发明内容
本发明要解决的技术问题为提供一种缓冲液压缸,该缓冲液压缸的结构设计能够较为可靠地检测其运动到位或接近到位时的位置,从而明显提高了工作的可靠性。此外,本发明另一个要解决的技术问题为提供一种包括该缓冲液压缸的工程机械。再者,本发明又一个要解决的技术问题为提供一种上述缓冲液压缸的控制方法。
为解决上述技术问题,本发明提供一种缓冲液压缸,包括缸筒和活塞杆,所述活塞杆上设有活塞,所述活塞分隔所述缸筒的内腔为无杆腔和有杆腔;所述无杆腔和所述有杆腔中的至少一者设有缓冲装置,以便所述活塞接近所述缸筒的端部时所述无杆腔或者所述有杆腔中形成有缓冲腔体,该缓冲腔体仅通过节流通道与外部油路连通;所述缓冲液压缸还包括与所述缓冲腔体连通的测压孔,所述测压孔连接有压力检测部件,所述压力检测部件检测所述缓冲腔体内的压力,并发出压力检测信号。
优选地,所述缓冲装置包括弹簧座和弹簧,所述弹簧座设于所述活塞杆上,所述弹簧设于所述弹簧座和所述活塞之间;所述活塞运动至所述缓冲液压缸的端盖一侧时,所述弹簧座封闭该端盖处的油口形成所述缓冲腔体;在所述弹簧座位置及所述弹簧座与所述活塞之间的位置,所述活塞杆的侧壁上沿轴向直线开设有至少一个随着靠近所述端盖其槽深逐渐加大的节流槽,并沿周向开设有至少一个平衡油槽;所述节流通道为所述节流槽。
优选地,所述缓冲液压缸还包括控制部件,所述控制部件接收所述压力检测信号,并根据该信号发出油缸换向的指令。
优选地,所述缓冲液压缸还包括控制部件,所述控制部件接收所述压力检测信号,并判断所述缓冲腔体的压力是否处于预定范围值之内;
当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大所述无杆腔或者所述有杆腔的进油量的指令;
当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小所述无杆腔或者所述有杆腔的进油量的指令。
优选地,所述缓冲装置设于所述有杆腔内,所述有杆腔形成有所述缓冲腔体;
当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大所述无杆腔的进油量的指令;
当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小所述无杆腔的进油量的指令。
优选地,所述缓冲装置设于所述无杆腔内,所述无杆腔形成有所述缓冲腔体;
当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大所述有杆腔的进油量的指令;
当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小所述有杆腔的进油量的指令。
此外,为解决上述技术问题,本发明还提供一种工程机械,所述工程机械包括上述任一项所述的缓冲液压缸。
再者,为解决上述技术问题,本发明还提供一种缓冲液压缸的控制方法,包括如下步骤:
11)检测所述缓冲液压缸的缓冲腔体的压力;
12)根据该压力,确定所述缓冲液压缸的活塞所处的位置,或调节所述缓冲液压缸的有杆腔或无杆腔的进油量。
在现有技术的基础上,本发明所提供的缓冲液压缸,进一步包括检测其缓冲腔体内压力的压力检测部件,并根据所述缓冲腔体的突然增大的压力,发出压力检测信号。当缓冲液压缸运行到接近到位时,缓冲油缸进入缓冲区,此时便在缓冲液压缸的无杆腔或者有杆腔内形成缓冲腔体,该缓冲腔体仅通过节流通道与外部油路连通,因而随着缓冲液压缸进一步动作,该缓冲腔体内的压力会突然增大,压力检测部件检测到该突然增大的压力,便发出压力检测信号,根据该压力检测信号便可以确定此时液压缸运行到接近到位,然后缓冲液压缸便可以及时进行换向或其他动作。由于本发明是根据缓冲腔体内突然增大的压力信号来确定液压缸的位置,该种结构设计相对于通过光信号或磁信号进行位置检测的结构设计,能够较大程度地避免外界的干扰,因而位置检测的可靠性得以明显提高,进而提高了缓冲液压缸工作的可靠性。
综上所述,本发明所提供的缓冲液压缸能够较为可靠地检测其运动到位或接近到位时的位置,从而明显提高了工作的可靠性。
此外,本发明所提供包括该缓冲液压缸的工程机械、及该缓冲液压缸的控制方法,其技术效果与上述缓冲液压缸的技术效果基本相同,在此不再赘述。
附图说明
图1为本发明第一种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图2为本发明第二种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图3为本发明第三种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图4为本发明第四种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图5为本发明第五种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图6为本发明第六种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;
图7为本发明一种实施例中缓冲液压缸的控制方法的流程框图。
其中,图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
1缸筒;11无杆腔;12有杆腔;13缓冲腔体;14测压孔;
2活塞杆;21凸出部;3活塞;4压力检测部件;
51第一端盖;51a第一油口;52第二端盖;52a第二油口;
61弹簧座;62弹簧;63节流槽;64平衡油槽。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种缓冲液压缸,该缓冲液压缸的结构设计能够较为可靠地检测其运动到位或接近到位时的位置,从而明显提高了工作的可靠性。此外,本发明另一个核心为提供一种包括该缓冲液压缸的工程机械。再者,本发明又一个核心为提供一种上述缓冲液压缸的控制方法。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1、图2和图3,图1为本发明第一种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;图2为本发明第二种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;图3为本发明第三种实施例中缓冲液压缸的结构示意图。
在基础技术方案中,本发明所提供的缓冲液压缸,包括缸筒1和活塞杆2,活塞杆2上设有活塞3,活塞3分隔缸筒1的内腔为无杆腔11和有杆腔12;无杆腔11和有杆腔12中的至少一者设有缓冲装置,以便活塞3接近缸筒1的端部时无杆腔11或者有杆腔12中形成有缓冲腔体13,该缓冲腔体13仅通过节流通道与外部油路连通;需要说明的是,第一,可以仅无杆腔11中设有缓冲装置,此时当活塞3接近压缩极限位置时,在无杆腔11中形成有缓冲腔体13;第二,可以仅有杆腔12中设有缓冲装置,此时当活塞3接近伸长极限位置时,在有杆腔12中形成有缓冲腔体13;第三,无杆腔11和有杆腔12中可以均设有缓冲装置,因而当活塞3接近压缩极限位置时,在无杆腔11中形成有缓冲腔体13,当活塞3接近伸长极限位置时,在有杆腔12中形成有缓冲腔体13。
在上述现有技术的基础上,所述缓冲液压缸还包括检测缓冲腔体13内压力的压力检测部件4,并根据缓冲腔体13的突然增大的压力,发出压力检测信号。
当缓冲液压缸运行到接近到位时(亦即接近压缩极限位置或伸长极限位置时),缓冲油缸进入缓冲区,此时便在缓冲液压缸相对应的无杆腔11或有杆腔12内形成缓冲腔体13,该缓冲腔体13仅通过节流通道与外部油路连通,因而随着缓冲液压缸进一步动作,该缓冲腔体13内的压力会突然增大,压力检测部件4检测到该突然增大的压力,便发出压力检测信号,根据该压力检测信号便可以确定此时液压缸运行到接近到位,然后缓冲液压缸便可以及时进行换向或其他动作。由于本发明是根据缓冲腔体13内突然增大的压力信号来确定液压缸的位置,该种结构设计相对于通过光信号或磁信号进行位置检测的结构设计,能够较大程度地避免外界的干扰,因而位置检测的可靠性得以明显提高,进而提高了缓冲液压缸工作的可靠性。
需要说明的是,在上述基础技术方案中,对于缓冲装置的结构不作限制,该缓冲装置可以为图1至图3所示的包括弹簧62和弹簧座61的结构设计,亦可以为前文背景技术中缓冲柱塞的结构设计;当然,其他任意结构的缓冲装置,只要能够当活塞运行接近到位时在相对应的无杆腔或有杆腔中形成有压力突然增大的缓冲腔体,均应该在本发明的保护范围之内。
具体地,可以对缓冲装置作出具体设计。比如,如图1、图2和图3所示,所述缓冲装置包括弹簧座61和弹簧62,弹簧座61设于活塞杆2上,弹簧62设于弹簧座61和活塞3之间;活塞3运动至所述缓冲液压缸的端盖一侧时,弹簧座61封闭该端盖处的油口形成缓冲腔体13;在弹簧座61位置及弹簧座61与活塞3之间的位置,活塞杆2的侧壁上沿轴向直线开设有至少一个随着靠近所述端盖其槽深逐渐加大的节流槽63,并沿周向开设有至少一个平衡油槽64;所述节流通道为节流槽63。
由于开设有节流槽63,因而缓冲腔体13内的高压油可以通过该节流槽63排出,并且由于该节流槽63随着靠近液压缸的端盖其槽深逐渐加大,因而在缓冲腔体13内随着活塞3进一步运动,弹簧62被压缩,弹簧座61向靠近活塞3的方向运动,因而节流槽63的流通面积逐渐减小,使得缓冲腔体13内高压油的排出流量逐渐减小,从而对活塞3提供更大的阻力,使其速度减小得更快。
此外,由于开设有平衡油槽64(该平衡油槽64具体为沿活塞杆2圆周侧壁开设的环形凹槽),因而可以对弹簧座61起到平衡作用,防止其沿径向发生振动,同时该平衡油槽64中的液压油也可以对弹簧座61在活塞杆2侧壁上的运动起到润滑作用。
具体地,在上述基础技术方案中,所述缓冲液压缸还可以包括控制部件,所述控制部件接收所述压力检测信号,并根据该信号发出油缸换向的指令。如图1所示,随着活塞3在缓冲腔体13内继续伸长,如图2所示,随着活塞3在缓冲腔体13内继续压缩,缓冲腔体13内的压力变化过程为:先增大,达到一个峰值,然后再降低的过程;此时可以取压力下降过程中的一个值,当压力检测部件4检测到该压力值时,向控制部件发出一个压力检测信号,根据该信号,控制部件发出换向的指令。当然,也可以当缓冲腔体13内的压力为其他压力值时,控制部件发出换向指令,本发明对此不作限制。
此外,在上述基础技术方案中,还可以作出进一步改进。比如,控制部件接收到压力检测信号后,该压力检测信号对应着一个信号值,然后控制部件判断该信号值是否处于预定范围值内;当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,则说明此时液压缸的运行速度过慢,此时控制部件发出增大相对应的无杆腔11或者有杆腔12的进油量的指令,从而使得缓冲腔体13内的压力值处于预定范围值之内,进而使得液压缸的运行速度处于一个合理的速度范围内;当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,则说明此时液压缸的运行速度过快,此时控制部件发出减少相对应的无杆腔11或者有杆腔12的进油量的指令,从而使得缓冲腔体13内的压力值处于预定范围值之内,进而使得液压缸的运行速度达到一个合理的速度。
需要说明的是,在上述技术方案中,本领域的技术人员根据本领域的公知常识和常规试验是可以获得所述预定范围值的;该预定范围值对应着一个油缸合理的运行速度范围,检测到的信号值不处于该预定范围值内,则说明油缸的运行速度过慢或过快。
在本发明的第一种实施例中,如图1所示,所述缓冲装置仅设于有杆腔12内,有杆腔12形成有缓冲腔体13;因而当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大无杆腔11的进油量的指令;当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小无杆腔11的进油量的指令。
进一步地,在上述第一种实施例中,可具体设定一种缓冲装置的结构。如图1所示,所述缓冲液压缸包括位于有杆腔12一侧的第一端盖51,第一端盖51设有与有杆腔12连通的第一油口51a,节流槽63的槽深向靠近第一端盖51的方向逐渐加大;在此基础上,活塞3运动至第一端盖51一侧时,弹簧座61封闭第一油口51a形成缓冲腔体13,此时液压油通过设于活塞杆2上的节流槽63回油。显然,该种结构设计能够较为方便地在有杆腔12中形成有缓冲腔体13,并且结构较为简单,工作可靠性高。
如图2所示,在本发明的第二种实施例中,所述缓冲装置仅设于无杆腔11内,无杆腔11形成有缓冲腔体13;因而当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大有杆腔12的进油量的指令;当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小有杆腔12的进油量的指令。
进一步地,在上述第二种实施例中,可以具体设定一种缓冲装置结构。比如,如图2所示,所述缓冲液压缸包括位于无杆腔11一侧的第二端盖52,第二端盖52设有与无杆腔11连通的第二油口52a,节流槽63的槽深向靠近第一端盖51的方向逐渐加大;在此基础上,如图2所示,活塞杆2设有伸入到无杆腔11中的凸出部21,弹簧座61设于凸出部21远离活塞3的一端,弹簧62设于弹簧座61和活塞3之间;活塞3运动至第二端盖52一侧时,弹簧座61封闭第二油口52a形成缓冲腔体13,此时缓冲腔体13内的液压油通过设于活塞杆2上的节流槽63回油。显然,该种结构设计能够较为方便地在无杆腔11中形成有缓冲腔体13,并且结构较为简单,工作可靠性高。
如图3所示,在本发明的第三种实施例中,无杆腔11和有杆腔12中均设有缓冲装置,因而当活塞3接近压缩极限位置时,在无杆腔11中形成有缓冲腔体13;当活塞3接近伸长极限位置时,在有杆腔12中形成有缓冲腔体13;图3中有杆腔12中的缓冲装置和无杆腔11中的缓冲装置的具体结构分别与图1和图2中缓冲装置的具体结构相同,在此不再赘述。
具体地,在上述任一种技术方案中,如图1、图2和图3所示,所述缓冲液压缸还包括与缓冲腔体13连通的测压孔14,该测压孔14可以具体开设有缸筒1的侧壁上或者相应的端盖上,压力检测部件4连接于测压孔14上。该种结构设计非常方便地实现了对缓冲腔体13检测压力的目的。
需要说明的是,本发明压力检测部件所发出的压力检测信号不仅可以用于确定缓冲液压缸的活塞的位置和调节缓冲液压缸相应腔体内的流量,还可以用来作其他液压元件或液压回路的通断控制信号。
请参考图4、图5和图6,图4为本发明第四种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;图5为本发明第五种实施例中缓冲液压缸的结构示意图;图6为本发明第六种实施例中缓冲液压缸的结构示意图。
具体地,在上述基础技术方案的基础上,还可以对所述缓冲装置的结构和缓冲腔体13的形成作出具体设计。
比如,在本发明第四种实施例中,如图4所示,当活塞3运动到无杆腔11一侧的端部时,活塞3将油口73堵塞,此时无杆腔中形成有缓冲腔体13,该缓冲腔体13内的液压油通过节流阀71流出;同时,为了提高安全性能,缓冲腔体13连接有溢流阀72。
在本发明第五种实施例中,如图5所示,活塞3设有缓冲柱塞74,当活塞3运行到端部时,缓冲柱塞74插入缓冲腔体13内,从而将缓冲腔体13堵塞,此时缓冲腔体13内的液压油通过节流阀71流出。
在本发明的第六种实施例中,如图6所示,活塞3上设有缓冲柱塞74,当活塞3运行到端部时,缓冲柱塞74插入缓冲腔体13内,从而将缓冲腔体13堵塞,同时缓冲柱塞74上设有如图1至图3所示的节流槽63,缓冲腔体13内的液压油通过该节流槽63流出。
此外,本发明还提供一种工程机械,该工程机械包括上述任一种技术方案中的缓冲液压缸,该工程机械的其他部分可以参照现有技术,本文不再展开。
再者,本发明还提供一种缓冲液压缸的控制方法,具体请参考图7,图7为本发明一种实施例中缓冲液压缸的控制方法的流程框图。
在现有技术中,一般是通过位移传感器,通过光信号或磁信号来检测缓冲液压缸的位置,由于光信号或磁信号易于受到外界干扰,该种检测方法可靠性不高。鉴于此,本发明提供了一种新的缓冲液压缸的位置检测方法,包括如下步骤:
S11:检测所述缓冲液压缸的缓冲腔体13的突然增大的压力;当液压缸运行到缓冲区,形成缓冲腔体13,通过压力检测部件4检测高缓冲腔体13内突然增大的压力,并发出压力检测信号。
S12:根据该突然增大的压力,确定所述缓冲液压缸的活塞3所处的位置,或调节所述缓冲液压缸有杆腔12或无杆腔11的进油量。缓冲液压缸的控制部件接收该压力检测信号,根据该信号便可确定液压缸处于接近压缩极限或伸长极限位置,进而可以发出液压缸换向的指令或其他指令。此外,如上文所述,当所述信号值小于所述预定范围值的最小值时,所述控制部件发出增大无杆腔11或者有杆腔12的进油量的指令;当所述信号值大于所述预定范围值的最大值时,所述控制部件发出减小无杆腔11或者有杆腔12的进油量的指令。
显然,相对于现有技术,上述通过压力信号检测液压缸位置的方法,由于较大程度上避免了外界干扰,因而位置检测的靠性得到显著提高。
以上对本发明所提供的缓冲液压缸及其控制方法、工程机械进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。