CN103994109A - 可用于测量体积的液压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于测量体积的液压装置，包括液体储存容器、活塞组件、位移传感器、固定板、进出液口和密封圈；液体储存容器为圆筒形，包括液体储存容器主体以及分别与液体储存容器主体的两端固定连接的主端盖和副端盖，进出液口设置在主端盖上；活塞组件包括活塞头和活塞杆，活塞头位于液体储存容器主体内部并与液体储存容器主体的圆周壁接触，活塞杆的一端穿过主端盖固定在活塞头上；位移传感器用于采集活塞头的移动位移，活塞杆的另一端与位移传感器连接，位移传感器固定在固定板上；活塞杆与主端盖之间、活塞头与液体储存容器主体的圆周壁之间通过密封圈密封。该液压装置适合用于实时测量水下机器人的浮力。

Description

可用于测量体积的液压装置

技术领域

本发明涉及测量仪器仪表领域，特别是涉及一种可用于测量体积的液压装置及实时检测水下滑翔机浮力的液压系统。

背景技术

现有使用的液压容器主要有以下几个缺点：1、无法精确地测量其体积。2、容器体积、重量较大，在机器人小型化特别是水下机器人小型化过程受到了很大制约，同时也提出了对可测体积的小型液压容器的需求。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明提出一种可用于测量体积的液压装置及实时检测水下滑翔机浮力的液压系统。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种可用于测量体积的液压装置，包括液体储存容器、活塞组件、位移传感器、固定板、进出液口和密封圈；所述液体储存容器为圆筒形，包括液体储存容器主体以及分别与所述液体储存容器主体的两端固定连接的主端盖和副端盖，所述进出液口设置在所述主端盖上；所述活塞组件包括活塞头和活塞杆，所述活塞头位于所述液体储存容器主体内部并与所述液体储存容器主体的圆周壁接触，所述活塞杆的一端穿过所述主端盖固定在所述活塞头上；所述位移传感器用于采集所述活塞头的移动位移，所述活塞杆的另一端与所述位移传感器连接，所述位移传感器固定在所述固定板上；所述活塞杆与所述主端盖之间、所述活塞头与所述液体储存容器主体的圆周壁之间通过所述密封圈密封。

以上技术方案中，位于圆筒形的液体储存容器内的活塞头可自由平移，在液体储存容器内的液体量变化时，活塞头自由平移产生位移，与活塞杆连接的位移传感器采用精密电位器的检测方式，能够实现对活塞头的绝对位置采集，可以通过已知的计算方法根据测量得到的位置信号进行计算精确地得到液体储存容器内液体的体积。

优选地，所述位移传感器是拉线式位移传感器。

优选地，还包括双头螺栓，所述述活塞杆的另一端与所述位移传感器通过所述双头螺栓连接。

优选地，还包括至少三条螺纹杆，所述主端盖和副端盖的直径大于所述液体储存容器主体的直径，所述螺纹杆设在所述液体储存容器主体外，每条所述螺纹杆穿设在所述主端盖、副端盖和固定板上。

优选地，所述密封圈的压缩率为8～15％。

优选地，所述密封圈为O型密封圈，所述O型圈压缩率为10％。

一种实时检测水下滑翔机浮力的液压系统，包括上述任意一项所述的液压装置、微处理器和液压泵，所述微处理器与所述位移传感器连接，用于根据所述位移传感器采集的所述活塞头的移动位移计算得到所述液体储存容器主体内的液体体积进而计算得到水下滑翔机所受的净浮力，所述液压泵与所述进出液口连接，用于向所述液体储存容器主体输送液体或从液体储存容器主体内抽吸液体。

本发明具有如下优点：本发明不仅能够作为水，油等液体的容器，还能够实时、精确地测量其体积，该可用于测量体积的液压装置体积小、重量轻，成本低，结构简单，容易操作，所占空间小，非常适合水下机器人领域使用，特别适用于利用净浮力驱动的水下滑翔机，通过对油缸体积的测量能够精确地实时地计算出水下滑翔机所受净浮力大小，从而提高水下滑翔机的控制精度。

附图说明

图1为本发明一优选实施例中可用于测量体积的液压装置的结构示意图图；

图2为图1的局部剖面图；

图3是本发明一实施例中的液压系统示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

本发明提供一种可用于测量体积的液压装置，在一个实施例中，包括液体储存容器、活塞组件、位移传感器、固定板、进出液口和密封圈；所述液体储存容器为圆筒形，包括液体储存容器主体以及分别与所述液体储存容器主体的两端固定连接的主端盖和副端盖，所述进出液口设置在所述主端盖上；所述活塞组件包括活塞头和活塞杆，所述活塞头位于所述液体储存容器主体内部并与所述液体储存容器主体的圆周壁接触，所述活塞杆的一端穿过所述主端盖固定在所述活塞头上；所述位移传感器用于采集所述活塞头的移动位移，所述活塞杆的另一端与所述位移传感器连接，所述位移传感器固定在所述固定板上；所述活塞杆与所述主端盖之间、所述活塞头与所述液体储存容器主体的圆周壁之间通过所述密封圈密封。

在一个优选实施例中，如图1和2所示，一种可用于测量体积的液压装置，包括液体储存容器、活塞组件、位移传感器2、固定板1、进出液口8和密封圈10；所述液体储存容器为圆筒形，包括液体储存容器主体6以及分别与所述液体储存容器主体6的两端固定连接的主端盖11和副端盖7，所述进出液口8设置在所述主端盖11上；所述活塞组件包括活塞头9和活塞杆5，所述活塞头9位于所述液体储存容器主体6内部并与所述液体储存容器主体6的圆周壁接触，所述活塞杆5的一端穿过所述主端盖11固定在所述活塞头9上；所述位移传感器2用于采集所述活塞头9的移动位移，所述活塞杆5的另一端与所述位移传感器2连接，所述位移传感器2固定在所述固定板1上；所述活塞杆5与所述主端盖11之间、所述活塞头9与所述液体储存容器主体6的圆周壁之间通过所述密封圈10密封。

其中，所述位移传感器2采用精密电位器的检测方式的拉线式位移传感器。还包括双头螺栓4，活塞杆5的另一端与所述位移传感器2通过所述双头螺栓4连接。所述密封圈的压缩率以8～15％为宜，可以采用O型密封圈，兼顾O型密封圈的密封阻力和密封效果，O型密封圈压缩率选择10％为宜。位移传感器2可以通过两个M5螺钉固定在固定板1上，主端盖11和副端盖7可以分别通过3个M4螺栓螺母固定在液体储存容器主体6上。

还包括三条螺纹杆3(其他实施例中，可以不限于三条)，所述主端盖11和副端盖7的直径大于所述液体储存容器主体6的直径，所述螺纹杆3设在所述液体储存容器主体6外，每条所述螺纹杆3穿设在所述主端盖11、副端盖7和固定板1上，这样，液压装置通过这三条螺纹杆与外部机构(例如水下机器人的耐压舱内部)固定连接。

本发明还提供一种实时检测水下滑翔机浮力的液压系统，如图3所示，包括上述的液压装置12、微处理器13和液压泵14，所述微处理器13与所述位移传感器2连接，用于根据所述位移传感器采集的所述活塞头的移动位移计算得到所述液体储存容器主体内的液体体积进而计算得到水下滑翔机所受的净浮力，所述液压泵14与所述进出液口8连接，用于向所述液体储存容器主体输送液体或从液体储存容器主体内抽吸液体。

在液压系统中，液压泵在传输过程中需要保证一定的压力，本发明利用位移传感器的拉线有一定拉力的特点，使得液压泵向所述液体储存容器主体输送液体或从液体储存容器主体内抽吸液体过程中，液压泵提供的压力可以只需要大于拉线的拉力与O型密封圈的摩擦力之差，使得液体储存容器主体内的液体更容易被液压泵抽送，同时这样的结构设计相比于大大节省了所占空间。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可用于测量体积的液压装置，其特征在于：包括液体储存容器、活塞组件、位移传感器、固定板、进出液口和密封圈；所述液体储存容器为圆筒形，包括液体储存容器主体以及分别与所述液体储存容器主体的两端固定连接的主端盖和副端盖，所述进出液口设置在所述主端盖上；所述活塞组件包括活塞头和活塞杆，所述活塞头位于所述液体储存容器主体内部并与所述液体储存容器主体的圆周壁接触，所述活塞杆的一端穿过所述主端盖固定在所述活塞头上；所述位移传感器用于采集所述活塞头的移动位移，所述活塞杆的另一端与所述位移传感器连接，所述位移传感器固定在所述固定板上；所述活塞杆与所述主端盖之间、所述活塞头与所述液体储存容器主体的圆周壁之间通过所述密封圈密封。 

2.如权利要求1所述的液压装置，其特征在于：所述位移传感器是拉线式位移传感器。 

3.如权利要求1或2的液压装置，其特征在于：还包括双头螺栓，所述活塞杆的另一端与所述位移传感器通过所述双头螺栓连接。 

4.如权利要求1所述的液压装置，其特征在于：还包括至少三条螺纹杆，所述主端盖和副端盖的直径大于所述液体储存容器主体的直径，所述螺纹杆设在所述液体储存容器主体外，每条所述螺纹杆穿设在所述主端盖、副端盖和固定板上。 

5.如权利要求1所述的液压装置，其特征在于：所述密封圈的压缩率为8～15％。 

6.如权利要求1或5所述的液压装置，其特征在于：所述密封圈为O型密封圈；所述O型圈压缩率为10％。 

7.一种实时检测水下滑翔机浮力的液压系统，其特征在于：包括权利要求1-6任意一项所述的液压装置、微处理器和液压泵，所述微处理器与所述位移传感器连接，用于根据所述位移传感器采集的所述活塞头的移动位移计算得到所述液体储存容器主体内的液体体积进而计算得到水下滑翔机所受的净浮力，所述液压泵与所述进出液口连接，用于向所述液体储存容器主体输送液体或从液体储存容器主体内抽吸液体。