CN104047920A - 双自由度液压缸 - Google Patents
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Abstract
双自由度液压缸，包括：活塞杆、缸体和端盖；活塞杆上连接有活塞，活塞杆通过连轴套连接液压马达，连轴套不限制活塞杆的轴向滑动，连轴套一端通过键与液压马达驱动轴相连，连轴套另一端通过钢珠与活塞杆相连；活塞杆的另一端连接载荷；活塞的侧面均布有反向的两组沟槽，两组沟槽的几何形状相同、相互间隔布置，且都平行于所述的活塞杆的轴心线；第一组沟槽只贯彻到所述活塞的一个端面，而第二组沟槽只贯彻至所述的活塞另一个端面；第一组沟槽数量是Z个，Z为自然数，所述沟槽的圆心角为π/(2Z)，组内沟槽的相邻沟槽的圆心角为2π/Z，不同组的相邻的沟槽的圆心角为π/Z；缸体中部有偶数个径向油孔；油孔直径小于等于所述活塞单个沟槽宽度，相邻两个径向油孔的圆心角等于π/Z。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压缸。
背景技术
城市道路中间隔离护栏和道路两侧护栏的清洗车通常是滚筒式，当滚筒单向旋转时，滚筒外壁上的纺织品与护栏直接接触，达到清除护栏表面污染物的目的。由于滚筒是单自由度转动，滚筒外壁上的纺织品与护栏也是单自由度摩擦的，这种单自由度摩擦会导致护栏表面污染物清除不彻底的现象。
滚筒是由护栏清洗车的液压缸驱动的，清洗车的液压缸只能单相驱动。
发明内容
本发明要克服现有滚筒式护栏清洗车的液压缸只能单向转动的缺陷，提供一种能够双自由度运动的液压缸，双自由度液压缸活塞杆可以同时进行旋转运动和线性运动。
本发明采用如下技术方案：
双自由度液压缸，包括：活塞杆、缸体和端盖；其特征在于：所述活塞杆上连接有活塞，所述活塞杆通过连轴套连接液压马达，所述连轴套不限制活塞杆的轴向滑动，所述连轴套一端通过键与液压马达驱动轴相连，所述连轴套另一端通过钢珠与活塞杆相连；所述的活塞杆的另一端连接载荷；
所述活塞的侧面均布有反向的两组沟槽，所述两组沟槽的几何形状相同、相互间隔布置，且都平行于所述的活塞杆的轴心线；其中的第一组沟槽只贯彻到所述活塞的一个端面，而第二组沟槽只贯彻至所述的活塞另一个端面；所述的第一组沟槽数量是Z个，Z为自然数，所述沟槽的圆心角为π/(2Z)，所述的组内沟槽的相邻沟槽的圆心角为2π/Z，不同组的相邻的沟槽的圆心角为π/Z；
所述缸体中部有偶数个径向油孔；所述的油孔直径小于等于所述活塞单个沟槽宽度，相邻两个径向油孔的圆心角等于π/Z。
所述的油孔的数目可以选2或4。
通过控制液压马达可以实现液压缸活塞杆的旋转运动，活塞杆的旋转运动使得活塞沟槽与缸体油孔周期性交替沟通，实现液压缸活塞两侧容腔油液交替进出，活塞两侧油压交替变化驱动活塞杆线性滑动。
本发明的技术构思为：
双自由度液压缸采用活塞杆双自由度设计而成，即活塞杆旋转运动的同时又可以轴向滑动，活塞杆由液压马达通过连轴套驱动旋转，使得活塞上的沟槽与缸体上的油孔周期性交替沟通，由于活塞两侧沟槽等距离间隔，使得进出液压缸两腔油液的流量大小及方向产生相位差为π的周期性变化，从而驱动液压缸活塞杆实现周期性往复运动；通过改变液压系统压力、液压马达转速、改变活塞沟槽数和增加活塞沟槽与缸体油孔接触面积等方法可以实现控制活塞杆往复运动的幅值。
本发明具有的创新点：液压马达驱动液压缸活塞杆实现旋转运动的同时活塞杆可以自动实现往复运动，所述液压缸活塞杆往复运动的频率受液压马达转速和活塞设置沟槽数影响，所述液压马达转速越高，活塞杆往复运动频率越高，所述活塞设置沟槽数越多，活塞杆往复运动频率越高，但活塞杆振幅越小。
本发明的优点是：可以同时旋转运动和线性运动的驱动，提高滚筒式护栏清洗车的清洗效果。
附图说明
图1是本发明的基本结构图。
图2是活塞杆的基本结构图。
图3是缸体的基本结构图。
图4是缸体与活塞配合径向剖视图。
图5是端盖基本结构图。
图6是本发明活塞杆转动角位移与活塞杆往复运动仿真曲线图。
图7是本发明活塞杆与驱动马达的连轴套基本结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
双自由度液压缸，包括：活塞杆、缸体和端盖；其特征在于：所述活塞杆上连接有活塞，所述活塞杆通过连轴套连接液压马达，所述连轴套不限制活塞杆的轴向滑动，所述连轴套一端通过键与液压马达驱动轴相连，所述连轴套另一端通过钢珠与活塞杆相连；所述的活塞杆的另一端连接载荷；
所述活塞的侧面均布有反向的两组沟槽，所述两组沟槽的几何形状相同、相互间隔布置，且都平行于所述的活塞杆的轴心线；其中的第一组沟槽只贯彻到所述活塞的一个端面，而第二组沟槽只贯彻至所述的活塞另一个端面；所述的第一组沟槽数量是Z个，Z为自然数，所述沟槽的圆心角为π/(2Z)，所述的组内沟槽的相邻沟槽的圆心角为2π/Z，不同组的相邻的沟槽的圆心角为π/Z；
所述缸体中部有偶数个径向油孔；所述的油孔直径小于等于所述活塞单个沟槽宽度，相邻两个径向油孔的圆心角等于π/Z。
所述的油孔的数目可以选2或4。
参照图1，一种双自由度液压缸包括活塞杆1、缸体3、端盖2和端盖4。
参照图2，活塞杆1一端有螺纹，可以与外界负载连接，另一端有键槽，可以通过连轴套与液压马达连接，活塞8两侧分别设置一组等数量、相同几何尺寸的沟槽，所述一组沟槽6，相邻沟槽圆心角等于单个沟槽圆心角θ的四倍，所述另一组沟槽7，相邻沟槽圆心角等于单个沟槽圆心角θ的四倍，所述一组沟槽6与所述另一组沟槽7相邻沟槽圆心角是单个沟槽圆心角θ的二倍。
参照图3，缸体3两端各开始四个螺栓孔，固定所述端盖2和端盖4(参照图5)，形成双自由度液压缸的两个油腔，所述缸体3轴向长度中间径向开有油孔9和油孔10，所述油孔9和油孔10在缸体3内孔处的直径等于所述活塞8上沟槽6和沟槽7的沟槽宽度，所述油孔9和油孔10的圆心角等于二倍的所述活塞8上单个沟槽圆心角θ。
参照图4，所述缸体3的油孔9和油孔10与所述活塞8的沟槽6和沟槽7相匹配，所述活塞8在液压马达驱动下旋转时，沟槽6和沟槽7与油孔9和油孔10周期性沟通，缸体3的两个油腔周期性的进、排油，所述活塞杆1实现周期性往复运动(参照图6)。
本发明的有益效果主要表现在液压缸活塞杆的双自由度运动，该发明专利在护栏清洗车或洗车行洗车机等方面的应用可以有效提高清洗效率，利于节能减排。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列
举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.双自由度液压缸，包括：活塞杆、缸体和端盖；其特征在于：所述活塞杆上连接有活塞，所述活塞杆通过连轴套连接液压马达，所述连轴套不限制活塞杆的轴向滑动，所述连轴套一端通过键与液压马达驱动轴相连，所述连轴套另一端通过钢珠与活塞杆相连；所述的活塞杆的另一端连接载荷；
所述活塞的侧面均布有反向的两组沟槽，所述两组沟槽的几何形状相同、相互间隔布置，且都平行于所述的活塞杆的轴心线；其中的第一组沟槽只贯彻到所述活塞的一个端面，而第二组沟槽只贯彻至所述的活塞另一个端面；所述的第一组沟槽数量是Z个，Z为自然数，所述沟槽的圆心角为π/(2Z)，所述的组内沟槽的相邻沟槽的圆心角为2π/Z，不同组的相邻的沟槽的圆心角为π/Z；
所述缸体中部有偶数个径向油孔；所述的油孔直径小于等于所述活塞单个沟槽宽度，相邻两个径向油孔的圆心角等于π/Z。
2.如权利要求1所述的双自由度液压缸，其特征在于：所述的缸体油孔是2个。
3.如权利要求1所述的双自由度液压缸，其特征在于：所述的缸体油孔是4个。
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