压缩机动力组件及线性压缩机的制作方法

1.本发明属于压缩机技术领域，尤其涉及一种压缩机动力组件及线性压缩机。


背景技术：

2.线性压缩机是一种应用了直线电机的活塞式压缩机，具有结构紧凑、重量轻、无油或少润滑油、变容量特性优异等优点，从而得到越来越广泛的应用，已成为应用于压缩式制冷装置的高效压缩机的一个主要发展方向。
3.目前压缩机动力组件采用柱弹簧和板弹簧做谐振振子，柱弹簧存在刚度小，体积大，质量重和径向支撑差的缺点；板弹簧可以提供较大的刚度和径向支撑，但设计要求高，加工难度大，成本居高不下，且在拉伸和压缩过程存在应力集中点，易出现断裂，导致线性压缩机的寿命短。
4.因此，亟需设计一种压缩机动力组件及线性压缩机，解决以上提到的现有的压缩机动力组件采用柱弹簧和板弹簧做谐振振子，体积大、设计要求高、加工难度大，导致成本高，寿命短的问题。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中提及的现有的压缩机动力组件采用柱弹簧和板弹簧做谐振振子，体积大、设计要求高、加工难度大，导致成本高，寿命短的技术问题，提供一种压缩机动力组件及线性压缩机，以解决上述的问题。
6.为实现上述目的，本发明的一种压缩机动力组件及线性压缩机的具体技术方案如下：一种压缩机动力组件，包括壳体组件，壳体组件上开设有进气孔，壳体组件上设置有压缩气缸，压缩气缸上开设有排气孔，壳体组件内设置有直线电机和气弹簧气缸，压缩气缸与气弹簧气缸同轴设置，还包括活塞组件，活塞组件滑动设置在壳体组件内，活塞组件与直线电机连接，活塞组件一端滑动设置在压缩气缸内，活塞组件另一端滑动设置在气弹簧气缸内，直线电机驱动活塞组件在压缩气缸和气弹簧气缸内滑动，以使气体从进气孔进入，由排气孔排出。
7.进一步，直线电机包括第一轭铁、第二轭铁、线圈和永磁体，线圈设置在第一轭铁上，第一轭铁套设在第二轭铁外，永磁体滑动设置在第一轭铁和第二轭铁之间的间隙处。
8.进一步，气弹簧气缸包括气弹簧气缸本体和第一连接壁，第一连接壁垂直连接在气弹簧气缸本体一端，气弹簧气缸本体套设在第二轭铁内，第一连接壁分别连接第一轭铁和第二轭铁，以将气弹簧气缸本体与第一轭铁和第二轭铁固定连接。
9.进一步，活塞组件与永磁体连接，活塞组件一端为气弹簧活塞，永磁体驱动气弹簧活塞在气弹簧气缸内滑动。
10.进一步，气弹簧气缸和气弹簧活塞之间形成气弹簧腔，气弹簧气缸上开设有第一通孔，气体从进气孔进入，经过第一通孔进入到气弹簧腔内，以使气弹簧活塞弹性运动。
11.进一步，气弹簧气缸本体外壁上设置有沿气弹簧气缸轴向方向的通气槽，第一连接壁上开设有第二通孔，第二通孔与通气槽连通，气体由进气孔进入，依次通过第二通孔、通气槽和第一通孔进入到气弹簧腔内。
12.进一步，气弹簧活塞包括底壁和侧壁，底壁和侧壁之间形成空腔结构，底壁与气弹簧气缸之间形成气弹簧腔，侧壁与气弹簧气缸外壁滑动配合。
13.进一步，底壁上开设有第三通孔，侧壁上开设有气浮孔，气体由气弹簧腔经过第三通孔进入到空腔结构内，空腔结构内的气体经过气浮孔进入到气弹簧气缸外壁和侧壁之间，以使气弹簧活塞相对于气弹簧气缸同轴滑动。
14.进一步，活塞组件还包括第二连接壁，气弹簧活塞设置在第二连接壁的一面，第二连接壁与永磁体连接。
15.进一步，活塞组件另一端为压缩活塞，压缩活塞设置在第二连接壁远离气弹簧活塞的一面，压缩活塞与压缩气缸之间形成压缩腔，压缩活塞上开设有第四通孔，气体从进气孔进入，通过第四通孔进入到压缩腔内，由排气孔排出。
16.一种线性压缩机，包括如上述的压缩机动力组件。
17.本发明压缩机动力组件具有以下优点：通过在壳体组件内设置直线电机、气弹簧气缸、压缩气缸和活塞组件，压缩气缸与气弹簧气缸同轴设置，活塞组件滑动设置在壳体组件内，活塞组件与直线电机连接，活塞组件一端滑动设置在压缩气缸内，活塞组件另一端滑动设置在气弹簧气缸内，直线电机驱动活塞组件在压缩气缸和气弹簧气缸内滑动，以使气体从进气孔进入，由排气孔排出。在气弹簧气缸与气弹簧活塞压缩和膨胀过程中，相比于现有技术中的板弹簧和柱弹簧，可以提供更大的轴向刚度，且气弹簧气缸与活塞组件加工简单，质量轻，有效缩减压缩机动力组件整机的体积，成本更低，运行更加稳定，寿命更长。
18.气弹簧活塞为空腔结构，外壁设有气浮孔，利用气弹簧组件压缩过程产生的高压气体，无需额外高压充气结构，再配合气浮孔，形成高压气浮系统，有效减小了气弹簧活塞在气弹簧气缸内的径向跳动，实现气弹簧气缸与气弹簧活塞的无接触相对运动，从而减小摩擦损耗，提高整机的效率。
附图说明
19.图1为本发明压缩机动力组件的结构示意图；图2为本发明压缩机动力组件的剖面结构示意图一；图3为本发明压缩机动力组件的剖面结构示意图二；图4为本发明活塞组件的结构示意图；图5为本发明活塞组件的剖面结构示意图；图6为本发明气弹簧气缸的结构示意图一；图7为本发明气弹簧气缸的结构示意图二；图8为本发明壳体组件的剖面结构示意图。
20.图中标记说明：1、壳体组件；11、壳本体；12、第一壳体；121、进气孔；122、压缩气缸；1221、排气孔；13、第二壳体；2、直线电机；21、第一轭铁；22、第二轭铁；23、线圈；24、永磁体；3、气弹簧气
缸；31、气弹簧气缸本体；311、第一通孔；312、通气槽；32、第一连接壁；321、第二通孔；322、连接孔；4、活塞组件；41、气弹簧活塞；411、底壁；4111、第三通孔；412、侧壁；4121、气浮孔；42、压缩活塞；421、第四通孔；43、第二连接壁；431、第五通孔；5、螺钉；6、连接件。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
23.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
24.本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
25.下面参照附图1至附图8描述本发明设计的压缩机动力组件及线性压缩机。
26.现有的压缩机动力组件采用的是柱弹簧和板弹簧做谐振振子，柱弹簧刚度小，体积大，质量重和径向支撑差，板弹簧可以提供较大的刚度和径向支撑，但设计要求高，加工难度大，成本高，且在拉伸和压缩过程存在应力集中点，易出现断裂，导致压缩机动力组件的寿命短。因此，亟需设计一种压缩机动力组件的线性压缩机，解决以上提到的问题。
27.如图1至图3所示，本发明中的压缩机动力组件，包括壳体组件1，壳体组件1上开设有进气孔121，壳体组件1上设置有压缩气缸122，压缩气缸122上开设有排气孔1221，壳体组件1内设置有直线电机2和气弹簧气缸3，压缩气缸122与气弹簧气缸3同轴设置，还包括活塞组件4，活塞组件4滑动设置在壳体组件1内，活塞组件4与直线电机2连接，活塞组件4一端滑动设置在压缩气缸122内，活塞组件4另一端滑动设置在气弹簧气缸3内，直线电机2驱动活塞组件4在压缩气缸122和气弹簧气缸3内滑动，以使气体从进气孔121进入，由排气孔1221排出。
28.通过在壳体组件1内设置有直线电机2、气弹簧气缸3和活塞组件4，压缩气缸122与气弹簧气缸3同轴设置，活塞组件4滑动设置在壳体组件1内，活塞组件4与直线电机2连接，
活塞组件4一端滑动设置在压缩气缸122内，活塞组件4另一端滑动设置在气弹簧气缸3内，直线电机2驱动活塞组件4在压缩气缸122和气弹簧气缸3内滑动，以使气体从进气孔121进入，由排气孔1221排出。在气弹簧气缸3与活塞组件4压缩和膨胀过程中，相比于现有技术中的板弹簧和柱弹簧，可以提供更大的轴向刚度，且气弹簧气缸3与活塞组件4加工简单，质量轻，有效缩减压压缩机动力组件整体的体积，成本更低，运行更加稳定，寿命更长。
29.进一步，如图1至图3所示，直线电机2包括第一轭铁21、第二轭铁22、线圈23和永磁体24，线圈23设置在第一轭铁21内，第一轭铁21套设在第二轭铁22外，永磁体24滑动设置在第一轭铁21和第二轭铁22之间的间隙处。其中，第一轭铁21上开设有容纳槽，线圈23设置在第一轭铁21的容纳槽内。本实施例中，第一轭铁21设置有多个，多个第一轭铁21围设成环形结构，多个第一轭铁21均为c形结构，线圈23依次穿过多个第一轭铁21围成环形线圈23，第二轭铁22也为环形轭铁。多个第一轭铁21围成的环形结构套设在环形的第二轭铁22外。永磁体24包括多个，多个永磁体24均匀排列在第一轭铁21和第二轭铁22形成的间隙中。本实施例中，永磁体24沿环形第二轭铁22的周向方向设置，永磁体24沿环形第二轭铁22的轴向方向做直线运动。
30.进一步，如图1至图3所示，为了对第一轭铁21和第二轭铁22进行连接固定，保证永磁体24运动过程中，第一轭铁21和第二轭铁22不会发生移动，影响永磁体24运动的平稳性，需要对第一轭铁21和第二轭铁22进行固定连接，由于多个第一轭铁21围设成环形结构，第二轭铁22也为环形的结构，第二轭铁22套设在多个第一轭铁21形成的环形结构内部，将气弹簧气缸3套设在第二轭铁22的内部，一方面便于实现气弹簧气缸3在直线电机2内的固定，减小直线电机2整体的体积，提高空间利用率，另一方面便于气弹簧气缸3将第一轭铁21和第二轭铁22连接固定在一起。具体地，气弹簧气缸3包括气弹簧气缸本体31和第一连接壁32，第一连接壁32垂直连接在气弹簧气缸本体31一端，气弹簧气缸本体31套设在第二轭铁22内，且气弹簧气缸本体31固定设置在第二轭铁22内部，第一连接壁32连接第一轭铁21和第二轭铁22，以将气弹簧气缸本体31与第一轭铁21和第二轭铁22固定连接。第一连接壁32分别固定连接第一轭铁21和第二轭铁22端面，具体连接可以通过螺钉进行连接，在其它实施例中，还可以通过卡接或者其它连接方式进行连接。
31.进一步，如图2至图7所示，活塞组件4与永磁体24连接，活塞组件4一端为气弹簧活塞41，气弹簧活塞41滑动设置在气弹簧气缸本体31内，永磁体24驱动气弹簧活塞41在气弹簧气缸本体31内滑动。本发明中的压缩机动力组件还包括连接件6，连接件6一端与永磁体24连接，连接件6另一端与活塞组件4连接。本实施例中，第一连接壁32上开设有连接孔322，连接件6穿过第一连接壁32上的连接孔322与永磁体24连接，连接孔322的孔径大于连接件6的外径。本实施例中，连接件6与活塞组件4通过螺钉进行连接，在其它实施例中，也可以通过其它结构进行连接。本实施例中，由于设置有多个永磁体24，每个永磁体24端面都对应连接有一个连接件6，相邻连接件6间隔连接在活塞组件4上，因此第一连接壁32上开设有多个连接孔322，每个连接件6均对应穿过一个连接孔322后与活塞组件4连接。
32.进一步，如图2至图7所示，气弹簧气缸3和气弹簧活塞41之间形成气弹簧腔，气弹簧气缸3上开设有第一通孔311，气体从进气孔121进入，经过第一通孔311进入到气弹簧腔内，以使气弹簧活塞41进行弹性运动。本实施例中，气弹簧活塞41与气弹簧气缸3配合，形成气弹簧腔，当永磁体24带动气弹簧活塞41沿气弹簧气缸3的轴向做往复运动时，气弹簧腔内
气体反复压缩、膨胀，实现气体压力能的储能和释放，以实现气弹簧活塞41的弹性运动。
33.进一步，如图2至图7所示，活塞组件4还包括第二连接壁43，气弹簧活塞41设置在第二连接壁43的一面，第二连接壁43为圆盘形状，多个连接件6沿第二连接壁43的周向方向间隔连接在第二连接壁43的一面，第二连接壁43通过多个连接件6与多个永磁体24连接。第二连接壁43上开设有第五通孔431，进气孔121进到壳体组件1内部的气体依次通过相邻连接件6之间的间隙和/或第五通孔431和第一通孔311，进入到气弹簧腔内。
34.进一步，如图2至图7所示，气弹簧气缸本体31外壁上设置有沿气弹簧气缸3轴向方向的通气槽312，第一连接壁32上开设有第二通孔321，第二通孔321与通气槽312连通，气体由进气孔121进入，依次通过相邻连接件6之间间隙和/或第五通孔431、第二通孔321、通气槽312和第一通孔311进入到气弹簧腔内，以使活塞组件4进行弹性运动。当永磁体24带动气弹簧活塞41沿气弹簧气缸3轴向作往复直线运动时，气弹簧腔内气体反复压缩、膨胀，实现气体压力能的储能和释放，以使活塞组件4进行弹性运动。
35.进一步，如图2至图7所示，气弹簧活塞41包括底壁411和侧壁412，底壁411、侧壁412和第二连接壁43之间围设成空腔结构，底壁411与气弹簧气缸3之间形成气弹簧腔，侧壁412与气弹簧气缸3外壁滑动配合。底壁411上开设有第三通孔4111，侧壁412上开设有气浮孔4121，气体由气弹簧腔经过第三通孔4111进入到空腔结构内，空腔结构内的气体经过气浮孔4121进入到气弹簧气缸3外壁和侧壁412之间，以使气弹簧活塞41相对于气弹簧气缸3同轴滑动。本实施例中，气弹簧活塞41为空腔结构，侧壁412设有气浮孔4121，利用气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内压缩过程产生的高压气体，无需额外高压充气结构，再配合气浮孔4121，形成高压气浮系统，有效减小了气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内的径向跳动，以保证气弹簧活塞41与气弹簧气缸3的位置同轴度，实现气弹簧气缸3与气弹簧活塞41的无接触相对运动，从而减小摩擦损耗，提高了压缩机动力组件的整机效率。本实施例中，气浮孔4121设置有多个，多个气浮孔4121沿侧壁412的周向方向均匀分布，保证了高压气浮系统对气弹簧气缸3周向方向产生的气体量均匀，避免气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内的径向跳动。
36.进一步，如图2至图7所示，通过设置气弹簧气缸3与气弹簧活塞41，气弹簧活塞41活动设置在气弹簧气缸3内，首先在气弹簧气缸3与气弹簧活塞41压缩和膨胀过程中，相比于现有技术中的板弹簧和柱弹簧，可以提供更大的轴向刚度，且气弹簧气缸3与气弹簧活塞41加工简单，质量轻，有效缩减压缩机动力组件整机的体积，成本更低，运行更加稳定，寿命更长。
37.其次，通过设置气弹簧气缸3，气弹簧气缸3上的第一连接壁32同时将第一轭铁21和第二轭铁22固定连接在一起，对第一轭铁21和第二轭铁22进行了径向和轴向的限位，活塞组件4上的第二连接壁43通过连接件6与永磁体24连接，进而将永磁体24与气弹簧活塞41连接，气弹簧活塞41为空腔结构，侧壁412设有气浮孔4121，利用气弹簧气缸3与气弹簧活塞41压缩过程产生的高压气体，无需额外高压充气结构，再配合气浮孔4121，形成高压气浮系统，有效减小了气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内的径向跳动，保证了气弹簧活塞41与气弹簧气缸3的位置同轴度，实现气弹簧气缸3与气弹簧活塞41的无接触相对运动，从而减小摩擦损耗，提高压缩机动力组件的效率，同时由于第一连接壁32同时将第一轭铁21和第二轭铁22固定连接在一起，对第一轭铁21和第二轭铁22进行了径向和轴向的限位。
38.永磁体24通过第二连接壁43与气弹簧活塞41固定连接，永磁体24与气弹簧活塞41
轴线平行，当永磁体24往复直线运动时，永磁体24受气弹簧气缸3与气弹簧活塞41配合间隙的限位，永磁体24的偏心跳动将不大于气弹簧气缸3与永磁体24的偏心跳动，因气弹簧气缸3与气弹簧活塞41配合间隙较小，当直线电机2磁场气隙略大于气弹簧气缸3和气弹簧活塞41配合间隙，即可避免永磁体24运动时与第一轭铁21和第二轭铁22的摩擦。因此，将直线电机磁场气隙减至最小，从而可使磁场气隙的磁场强度达到最大。
39.进一步，如图2至图7所示，活塞组件4另一端为压缩活塞42，压缩活塞42通过连接轴连接在第二连接壁43远离气弹簧活塞41的一面，压缩活塞42与压缩气缸122之间形成压缩腔，压缩活塞42上开设有第四通孔421，气体从进气孔121进入，通过第四通孔421进入到压缩腔内，由排气孔1221排出。本实施例中，连接轴的直径小于压缩气缸122的直径，在第二连接壁43和压缩活塞42之间设置连接轴，保证由进气孔121进入到壳体组件1内的气体能够通过第四通孔421进入到压缩腔内。当压缩活塞42远离压缩气缸122运动时，气体由进气孔121进入，经过第四通孔421进入到压缩腔内，当压缩活塞42靠近压缩气缸122运动时，压缩活塞42挤压压缩腔内的气体，压缩后的气体经过压缩气缸122上的排气孔1221排出。
40.进一步，如图2至图7所示，为了保证直线电机2在壳体组件1内的稳固性，在第一轭铁21和第二轭铁22的两端均设置有气弹簧气缸3，两个气弹簧气缸3分别设置在第二轭铁22两端，且两个气弹簧气缸本体31均相对套设在第二轭铁22内，相应地，一个气弹簧气缸3上的第一连接壁32分别连接在第一轭铁21和第二轭铁22的一端端面，另一个气弹簧气缸3上的第一连接壁32分别连接在第一轭铁21和第二轭铁22的另一端端面，通过将第一轭铁21和第二轭铁22夹设在两个气弹簧气缸3之间，保证了第一轭铁21和第二轭铁22之间连接的稳定性，同时两个第一连接壁32之间通过螺钉5进行连接，进一步保证了气弹簧气缸3和第一轭铁21以及第二轭铁22之间连接的稳定性，同时保证第一轭铁21以及第二轭铁22之间的间隙均匀，永磁体24在第一轭铁21和第二轭铁22之间的间隙处运动的直线性和平稳性。本实施例中，两个气弹簧气缸3的结构相同。同样地，本发明中的压缩机动力组件设置有两个活塞组件4和两组连接件6，一个活塞组件4连接一组连接件6，连接在永磁体24的一端端面，另一个活塞组件4连接另一组连接件6，连接在永磁体24的另一端端面，永磁体24沿第二轭铁22的轴线进行往复直线运动，永磁体24带动两个活塞组件4做直线运动。本实施例中，两个活塞组件4的结构相同。
41.进一步，如图2至图8所示，壳体组件1置于整机外侧，对整机起到安装基准和包裹密封的作用。壳体组件1包括壳本体11、第一壳体12和第二壳体13，壳本体11设置在第一壳体12和第二壳体13之间，第一壳体12和壳本体11之间通过螺栓连接，第二壳体13和壳本体11之间通过螺栓连接，第一壳体12和壳本体11以及第二壳体13和壳本体11之间也可以通过卡接或者其它的连接方式进行连接，只要能够将第一壳体12、第二壳体13连接在壳本体11上即可。壳本体11套设在第一轭铁21外，第一壳体12和第二壳体13内均设置有压缩气缸122，两个压缩气缸122与气弹簧气缸3同轴设置。一个活塞组件4上的压缩活塞42与一个压缩气缸122配合，另一个活塞组件4上的压缩活塞42与另一个压缩气缸122配合。
42.进一步，如图2和图3所示，两个气弹簧气缸3对称布置在直线电机2轴线中心，气弹簧气缸3与气弹簧活塞41为小间隙配合，且两个气弹簧活塞41分别固定在永磁体24两侧，气弹簧气缸3通过第一连接壁32与第一轭铁21和第二轭铁22固定连接，因此，气弹簧组件对永磁体24起到径向限位作用，使得永磁体24与第一轭铁21和第二轭铁22的配合间隙略大于气
弹簧气缸3与气弹簧活塞41的配合间隙，即可避免永磁体24运动时与第一轭铁21和第二轭铁22产生摩擦，又相对减小了直线电机2的磁场气隙的宽度，有效提高电机磁场气隙的磁场强度，进而提升了电机的效率和寿命。
43.进一步，如图2和图3所示，两个气弹簧气缸3对称布置在直线电机2的第二轭铁22的轴线轴心处，同时两个气弹簧气缸3分别固定在第一轭铁21和第二轭铁22的两端，两个气弹簧气缸3将第一轭铁21和第二轭铁22进行固定连接，实现对第一轭铁21和第二轭铁22的径向方向和轴向方向的固定，同时两个气弹簧活塞41分别活动设置在两个气弹簧气缸3内，且两个气弹簧活塞41分别固定在永磁体24两端，实现对永磁体24的径向方向和轴向方向的固定，永磁体24在第一轭铁21和第二轭铁22内做直线往复运动，进而带动两个气弹簧活塞41分别在两个气弹簧活塞41内做直线运动，使得永磁体24在第一轭铁21和第二轭铁22之间存在间隙，即可避免永磁体24运动时与第一轭铁21和第二轭铁22产生摩擦，又相对减小了直线电机2的磁场气隙的宽度，有效提高电机磁场气隙的磁场强度，进而提升了电机的效率和寿命。
44.进一步，如图2和图3所示，本发明中的压缩机动力组件还包括第一单向阀和第二单向阀，在第一通孔311内设置有第一单向阀，第三通孔4111内设置有第二单向阀。 同时当活塞组件4运动时，气弹簧腔内气体反复压缩和膨胀，从而反复储能和释放压力能，实现弹簧特性。且通过设计不同的活塞端面面积，和气弹簧腔压缩容积，可实现不同的弹性刚度需求。从而可满足大刚度的要求，提高压缩机运行频率。具体为，当直线电机2驱动气弹簧活塞41远离气弹簧气缸3时，气弹簧腔内的容积膨胀，气体从进气孔121进入，依次通过相邻连接件6之间的间隙和/或第五通孔431和第一通孔311，进入到气弹簧腔内，当直线电机2驱动气弹簧活塞41压缩气弹簧气缸3时，气弹簧腔内的容积压缩，腔体内为高压气体，气弹簧腔内的气体一部分由气弹簧腔通过第三通孔4111进入到空腔结构内，通过侧壁412的气浮孔4121进入都侧壁412与气弹簧气缸3外壁之间，当气弹簧活塞41轴线与气弹簧气缸轴线偏移时，高压气体由气浮孔4121喷出，推动气弹簧活塞41回归同轴位置，实现自纠正功能，从而保证压缩气缸122与活塞的同轴度，有效减小活塞的径向跳动，实现气弹簧气缸3与气弹簧活塞41的无接触相对运动，气弹簧腔内的另一部分气体实现弹簧特性。
45.由于高压气体在纠正轴线偏移时，空腔结构的内气体由气浮孔4121流出，导致空腔结构内压力减小，若不补充压强，气浮效果会变差，因此，在气弹簧活塞41的第三通孔4111上设有第二单向阀，可以实现由气弹簧腔内的压缩气体补充气浮孔4121流出到侧壁412和气弹簧气缸3外壁的气体，同时在气体弹簧气缸3上的第一通孔311处设有第一单向阀，气弹簧腔膨胀时，可经过气弹簧气缸的通气槽312吸取壳体组件1内的气体，补充提供气浮流出的气体量，始终保证气弹簧腔和侧壁412与气弹簧气缸3外壁的气体量不变。
46.进一步，如图2至图7所示，本发明中的压缩机动力组件还包括第三单向阀，在第四通孔421内设置有第三单向阀，在直线电机2驱动活塞组件4做直线往复右运动时，压缩活塞42压缩压缩气缸122时，压缩腔容积压缩，压缩腔内压强达到排气压强后，压缩气缸122端面的第三单向阀打开，通过排气口对外排气；当压缩活塞42远离压缩气缸122时，压缩腔容积膨胀， 压缩腔内的压强小于压缩机壳体组件1内的压强时，压缩活塞42上的第三单向阀打开，由压缩活塞42的第四通孔421对压缩腔吸气。
47.进一步，本发明还提供了一种线性压缩机，包括如上述所述的压缩机动力组件。
48.本发明中的压缩机动力组件的工作原理如下：当线圈23通以交流电时，第一轭铁21和第二轭铁22绕成的环形气隙中产生交变的磁场，从而使永磁体24受到交变的轴向往复力。由于活塞组件4与永磁体24连接在一起，故可带动活塞组件4沿环形第二轭铁22的轴向方向做直线往复运动，即气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内做直线往复运动，压缩活塞42在压缩气缸122内做直线往复运动。第一连接壁32对第一轭铁21和第二轭铁22进行固定，第二连接壁43通过连接件6与永磁体24固定，气体从进气孔121进入到壳体组件1内部，永磁体24驱动活塞组件4做往复直线运动的过程中，即气弹簧活塞41在气弹簧气缸3内做往复直线运动，压缩活塞42在压缩气缸122内做往复直线运动。压缩活塞42与压缩气缸122配合，形成压缩腔，以实现气体的压缩与排出。气弹簧活塞41内部为空腔结构，气弹簧活塞41的侧壁412均匀设有气浮孔4121，高压气体由空腔结构通过气浮孔4121喷出，作用于气弹簧气缸3侧壁412和气弹簧气缸3内壁面之间，以保证气弹簧活塞41与气弹簧气缸3的位置同轴度，同时由于永磁体24与气弹簧活塞41同轴线，永磁体24受气弹簧气缸3与气弹簧活塞41配合间隙的限位，永磁体24的偏心跳动将不大于气弹簧气缸3与气弹簧活塞41的跳动，因气弹簧气缸3与气弹簧活塞41配合间隙较小，当电机磁场气隙略大于弹簧气缸3与气弹簧活塞41的配合间隙时，即可避免永磁体24运动时与第一轭铁21和第二轭铁22之间的摩擦。因此，将直线电机2磁场气隙减至最小，从而可使磁场气隙的磁场强度达到最大。气弹簧活塞41的底壁411与气弹簧气缸3配合，形成气弹簧腔，当永磁体24带动气弹簧活塞41沿轴向作往复运动，气弹簧腔内气体反复压缩、膨胀，实现气体压力能的储能和释放，以实现弹簧特性。
49.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.一种压缩机动力组件，其特征在于，包括壳体组件，壳体组件上开设有进气孔，壳体组件上设置有压缩气缸，压缩气缸上开设有排气孔，壳体组件内设置有直线电机和气弹簧气缸，压缩气缸与气弹簧气缸同轴设置，还包括活塞组件，活塞组件滑动设置在壳体组件内，活塞组件与直线电机连接，活塞组件一端滑动设置在压缩气缸内，活塞组件另一端滑动设置在气弹簧气缸内，直线电机驱动活塞组件在压缩气缸和气弹簧气缸内滑动，以使气体从进气孔进入，由排气孔排出。2.根据权利要求1所述的压缩机动力组件，其特征在于，直线电机包括第一轭铁、第二轭铁、线圈和永磁体，线圈设置在第一轭铁上，第一轭铁套设在第二轭铁外，永磁体滑动设置在第一轭铁和第二轭铁之间的间隙处。3.根据权利要求2所述的压缩机动力组件，其特征在于，气弹簧气缸包括气弹簧气缸本体和第一连接壁，第一连接壁垂直连接在气弹簧气缸本体一端，气弹簧气缸本体套设在第二轭铁内，第一连接壁分别连接第一轭铁和第二轭铁，以将气弹簧气缸本体与第一轭铁和第二轭铁固定连接。4.根据权利要求1所述的压缩机动力组件，其特征在于，活塞组件与永磁体连接，活塞组件一端为气弹簧活塞，永磁体驱动气弹簧活塞在气弹簧气缸内滑动。5.根据权利要求4所述的压缩机动力组件，其特征在于，气弹簧气缸和气弹簧活塞之间形成气弹簧腔，气弹簧气缸上开设有第一通孔，气体从进气孔进入，经过第一通孔进入到气弹簧腔内，以使气弹簧活塞弹性运动。6.根据权利要求5所述的压缩机动力组件，其特征在于，气弹簧气缸本体外壁上设置有沿气弹簧气缸轴向方向的通气槽，第一连接壁上开设有第二通孔，第二通孔与通气槽连通，气体由进气孔进入，依次通过第二通孔、通气槽和第一通孔进入到气弹簧腔内。7.根据权利要求5所述的压缩机动力组件，其特征在于，气弹簧活塞包括底壁和侧壁，底壁和侧壁之间形成空腔结构，底壁与气弹簧气缸之间形成气弹簧腔，侧壁与气弹簧气缸外壁滑动配合。8.根据权利要求7所述的压缩机动力组件，其特征在于，底壁上开设有第三通孔，侧壁上开设有气浮孔，气体由气弹簧腔经过第三通孔进入到空腔结构内，空腔结构内的气体经过气浮孔进入到气弹簧气缸外壁和侧壁之间，以使气弹簧活塞相对于气弹簧气缸同轴滑动。9.根据权利要求4所述的压缩机动力组件，其特征在于，活塞组件还包括第二连接壁，气弹簧活塞设置在第二连接壁的一面，第二连接壁与永磁体连接。10.根据权利要求9所述的压缩机动力组件，其特征在于，活塞组件另一端为压缩活塞，压缩活塞设置在第二连接壁远离气弹簧活塞的一面，压缩活塞与压缩气缸之间形成压缩腔，压缩活塞上开设有第四通孔，气体从进气孔进入，通过第四通孔进入到压缩腔内，由排气孔排出。11.一种线性压缩机，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的压缩机动力组件。

技术总结
本发明公开了一种压缩机动力组件，该压缩机动力组件包括壳体组件，壳体组件上开设有进气孔，壳体组件上设置有压缩气缸，压缩气缸上开设有排气孔，壳体组件内设置有直线电机和气弹簧气缸，压缩气缸与气弹簧气缸同轴设置，还包括活塞组件，活塞组件滑动设置在壳体组件内，活塞组件与直线电机连接，活塞组件一端滑动设置在压缩气缸内，活塞组件另一端滑动设置在气弹簧气缸内，直线电机驱动活塞组件在压缩气缸和气弹簧气缸内滑动，以使气体从进气孔进入，由排气孔排出。本发明还公开了一种线性压缩机，包括如上述所述的压缩机动力组件。本发明提供的压缩机动力组件及线性压缩机，可以提供更大的轴向刚度，质量轻，成本更低，运行更加稳定，寿命更长。寿命更长。寿命更长。


技术研发人员：程哲 铁鹏 陈海燕 乔扬
受保护的技术使用者：瑞纳智能设备股份有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/9/14