧时， 进气孔或出气孔仅有其中之一有气流通过。

图 8为本发明各个腔体的进气管和出气管的设置� �置示意图。 如图 8所示， 所述 第一腔体的进气管 313和出气管 314设置在气泵端盖 31上。并结合图 4所示， 进气管 313与进气室 350上的进气孔 311连通， 出气管 314与出气室 360上的出气孔 312连 通。 所述第二腔体的进气管 103和出气管 104设置在气泵本体 10上。

结合图 2所示， 本发明所提供一种双腔双作用气泵， 以驱动装置， 即： 电机为 20 动力， 通过连接在电机输出轴上的传动装置， 驱动活塞杆 33往复运动， 实现气泵动作 过程。 传动装置可以采用多种结构形式来实现对电机 动力的传递。 在本实施例中， 传 动装置为曲轴机构。 具体来说， 曲轴机构包括上、 下两个偏心轮 41和曲轴 43， 所述 的曲轴 43包括曲轴本体和两个轴部， 两个轴部自曲轴本体的左、 右两端分别向上、 向 下延伸， 曲轴的轴部包括活塞杆 33连接部和偏心轮连接部， 活塞杆 33通过轴承套设 在活塞杆 33连接部上， 偏心轮连接部插入偏心轮的偏心孔内固定。

结合图 2至图 8， 本实施例中所提供的双腔双作用气泵的工作过 程是这样的： 电机 20转动， 其输出轴依次通过偏心轮 41和曲轴 43带动活塞杆 33向右运动， 活塞杆 33通过支架 34拉动外密封圈 36右移， 第一腔体 A1内体积变大， 压力变小， 形成的压差推动气泵端盖 31和气泵中框盖 32之间的密封垫 38右移，出气孔 312和进 气孔 311连通， 密封垫 38堵在两个进气孔 321之间， 出气孔 322封闭， 第一腔体 A1 从气泵端盖 31的进气管 313进气。 与此同时， 第二腔体 A2内体积变小， 压力增大， 形成的压差推动气泵中框 37和气泵本体 10之间的密封垫 38右移， 气泵中框 37上的 进气孔和出气孔打开， 气泵本体 10上的出气孔打开， 进气孔封闭， 第二腔体 A2从气 泵本体的出气管 104排气。

电机继续转动， 电机输出轴带动活塞杆 33向左运动， 活塞杆 33通过支架 34拉动 外密封圈 36左移， 形成的压差推动气泵端盖 31和气泵中框盖 32之间的密封垫 38左 移， 进气孔 311堵住， 出气孔 312连通， 进气孔 321和出气孔 322连通， 第一腔体 A1 从气泵端盖 31的出气管 314排气。 与此同时， 第二腔体 A2内体积变大， 压力变小， 形成的压差带动气泵中框 37和气泵本体 10之间的密封垫 38左移， 气泵中框 37的进 气孔连通， 出气孔堵住， 10上的进气孔和出气孔都连通， 第二腔体 A2从气泵本体 10 的进气管 103进气。 也就是说， 气泵端盖 31和气泵中框盖 32、 气泵中框 37和气泵本 体 10形成的单向阀中， 进气孔只能进气， 另一个出气孔只能出气， 以保持被抽真空的 空间内部的真空度。

图 2并结合图 8所示， 上述运动过程为电机转动一周， 在气泵本体一侧形成的第 一腔体和第二腔体的工作过程， 同时在气泵本体另一侧还形成同样结构的第一 腔体和 第二腔体， 以同样的方式进行工作。 如图 2所示， 气泵工作时， 电机 20转动一圈， 分 别带动通过轴与电机连接的气泵软胶薄膜往复 运动一次。 当电机转动上半圈的时候， 两侧的软胶薄膜都往左运动， 进气管 313、 800被堵住， 原本吸入的气体从出气管 314、 600排出； 而进气管 103、 900将需要抽真空的空间内的气体抽出， 出气管 104、 700 被堵住。 当电机转动下半圈的时候， 两侧的软胶薄膜都往右运动， 进气管 103、 900 被堵住， 原本吸入的气体从出气管 104、 700排出； 而进气管 313、 800将需要抽真空 的空间内的气体抽出， 出气管 314、 600被堵住。 从而达到电机转动一圈， 完成 4次抽 真空运动， 相对于其他电机转一圈完成 2次抽真空运动的真空泵， 流量增加了一倍， 效率提高了一倍。 实施例二

本实施例中所提供的双腔双作用气泵， 与实施例一的结构基本相同， 差别在于传 动装置的结构与实施例一不同。 图 9为本发明实施例二偏心轴传动装置结构示意� �。 如图 9所示， 本实施例中气泵的传动装置为套设在电机输出 轴上的偏心轴装置， 活塞 杆 33的端部套设在偏心轴 51上。 为了平衡偏心轴 51在转动过程中所产生的偏心力， 通常在电机输出轴上还设有气泵配重环 52等元件。

本实施例中的其他技术特征可参照实施例一， 在此不再赘述。 实施例三

本实施例所提供的双腔双作用气泵的结构也与 实施例一基本相同， 两者的差异同 样在于传动装置的结构不同。 图 10 为本发明实施例三偏心轮机构传动装置结构示 意 图。 如图 10所示， 本实施例中气泵的传动装置为与电机输出轴相 连的偏心轮机构， 所 述偏心轮机构包括固定在输出轴上有偏心轮 61， 偏心轮 61 的一侧表面开设环形限位 槽 611 ; 每个活塞气泵组件的活塞杆 33端部均设有滚轮 331， 所述滚轮 331嵌设在环 形限位槽 611中， 输出轴带动偏心轮 61转动， 所述滚轮 331在环形限位槽 611内沿输 出轴的圆周方向滚动， 带动活塞杆 33往复运动。 本实施例中传动装置的设置方式， 可 以保证在电机输出轴带动下的各个活塞杆 33的往复运动均位于同一个平面上，能够有 效降低气泵的整体高度， 使其结构更加紧凑。

本实施例中的其他技术特征可参照实施例一， 在此不再赘述。

当然， 在上述的三个实施例中， 由于传动装置的结构彼此不同， 因此着重对传动 装置本身的主体结构特征进行了说明。 为达到不同结构的传动装置与气泵壳体、 活塞 杆等其他构件的稳定连接， 还需要一些常规的机械连接零件， 按照实施例中传动装置 的不同结构进行适应性设置调整， 对于本领域技术人员来说， 这些常规的机械连接零 件的选择应该是容易想到的， 因此该部分内容不再赘述。 另， 需要指出的是， 本发明 的主要工作原理在于气缸内的第一腔体和第二 腔体分别进行抽气和排气工作来提高气 泵的抽气效率， 而上述实施例中的气泵、 单向阀、 驱动以及传动结构等可以采用现有 技术中的各种其它结构来实现。 如图 11所示， 本发明还提供一种擦玻璃机器人， 包括机体 8和设置在机体上的吸 盘 11， 所述吸盘 11与上述的双腔双作用气泵 13相连， 具体来说是所述第一腔体的进 气管和第二腔体的进气管分别与吸盘相连。 在擦玻璃机器人的工作过程中， 气泵的电 机转动一周， 在气泵本体两侧气缸分别形成的两个第一腔体 和第二腔体， 以同样的方 式同时进行工作， 与现有技术相比， 使气流量增加了一倍， 工作效率也增加了一倍。 大大增加了抽气流量， 提高了抽真空速度， 即使发生稍微漏气的情形， 也不会导致擦 玻璃机器人因真空度立即下降而从作业玻璃表 面上掉落。 综上所述， 本发明所提供的双腔双作用气泵， 结构紧凑， 可增加真空气泵的流量， 将真空气泵的作用效率提高一倍。 同时， 采用这种双腔双作用气泵的擦玻璃机器人， 工作状态安全稳定。