CN101852226B - 内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸，包括：右端盖、护盖、磁栅活塞杆、可编程计数板、磁敏元件、磁栅棒、缸体、丝堵和左端盖。所述的右端盖和左端盖分别固定在缸体两端，护盖固定在右端盖外侧；磁栅活塞杆贯穿在缸体内部，一端通过丝堵锁紧，丝堵位于左端盖的油腔内；另一端穿过右端盖与外设备连接；磁栅活塞杆为空心结构，空心结构内部设置磁栅棒；所述的磁敏元件和可编程计数板固定在右端盖上。本发明设计概念新颖、结构简单、造价低、实用性强，更便于小量程低压力液压系统中推广应用。

Description

内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸

技术领域

本发明属于液压传动技术领域，涉及液压系统中执行机构，具体地说，是一种内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸。

背景技术

液压缸是液压系统中的执行元件，用来将液压能转变为机械能，操纵机器按所要求的推力、拉力和速度作往复直线运动。

现有的内置位移传感器直线运动液压缸，其内置位移传感器通常选用进口磁致伸缩形式的传感器，这当然是一个很好的选择。但其价格远远高出液压缸本身成本价。而国产化传感器其可靠性、综合精度尚不稳定，但价格也远高于液压缸本身成本价，而使内置位移传感器直线运动液压缸整体价格昂贵，因其原理是测量超声波在波导管中的往返行程，其转换的固有误差使得声称的测量精度存在折扣，因此在对一般要求的小量程低压力液压系统中，推广内置磁致伸缩形式的位移传感器直线运动液压缸存在一定困难。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，提出了应用磁栅静磁场新概念，提供了一种内置磁栅式直线运动液压缸的方案。磁栅活塞杆作往复直线运动时，可连续发送相位差90°的A/B无源位移脉冲信号。具有脉冲数字化、结构简单、易于加工、成本低，更具有高稳定性、可靠性、高准确度，使用寿命较长等特点，大大降低了内置位移传感器直线运动液压缸的整体价格。虽然测量精度较磁致伸缩式还略有差距，但它有更多优点，尤其应用在一般要求的小量程低压力液压系统中更有广泛的适用性，具有推广应用价值。

本发明的内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸包括：缸体右端盖、右端盖护盖、磁栅活塞杆、可编程计数板、磁敏元件、磁栅棒、缸体、丝堵和缸体左端盖。其中，缸体右端盖和左端盖固定在缸体两端，右端盖护盖连接在右端盖上；缸体内部贯穿有磁栅活塞杆，磁栅活塞杆的一端固定有丝堵，丝堵位于左端盖油腔内；另一端穿出右端盖与外设备连接；所述的磁敏元件和可编程计数板固定在右端盖上。

所述磁栅活塞杆按量程要求加工成空心深孔，磁栅棒嵌入空心磁栅活塞杆的内部，在NN或SS相接的位置磁场最大。对应的磁敏元件始终在磁场作用区内，当磁栅活塞杆作往复直线运动时，由磁敏元件连续发送相位差90°的A/B无源位移脉冲信号。将磁栅静磁场概念与直线运动液压缸进行一体化设计，便可构成一种内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的新型液压缸。

A/B无源位移脉冲信号可直接送入PLC或计算机控制器的高速计数模板，进行计数和数据处理。

也可通过本发明中的可编程计数板，完成AB脉冲读入、方向鉴别、可逆计数、电子细分、任意位置设置零点、预置初值，E²数据存储，并可完成增量式AB脉冲输出、绝对式并行数据输出、SSI同步串口输出、4-20mA模拟量输出。

本发明设计概念新颖、结构简单、造价低、实用性强，更便于小量程低压力液压系统中推广应用。

附图说明

图1是本发明的内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸结构图；

图2为本发明中缸体右端盖结构图；

图3为本发明中相位差90°的A/B无源位移脉冲信号示意图；

图4为本发明中CPLD可编程计数板完成功能示意图。

图中：

1、右端盖；2、护盖；3、磁栅活塞杆；4、可编程计数板；

5、磁敏元件；6、磁栅棒；7、缸体；8、丝堵；9、左端盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

请参见附图1所示，本发明提供一种内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸，所述的直线运动液压缸包括：缸体7及固接在缸体7两端的右端盖1和左端盖9、缸体右端盖护盖2、磁栅活塞杆3、可编程计数板4、磁敏元件5、磁栅棒6和丝堵8。所述缸体右端盖护盖2螺丝连接在缸体右端盖1外侧。

所述磁栅活塞杆3加工成空心活塞杆，空心深度是按量程要求加工成盲孔，空心活塞杆3材料使用非导磁性不锈钢，内部设置磁栅棒6。所述磁栅棒6由多个磁片按照NS-SN-NS……的顺序排列并粘结形成；或者磁栅棒6使用非导磁性材料，在非导磁性材料表面直接镀上一磁性体，然后按NS-SN-NS……的顺序录制而成。磁栅棒6直径是根据液压缸带动负载的大小而定，磁栅棒6的NS磁距是根据液压缸位移控制精度的要求而定。所述磁栅活塞杆3左端由丝堵8索紧固定在左端盖9的油腔内，右端伸出缸体7右端盖、护盖，与外部设备连接。所述丝堵8材料使用非导磁性不锈钢。

所述缸体7与缸体右端盖1固接；所述缸体右端盖1的材料使用非导磁性不锈钢，如附图2所示，右端盖1被加工出两个直径不同的凸台101、102，较大直径凸台101表面沿轴向中心线并排钻有两个直径大小、深度相同的盲孔103，两盲孔103间距为一个脉冲周期T，或一个脉冲周期的倍数KT，K为正整数且K大于1，盲孔103内埋入磁敏元件5。所述磁敏元件5为干簧管或霍尔元件。较小直径的凸台102外周套装有可编程计数板4，可编程计数板4外形为环形结构。所述的可编程计数板4为CPLD或FPGA板。

请参见附图3所示，所述磁栅棒6按SN、NS、SN、NS………的状态排列的棒状结构，磁栅棒6嵌入按量程要求加工成空心深孔的磁栅活塞杆3内部，在NN或SS相接的位置磁场最大。对应的磁敏元件5始终在磁场作用区内，当磁栅活塞杆3作往复直线运动时，由磁敏元件5连续发送相位差90°的A/B无源位移脉冲信号。如图1、图3所示，当磁栅活塞杆3为向右伸出方向时，磁栅棒6同时向右运动，液压缸的P2口出油，相应的p2腔的液压油通过P2口排出，同时P1口进油，脉冲输出A超前于B 90°；当磁栅活塞杆3为向左缩回方向时，磁栅棒6同时向左运动，液压缸的P1口出油，相应的p1腔的液压油通过P1口排出，同时P2口进油，脉冲输出B超前于A 90°。所述A/B无源位移脉冲信号可直接送入PLC或计算机控制器的高速计数模板，进行计数和数据处理。

请参见附图4所示，CPLD可编程计数板4包括脉冲读入、方向鉴别、电子细分、N位可逆计数、任意位置设置零点位、预置初值，E²数据存储、增量式AB脉冲输出接口、4-20mA模拟量输出接口、SSI同步串口输出接口及绝对式并行数据输出接口。磁敏元件5发送的A/B无源位移脉冲信号A、B可直接送入本发明中的CPLD可编程计数板4的脉冲读入部分，完成AB脉冲方向鉴别、可逆计数、电子细分、任意位置设置零点、预置初值，E²数据存储，并可完成增量式AB脉冲输出、绝对式并行数据输出、SSI同步串口输出、4-20mA模拟量输出等功能。

Claims (1)

1.内置磁栅式可连续发送位移脉冲信号的直线运动液压缸，其特征在于：所述的直线运动液压缸包括：右端盖（1）、护盖（2）、磁栅活塞杆（3）、可编程计数板（4）、磁敏元件（5）、磁栅棒（6）、缸体（7）、丝堵（8）和左端盖（9）；所述的右端盖（1）和左端盖（9）分别固定在缸体（7）两端，护盖（2）固定在右端盖（1）外侧；磁栅活塞杆（3）贯穿在缸体（7）内部，一端通过丝堵锁紧，丝堵位于左端盖（9）的油腔内；另一端穿过右端盖（1）与外设备连接；磁栅活塞杆（3）为空心结构，空心结构内部设置磁栅棒（6）；所述的磁敏元件（5）和可编程计数板（4）固定在右端盖上；所述磁栅活塞杆（3）空心结构的深度按量程要求加工成盲孔，磁栅活塞杆（3）材料使用非导磁性不锈钢；所述可编程计数板（4）为CPLD板或FPGA板；

所述的磁栅棒（6）由多个磁片按SN、NS、SN、NS………的状态排列粘结而成；或者磁栅棒（6）使用非导磁性材料，在其表面直接镀上一磁性体，然后按NS-SN-NS……的顺序录制而成；磁栅棒（6）的直径根据液压缸带动负载的大小而定，磁栅棒（6）的NS磁距根据液压缸位移控制精度的要求而定；

所述缸体右端盖（1）的材料使用非导磁性不锈钢，右端盖（1）被加工出两个直径不同的凸台，较大直径凸台（101）表面沿轴向中心线并排钻有两个直径大小、深度一样的盲孔，盲孔内嵌入磁敏元件（5）；较小直径的凸台（102）套装有可编程计数板（4）；所述磁敏元件（5）为干簧管，磁敏元件（5）始终在磁栅棒（6）的磁场作用区内，当磁栅活塞杆（3）作往复直线运动时，由磁敏元件（5）连续发送相位差90°的A/B无源位移脉冲信号。

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