CN104879341A - 一种长度可调的液压伺服作动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长度可调的液压伺服作动器，包括作动缸筒、作动活塞杆、电液伺服阀、位移传感器、防转座和单耳力传感器组件，所述作动活塞杆和电液伺服阀均安装在作动缸筒上，其中防转座可转动安装在作动活塞杆露出作动缸筒的一端；位移传感器包括固定件和移动件；单耳力传感器组件包括传感器连接杆和固定套接在传感器连接杆上的拉压力传感器。本伺服作动器在安装时，拧动传感器连接杆可以调节伺服作动器的总长度，可以使伺服作动器更好地适应喷嘴和喷嘴法兰之间的空间长度，而且伺服作动器长度的调整不会影响作动活塞杆的行程。

Description

一种长度可调的液压伺服作动器

技术领域

本发明属于伺服作动器领域，更具体地，涉及一种长度可调的液压伺服作动器。

背景技术

参照图1，随着技术发展和节能需要，导弹和火箭发动机推力矢量控制将逐步采用喷管300控制；同时，由于产品总装等需要，伺服作动器100一般安装于喷管法兰200和喷管300之间，多个伺服作动器100共同配合带动喷管300摆动；由于安装空间十分狭小，这给伺服作动器100的设计带来极大困难，因此为了节约空间，型号产品上均无力反馈传感器，如果取消力反馈传感器，则会导致产品研发阶段开展喷管300力学及刚度特性的研究工作难以进行。

另外，随着型号产品从冷零位状态到热零位状态，喷管法兰200和喷管300之间的距离也是变化的，这就需要其间的伺服作动器100的总长度也能相应变化调节，有些伺服作动器100的总长度虽然能调，但其调节装置连接到作动活塞杆上以后，占用作动活塞杆的空间比较大，使得作动活塞杆的行程受到影响而变得比较小，不利于作动活塞杆带动喷管300摆动。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种长度可调的液压伺服作动器，其结构紧凑、行程大、长度可调、负载大、安装方便、性能可靠，尤其是长度可调而不影响作动活塞杆行程。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种长度可调的液压伺服作动器，包括作动缸筒、作动活塞杆、电液伺服阀、位移传感器、防转座和单耳力传感器组件，所述作动活塞杆和电液伺服阀均安装在作动缸筒上，防转座，可转动安装在作动活塞杆露出作动缸筒的一端，其上设置有活塞杆连接孔，所述作动活塞杆从该活塞杆连接孔处伸入防转座；

位移传感器，包括固定件和移动件，所述固定件安装在作动缸筒的外侧，移动件固定安装在防转座上；

单耳力传感器组件，包括传感器连接杆和固定套接在传感器连接杆上的拉压力传感器，所述传感器连接杆从防转座的活塞杆连接孔处穿过防转座后螺纹连接在作动活塞杆上，并且所述作动活塞杆上设置内螺纹，所述传感器连接杆上设置与作动活塞杆上的内螺纹相配合的外螺纹；

所述防转座位于拉压力传感器和作动缸筒之间，所述拉压力传感器压紧防转座。

优选地，所述作动活塞杆露出作动缸筒的一端的端部加工有方形台从而在此端形成台阶，所述防转座上的活塞杆连接孔为圆形，所述方形台上的四条边棱均与防转座在活塞杆连接孔处的内壁接触，所述作动活塞杆的方形台上套接有定位拔片，所述定位拔片上设置有与方形台相应的方形孔，所述方形台从方形孔处穿过定位拔片，所述定位拔片位于防转座和台阶之间，所述防转座和作动活塞杆上的台阶配合夹住定位拔片。

优选地，所述定位拔片整体呈十字形，所述方形孔设置在定位拔片的中部。

优选地，所述作动缸筒的外侧还安装有刻度尺导向组件，所述刻度尺导向组件包括固定安装在作动缸筒上的导向座及活动安装在导向座上的导向刻度杆，所述导向刻度杆上设置有刻度，所述导向刻度杆远离导向座的一端固定安装在防转座上。

优选地，所述导向座为一中空的方形筒，所述导向刻度杆为一与导向座配合的方形杆，所述导向刻度杆伸入导向座内。

优选地，所述传感器连接杆远离作动缸筒的一端设置有第一支耳，所述第一支耳上安装有第一万向节联轴器。

优选地，所述作动缸筒靠近防转座的一端敞口，其另一端封闭，作动缸筒的敞口端安装有端盖，所述作动活塞杆穿过端盖后伸入作动缸筒内。

优选地，所述作动缸筒的封闭端上设置有通油支路，所述通油支路沿作动缸筒的横向设置，所述通油支路用于使液压油进入作动缸筒内推动作动活塞杆移动。

优选地，所述作动缸筒的封闭端一体成型有第二支耳，所述第二支耳上安装有第二万向节联轴器。

优选地，所述拉压力传感器与防转座之间设置有调整垫片，所述拉压力传感器通过所述的调整垫片压紧防转座。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)作动活塞杆上设置了内螺纹，而传感器连接杆上设置了外螺纹，作动活塞杆和传感器连接杆的移动均能调整伺服作动器的总长度；另外，传感器连接杆伸入到活塞杆内部，传感器连接杆相当于作动活塞杆的延伸，拧动传感器连接杆可以调节本伺服作动器的总长度，可以使本伺服作动器更好地适应喷嘴和喷嘴法兰之间的空间长度，而且本伺服作动器长度的调整不会影响作动活塞杆的行程；

2)由于定位拔片上设置有方形孔，而作动活塞杆上设置有方形台，装配时，可以转动定位拔片，定位拔片能带动作动活塞杆及传感器连接杆一起旋转，可以使传感器连接杆转动到所需的位置，从而便于传感器连接杆连接外部的零件；

3)本伺服作动器集成了拉压力传感器和位移传感器的功能，力和位移能得到很好地反馈，具备了结构紧凑、行程大、长度可调、负载大、安装方便、性能可靠等优点；

4)在安装过程中，为保证伺服作动器两端连接的零件的正常对接，可观察刻度尺导向组件上的刻度，从而通过电液伺服阀调整作动活塞杆的伸缩量，以调整伺服作动器的总长度，从而保证产品快速安装。

附图说明

图1是本发明安装在喷嘴和喷嘴法兰之间的示意图；

图2是本发明的局部剖视图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明的俯视图；

图5是本发明中定位拔片的示意图；

图6是本发明中防转座的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图2～图6所示，一种长度可调的液压伺服作动器，包括作动缸筒1、作动活塞杆2、电液伺服阀3、位移传感器4、防转座5和单耳力传感器组件6，所述作动活塞杆2和电液伺服阀3均安装在作动缸筒1上，电液伺服阀3用于控制作动活塞杆2的移动。

防转座5可转动安装在作动活塞杆2露出作动缸筒1的一端，其上设置有活塞杆连接孔50，所述作动活塞杆2从该活塞杆连接孔50处伸入防转座5；装配时，可以在作动活塞杆2的端部安装轴承，然后防转座5安装在轴承上，这样防转座5就能相对作动活塞杆2旋转。本发明优选在作动活塞杆2露出作动缸筒1的一端的端部加工出方形台21从而在此端形成台阶22，作动活塞杆2上的方形台21的横截面积小于与其相邻的部分的横截面积。所述防转座5上的活塞杆连接孔50为圆形，所述方形台21上的四条边棱均与防转座5在活塞杆连接孔50处的内壁接触，这样防转座5也能相对作动活塞杆2旋转；相比于前述的安装轴承的方法，本优选方案可以减少零件的数量，而且轴承安装起来也比较麻烦，本优选方案可以省去安装轴承的步骤。

另外，所述作动活塞杆2的方形台21上套接有定位拔片7，所述定位拔片7上设置有与方形台21相应的方形孔71，所述方形台21从方形孔71处穿过定位拔片7，所述定位拔片7位于防转座5和台阶22之间，所述防转座5和作动活塞杆2上的台阶22配合夹住定位拔片7。优选地，所述定位拔片7整体呈十字形，所述方形孔71设置在定位拔片7的中部。定位拔片7设置成此形状，主要是便于其更好地转动。由于定位拔片7上设置有方形孔71，而作动活塞杆2上设置有方形台21，定位拔片7的作用是：装配时，先让拉压力传感器62不压紧防转座5和定位拔片7，则可以转动定位拔片7，定位拔片7能带动作动活塞杆2及传感器连接杆61旋转，这样可以使传感器连接杆61转动到所需的位置，从而便于传感器连接杆61连接外部零件。

位移传感器4，包括固定件41和移动件42，所述固定件41安装在作动缸筒1的外侧，移动件42固定安装在防转座5上；位移传感器4可以实时检测出作动活塞杆2的位移量并反馈给计算机系统，让工人在计算机系统上能够看到数据，以便于让电液伺服阀3控制作动活塞杆2的移动。

单耳力传感器组件6，包括传感器连接杆61和固定套接在传感器连接杆61上的拉压力传感器62，伺服作动器拉动和推动喷嘴摆动时，拉压力传感器62能够实时将拉力和压力反馈给计算机系统；所述传感器连接杆61从防转座5的活塞杆连接孔50处穿过防转座5后螺纹连接在作动活塞杆2上，并且所述作动活塞杆2上设置内螺纹，所述传感器连接杆61上设置与作动活塞杆2上的内螺纹相配合的外螺纹；这样传感器连接杆61伸入到作动活塞杆2内部，传感器连接杆61相当于作动活塞杆2的延伸，拧动传感器连接杆61可以调节伺服作动器的总长度，可以很好地适应喷嘴和喷嘴法兰之间的安装距离，当喷嘴和喷嘴法兰之间的间距变化时，本伺服作动器的总长度也是可以通过拧动传感器连接杆61来调节的，而且伺服器作动器长度的调整不会影响作动活塞杆2的行程。

另外，所述防转座5位于拉压力传感器62和作动缸筒1之间，所述拉压力传感器62压紧防转座5，不让防转座5晃动，以免在作动活塞杆2移动时因为防转座5的晃动而影响位移传感器4的反馈结果。当防转座5通过轴承安装在作动活塞杆2上时，则拉压力传感器62可以直接贴紧压在防转座5上。当作动活塞杆2上加工有方形台21和台阶22时，则拉压力传感器62和台阶22配合夹住防转座5和定位拔片7从而能压紧防转座5。

优选地，所述作动缸筒1的外侧还安装有刻度尺导向组件8，所述刻度尺导向组件8包括固定安装在作动缸筒1上的导向座81及活动安装在导向座81上的导向刻度杆82，所述导向刻度杆82上设置有刻度，所述导向刻度杆82远离导向座81的一端固定安装在防转座5上。在安装现场的工人可以根据导向刻度杆82上的刻度值得到作动活塞杆2的位置，作为更进一步优选，该刻度值与位移传感器4反馈的作动活塞杆2的位置结果相同，这样在安装现场进行装配工作的工人就可以将此刻度值反馈给在机房操作计算机系统的工人，从而可以让计算机系统控制电液伺服阀3，使作动活塞杆2移动到合适的位置来调整伺服作动器的长度，以便于伺服作动器安装到喷嘴和喷嘴法兰之间。

综上所述，如果喷嘴和喷嘴法兰的间距比较大，则安装时需要拧动传感器连接杆61来调整伺服作动器的长度，以满足安装长度要求；如果喷嘴和喷嘴法兰的间距比较小，则可以不用拧动传感器连接杆61，直接控制作动活塞杆2移动即可满足安装长度要求，使喷嘴和喷嘴法兰通过伺服作动器连接在一起。

进一步，所述导向座81为一中空的方形筒，所述导向刻度杆82为一与导向座81配合的方形杆，所述导向刻度杆82伸入导向座81内。设计成方形，是防止导向刻度杆82绕其纵向轴线转动，这样可能会导致防转座5松动而影响位移传感器4的反馈结果，因为作动活塞杆2在高速移动，如果防转座5松动了会晃动，会影响位移传感器4的正常工作。

进一步，所述传感器连接杆61远离作动缸筒1的一端设置有第一支耳63，所述第一支耳63上安装有第一万向节联轴器64，第一万向节联轴器64用于将本伺服作动器连接到其它零件譬如喷嘴上，这样便于其它零件在作动活塞杆2的带动下摆动。

进一步，所述作动缸筒1靠近防转座5的一端敞口，便于其内部的加工，其另一端封闭，作动缸筒1的敞口端安装有端盖10，所述作动活塞杆2穿过端盖10后伸入作动缸筒1内。另外，所述作动缸筒1的封闭端上设置有通油支路11，所述通油支路11沿作动缸筒1的横向设置，所述通油支路11用于使液压油进入作动缸筒1内推动作动活塞杆2移动。相比于传统的两端都敞口及两端均安装端盖的作动缸筒，本作动缸筒1只有一端敞口及加端盖，其结构更加紧凑，而且装配效率更高。

进一步，所述作动缸筒1的封闭端一体成型有第二支耳12，这样可以使伺服作动器的结构紧凑。另外，可以在第二支耳12上设置缺口，在缺口处安装工艺堵头。所述第二支耳12上安装有第二万向节联轴器13，以便于将伺服作动器安装到其它零件譬如喷嘴法兰上后能够摆动。

进一步，所述拉压力传感器62与防转座5之间设置有调整垫片9，所述拉压力传感器62通过所述的调整垫片9压紧防转座5。拧动传感器连接杆61，可以使拉压力传感器62压紧调整垫片9、防转座5和定位拔片7。如果喷嘴和喷嘴法兰之间的间距比较大，则拧动传感器连接杆61后可能需要使用到一个或多个调整垫片9，以使拉压力传感器62能够再次压紧防转座5。

在将伺服作动器安装到喷嘴和喷嘴法兰之间时，第一支耳63和第二支耳12之间的摆放位置需满足一定条件。由于第二支耳12的侧面在制造时是平行于作动活塞杆2的轴线的，而安装时，第一支耳63的侧面也要调整到与第二支耳12的侧面平行，因此需要拧动传感器连接杆61来调整第一支耳63的侧面。在将伺服作动器安装到喷嘴和喷嘴法兰上，伺服作动器的长度粗步调整合适以后，则第一支耳63的侧面与第二支耳12的侧面是不平行的，而如果再直接大范围拧动传感器连接杆61来使两个侧面平行，则拉压力传感器62不再压紧防转座5，防转座5可以晃动，这样作动活塞杆2在高速移动时会使位移传感器4的反馈结果不准；因此，如果要调整使两侧面平行，需要先将传感器连接杆61转动一很小的角度，稍微松开防转座5，使防转座5不再压紧定位拔片7，然后转动定位拔片7，则定位拔片7可以带动作动活塞杆2大范围转动，而此时防转座5不会转动，作动活塞杆2又会带动螺纹连接在其上的传感器连接杆61转动，使第一支耳63的侧面转动到与第二支耳12的侧面夹角比较小的位置，然后再拧动传感器连接杆61使两侧面平行，也使拉压力传感器62再次将防转座5和定位拔片7压紧在作动活塞杆2的台阶22上。

综上所述，本伺服作动器的长度可通过拧动传感器连接杆61来进行调整长度，能很好地适应喷嘴和喷嘴法兰之间的安装间距变化；另外，定位拔片7能带动作动活塞杆2和传感器连接杆61转动，使传感器连接杆61上的第一支耳63转动到合适的位置，从而便于第一万向节联轴器64和第二万向节联轴器13连接外部零件。

另外，作动缸筒1上还安装有快速接头14，以用于进油和出油。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长度可调的液压伺服作动器，包括作动缸筒(1)、作动活塞杆(2)、电液伺服阀(3)、位移传感器(4)、防转座(5)和单耳力传感器组件(6)，所述作动活塞杆(2)和电液伺服阀(3)均安装在作动缸筒(1)上，其特征在于：

防转座(5)，可转动安装在作动活塞杆(2)露出作动缸筒(1)的一端，其上设置有活塞杆连接孔(50)，所述作动活塞杆(2)从该活塞杆连接孔(50)处伸入防转座(5)；

位移传感器(4)，包括固定件(41)和移动件(42)，所述固定件(41)安装在作动缸筒(1)的外侧，移动件(42)固定安装在防转座(5)上；单耳力传感器组件(6)，包括传感器连接杆(61)和固定套接在传感器连接杆(61)上的拉压力传感器(62)，所述传感器连接杆(61)从防转座(5)的活塞杆连接孔(50)处穿过防转座(5)后螺纹连接在作动活塞杆(2)上且所述作动活塞杆(2)上设置内螺纹，所述传感器连接杆(61)上设置与作动活塞杆(2)上的内螺纹相配合的外螺纹；

所述防转座(5)位于拉压力传感器(62)和作动缸筒(1)之间，所述拉压力传感器(62)压紧防转座(5)。

2.根据权利要求1所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述作动活塞杆(2)露出作动缸筒(1)的一端的端部加工有方形台(21)从而在此端形成台阶(22)，所述防转座(5)上的活塞杆连接孔(50)为圆形，所述方形台(21)上的四条边棱均与防转座(5)在活塞杆连接孔(50)处的内壁接触，所述作动活塞杆(2)的方形台(21)上套接有定位拔片(7)，所述定位拔片(7)上设置有与方形台(21)相应的方形孔(71)，所述方形台(21)从方形孔(71)处穿过定位拔片(7)，所述定位拔片(7)位于防转座(5)和台阶(22)之间，所述防转座(5)和作动活塞杆(2)上的台阶(22)配合夹住定位拔片(7)。

3.根据权利要求2所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述定位拔片(7)整体呈十字形，所述方形孔(71)设置在定位拔片(7)的中部。

4.根据权利要求1所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述作动缸筒(1)的外侧还安装有刻度尺导向组件(8)，所述刻度尺导向组件(8)包括固定安装在作动缸筒(1)上的导向座(81)及活动安装在导向座(81)上的导向刻度杆(82)，所述导向刻度杆(82)上设置有刻度，所述导向刻度杆(82)远离导向座(81)的一端固定安装在防转座(5)上。

5.根据权利要求4所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述导向座(81)为一中空的方形筒，所述导向刻度杆(82)为一与导向座(81)内壁匹配的方形杆，所述导向刻度杆(82)伸入导向座(81)内。

6.根据权利要求1所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述传感器连接杆(61)远离作动缸筒(1)的一端设置有第一支耳(63)，所述第一支耳(63)上安装有第一万向节联轴器(64)。

7.根据权利要求1所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述作动缸筒(1)靠近防转座(5)的一端敞口，其另一端封闭，作动缸筒(1)的敞口端安装有端盖(10)，所述作动活塞杆(2)穿过端盖(10)后伸入作动缸筒(1)内。

8.根据权利要求7所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述作动缸筒(1)的封闭端上设置有通油支路(11)，所述通油支路(11)沿作动缸筒(1)的横向设置，所述通油支路(11)用于使液压油进入作动缸筒(1)内推动作动活塞杆(2)移动。

9.根据权利要求7所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述作动缸筒(1)的封闭端一体成型有第二支耳(12)，所述第二支耳(12)上安装有第二万向节联轴器(13)。

10.根据权利要求1所述的一种长度可调的液压伺服作动器，其特征在于：所述拉压力传感器(62)与防转座(5)之间设置有调整垫片(9)，所述拉压力传感器(62)通过所述的调整垫片(9)压紧防转座(5)。