CN103742479A - 可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，包括活塞杆、活塞和缸套，还包括支撑杆、第一通讯模块、与该第一通讯模块无线通讯的第二通讯模块以及用于检测活塞杆位移的测距模块，第二通讯模块与外部检测仪器连接通讯；活塞杆呈中空管状，具有第一圆柱形内腔；活塞开有与第一圆柱形内腔同轴的通孔；支撑杆依次穿过缸套的底部、通孔后伸入第一圆柱形内腔内；测距模块和第一通讯模块均安装于支撑杆伸入第一圆柱形内腔内的一端；第二通讯模块固定于活塞杆的头端，该第二通讯模块与第一通讯模块间隔设置。本发明能在活塞杆内对活塞杆进行位移测量，第一通讯模块和第二通讯模块在活塞杆伸缩过程中通过无线方式实现了活塞杆端与缸套端的数据通讯，且其结构简单装配容易，成本低。

Description

可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置

 

技术领域

本发明涉及液压油缸，具体涉及可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置。

背景技术

液压油缸是一种提供直线运动的液压传动装置，通过液压油的驱动使活塞杆在缸套中伸出与缩回。在以液压缸为执行元件的系统中，需要活塞杆位移的同时建立活塞杆端与缸套端的通讯，现有的所有的控制方法和控制策略的目标都是控制液压缸的速度和位移，由于速度测量可以由位移除以时间得到，因此最终的测量仍回归到对位移的测量。

因此，对活塞杆位移的测量尤其重要，现有液压油缸的位移测量方法可分为外置式和内置式两种。外置位移测量的液压油缸在其外部安装位移测量装置，是一种目前使用最为普遍的方法，外置的位移传感器可使用任何一种测量范围和精度符合要求的位移传感器，传感器需要占用液压缸以外的空间，维护方便，安装简单，但在外力有可能作用到传感器的工作环境（例如挖掘机主液压缸）和空间狭窄的工作环境（例如矿井）中较难以适用；内置位移测量的液压油缸其位移传感部分在液压缸内部，传感器不占用液压缸以外的空间，不怕外力冲击，对安装环境没有特殊要求，但液压缸本身的技术难度增大，安装相对复杂，价格高，维护成本高。

在某种特定场合（如利用液压油缸执行探测功能等），液压油缸活塞杆与缸套之间需要建立实时的通讯联系，通常的解决方案仍然是外置式和内置式两种方法。与液压油缸的位移测量相似，外置式在有外力作用和空间狭窄的环境下难以适用，而常规内置式解决方案技术难度大，安装复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，能在活塞杆内对活塞杆进行位移测量，第一通讯模块和第二通讯模块在活塞杆伸缩过程中通过无线方式实现了活塞杆端与缸套端的数据通讯，且其结构简单装配容易，成本低。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，包括活塞杆、活塞和缸套，所述活塞固定于活塞杆的尾端并与缸套的内壁滑动配合，活塞杆的头端由缸套内伸出缸套外，还包括支撑杆、第一通讯模块、与该第一通讯模块无线通讯的第二通讯模块以及用于检测活塞杆位移的测距模块，第一通讯模块和第二通讯模块均与外部检测仪器连接通讯；所述活塞杆呈中空管状，具有第一圆柱形内腔；所述活塞开有与第一圆柱形内腔同轴的通孔；所述支撑杆依次穿过缸套的底部、通孔后伸入第一圆柱形内腔内，该支撑杆固定于缸套的底部，该支撑杆与通孔滑动配合并与第一圆柱形内腔间隙配合；所述测距模块和第一通讯模块均安装于支撑杆伸入第一圆柱形内腔内的一端；所述第二通讯模块固定于活塞杆的头端，并位于第一圆柱形内腔内，该第二通讯模块与第一通讯模块间隔设置。

优选地，所述支撑杆伸入第一圆柱形内腔内的一端固定有第一转换套，所述测距模块和第一通讯模块均安装于第一转换套上。

优选地，所述第一转换套包括圆柱形固定座及由该圆柱形固定座朝第二通讯模块的方向伸出的安装柱，所述圆柱形固定座与第一圆柱形内腔滑动配合，所述测距模块和第一通讯模块固定于安装柱上。

优选地，所述支撑杆呈中空管状，具有第二圆柱形内腔；所述圆柱形固定座上还伸出有插柱，该插柱插装固定于第二圆柱形内腔中。

优选地，所述可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置还包括第一数据通讯线，该第一数据通讯线的一端分别连接测距模块和第一通讯模块，第一数据通讯线的另一端穿过第二圆柱形内腔后伸出支撑杆外。

优选地，位于所述活塞杆头端的第一圆柱形内腔内设有插装部，该插装部上开有连通第一圆柱形内腔和外界的插孔，插孔的直径小于第一圆柱形内腔的直径；所述第二通讯模块固定于一第二转换套上，该第二转换套插装于插孔中。

优选地，所述插孔与第一圆柱形内腔同轴，所述第二转换套与第一圆柱形内腔的内壁间隔而形成空隙。

优选地，所述可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置还包括第二数据通讯线，该第二数据通讯线的一端连接第二通讯模块，第二数据通讯线的另一端穿过插孔后伸出活塞杆外。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本发明的活塞杆在伸缩动作时，将相对于固定在缸套上的支撑杆产生相对位移，测距模块则可检测到该位移变化，同时通过第一通讯模块与第二通讯模块进行无线方式的数据通讯，在活塞杆伸缩的过程中实现活塞杆端与缸套端的数据通讯，以简单、装配容易的结构实现活塞杆位移测量的同时对外传输通讯该活塞杆位移测量的数据，以便外部实时显示该活塞杆的位移量，也利于外部实时控制活塞杆的伸缩动作；

（2）本发明的圆柱形固定座与第一圆柱形内腔的滑动配合，利于保持安装柱处于较稳定的测距状态，防止外部振动而影响测距模块和第一通讯模块的工作，也可使测距模块和第一通讯模块跟随活塞杆的轻微振动，以自主排除抵消活塞杆的轻微振动干扰；

（3）本发明第一数据通讯线和第二数据通讯线，可分别通过第一数据通讯线和第二数据通讯线连接至外部检测仪器，以在活塞杆伸缩的过程中实现活塞杆端与缸套端的数据通讯排除其它电磁波的干扰，适应在复杂的电磁环境中工作；

（4）本发明的第一转换套和第二转换套的设置大大方便了测距模块、第一通讯模块、第二通讯模块的内置安装，简化了结构的同时简化了装配步骤，也降低了成本。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置的剖视结构示意图。

图中：1、活塞杆；11、插装部；12、插孔；101、第一圆柱形内腔；102、空隙；2、活塞；21、通孔；3、缸套；4、支撑杆；401、第二圆柱形内腔；5、第一通讯模块；6、第二通讯模块；7、第一转换套；71、圆柱形固定座；72、安装柱；73、插柱；8、第二转换套；9、第一数据通讯线；10、第二数据通讯线。

具体实施方式

如图1所示的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，包括活塞杆1、活塞2、缸套3、支撑杆4、第一通讯模块5、与该第一通讯模块5无线通讯的第二通讯模块6以及用于检测活塞杆1位移的测距模块（图中未示出），活塞2固定于活塞杆1的尾端并与缸套3的内壁滑动配合，活塞杆1的头端由缸套3内伸出缸套3外。第一通讯模块5和第二通讯模块6均与外部检测仪器连接通讯；活塞杆1呈中空管状，具有第一圆柱形内腔101；活塞2开有与第一圆柱形内腔101同轴的通孔21；支撑杆4依次穿过缸套3的底部、通孔21后伸入第一圆柱形内腔101内，该支撑杆4固定于缸套3的底部，该支撑杆4与通孔21滑动配合并与第一圆柱形内腔101间隙配合；测距模块和第一通讯模块5均安装于支撑杆4伸入第一圆柱形内腔101内的一端；第二通讯模块6固定于活塞杆1的头端，并位于第一圆柱形内腔101内，该第二通讯模块6与第一通讯模块5间隔设置。

在缸套3中对应设置进油口和回油管道，在往进油口中通入高压油后，则可推动活塞杆1在缸套3中伸缩动作。而活塞杆1伸缩动作时，将相对于固定在缸套3上的支撑杆4产生相对位移，测距模块则可检测到该位移变化，具体是可通过测距模块直接感知第一圆柱形内腔101的位移或者感知与第二通讯模块6的间隔距离的变化来获得活塞杆1的位移数据，并将产生数据信号与第二通讯模块6保持无线方式的数据通讯，以简单、装配容易的结构实现活塞杆1位移测量的同时对外传输通讯该活塞杆1位移测量的数据，以便外部实时显示该活塞杆1的位移量、速度变化量，也利于外部实时控制活塞杆1的伸缩动作。

其中，本实施例的测距模块可采用现有的超声波测距模块、红外线测距模块等用于测量位移量的模块，第一通讯模块5和第二通讯模块6可采用现有的WIFI通讯模块、蓝牙通讯模块等通过电磁波进行无线通讯的模块。本实施例的第一通讯模块5和测距模块集成封装于一个电路单元中。

为便于测距模块和第一通讯模块5的安装，支撑杆4伸入第一圆柱形内腔101内的一端固定有第一转换套7，测距模块和第一通讯模块5均安装于第一转换套7上。测距模块和第一通讯模块5在第一转换套7上得到稳固固定。其中，本实施例的第一转换套7包括圆柱形固定座71及由该圆柱形固定座71朝第二通讯模块6的方向伸出的安装柱72，圆柱形固定座71与第一圆柱形内腔101滑动配合，测距模块和第一通讯模块5固定于安装柱72上。

将圆柱形固定座71与第一圆柱形内腔101滑动配合，利于保持安装柱72处于较稳定的测距状态，防止外部振动而影响测距模块和第一通讯模块5的工作，也可使测距模块和第一通讯模块5跟随活塞杆1的轻微振动而同步振动，以自主排除活塞杆1的轻微振动干扰。

为进一步便于第一转换套7的装拆，支撑杆4呈中空管状，具有第二圆柱形内腔401；圆柱形固定座71上还伸出有插柱73，该插柱73插装固定于第二圆柱形内腔401中。第一转换套7通过插柱73实现了与支撑杆4便捷的可拆卸连接。

位于活塞杆1头端的第一圆柱形内腔101内设有插装部11，该插装部11上开有连通第一圆柱形内腔101和外界的插孔12，插孔12的直径小于第一圆柱形内腔101的直径；第二通讯模块6固定于一第二转换套8上，该第二转换套8插装于插孔12中，以便第二转换套8的装拆。其中，插孔12与第一圆柱形内腔101同轴，第二转换套8与第一圆柱形内腔101的内壁间隔而形成空隙102。该空隙102可最大程度地减小活塞杆1的振动给第二通讯模块6带来的影响。

本可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置还可增加设置第一数据通讯线9和第二数据通讯线10，该第一数据通讯线9的一端分别连接测距模块和第一通讯模块5，第一数据通讯线9的另一端穿过第二圆柱形内腔401后伸出支撑杆4外；该第二数据通讯线10的一端连接第二通讯模块6，第二数据通讯线10的另一端穿过插孔12后伸出活塞杆1外。

第一数据通讯线9和第二数据通讯线10，可直接连接至外部检测仪器，以做实体的通讯线路，用于实时准确反映活塞杆1的位移状态，排除其它电磁波的干扰，适应在复杂的电磁环境中工作。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，包括活塞杆、活塞和缸套，所述活塞固定于活塞杆的尾端并与缸套的内壁滑动配合，活塞杆的头端由缸套内伸出缸套外，其特征在于：还包括支撑杆、第一通讯模块、与该第一通讯模块无线通讯的第二通讯模块以及用于检测活塞杆位移的测距模块，第一通讯模块和第二通讯模块均与外部检测仪器连接通讯；所述活塞杆呈中空管状，具有第一圆柱形内腔；所述活塞开有与第一圆柱形内腔同轴的通孔；所述支撑杆依次穿过缸套的底部、通孔后伸入第一圆柱形内腔内，该支撑杆固定于缸套的底部，该支撑杆与通孔滑动配合并与第一圆柱形内腔间隙配合；所述测距模块和第一通讯模块均安装于支撑杆伸入第一圆柱形内腔内的一端；所述第二通讯模块固定于活塞杆的头端，并位于第一圆柱形内腔内，该第二通讯模块与第一通讯模块间隔设置。

2.根据权利要求1所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述支撑杆伸入第一圆柱形内腔内的一端固定有第一转换套，所述测距模块和第一通讯模块均安装于第一转换套上。

3.根据权利要求2所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述第一转换套包括圆柱形固定座及由该圆柱形固定座朝第二通讯模块的方向伸出的安装柱，所述圆柱形固定座与第一圆柱形内腔滑动配合，所述测距模块和第一通讯模块固定于安装柱上。

4.根据权利要求3所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述支撑杆呈中空管状，具有第二圆柱形内腔；所述圆柱形固定座上还伸出有插柱，该插柱插装固定于第二圆柱形内腔中。

5.根据权利要求4所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置还包括第一数据通讯线，该第一数据通讯线的一端分别连接测距模块和第一通讯模块，第一数据通讯线的另一端穿过第二圆柱形内腔后伸出支撑杆外。

6.根据权利要求1所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：位于所述活塞杆头端的第一圆柱形内腔内设有插装部，该插装部上开有连通第一圆柱形内腔和外界的插孔，插孔的直径小于第一圆柱形内腔的直径；所述第二通讯模块固定于一第二转换套上，该第二转换套插装于插孔中。

7.根据权利要求6所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述插孔与第一圆柱形内腔同轴，所述第二转换套与第一圆柱形内腔的内壁间隔而形成空隙。

8.根据权利要求6或7所述的可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置，其特征在于：所述可实现位移检测和数据通讯的液压油缸装置还包括第二数据通讯线，该第二数据通讯线的一端连接第二通讯模块，第二数据通讯线的另一端穿过插孔后伸出活塞杆外。

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