CN105257616B - 一种集成电液伺服驱动器结构 - Google Patents
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Abstract
一种集成电液伺服驱动器结构，包括：伺服油缸，封闭油箱，驱动电机，联轴器，液压泵，主阀块，吸油阀块，位移传感器，压力传感器、过滤器，风冷器，蓄能器，伺服阀，电磁卸荷阀，单向阀。以集成设计的液压油箱、伺服油缸为骨架，将伺服电机、液压泵、主阀块、过滤器、风冷器、蓄能器及传感设备紧凑有序安装在一起。通过驱动电机、液压泵将电能转化为压力能，通过过滤器、主阀块等将液力传递到伺服油缸实现力、位移的输出。本发明提供的一种集成电液伺服驱动器结构简单紧凑、成本低、装配简单、易于维修，适合大量生产和应用。
Description
技术领域
本发明涉及机电液一体化技术领域，具体为一种集成电液伺服驱动器结构。
背景技术
电液伺服驱动器兼备传统液压驱动系统和电机直接驱动系统的优点，但现有电液伺服驱动器体积过大、成本高昂、装配复杂、难以维修的缺点。
发明内容
本发明提出一种由驱动电机、液压泵、主阀块(包括：伺服阀、电磁卸荷阀、风冷器、压力传感器等)、伺服油缸、封闭油箱等元件组成的一种集成电液伺服驱动器结构，同时具备高转距和大功率密度，并且易于模块化，由于采用了伺服阀控制，具备较高的相应频率。有效减小系统尺寸，降低了系统成本，并实现EHA系统的一体化集成设计。是适用于航空、航天等有限空间范围内使用的高精度、高频响应的电液驱动器。
本发明一种集成电液伺服驱动器结构，包括：伺服油缸，封闭油箱，驱动电机，联轴器，液压泵，主阀块，吸油阀块，位移传感器，压力传感器、过滤器，风冷器，蓄能器，伺服阀，电磁卸荷阀，单向阀。其中：伺服油缸、封闭油箱纵向同中心轴串联通过螺纹固接，驱动电机、液压泵通过联轴器同中心轴连接为一体并通过联轴器固定在封闭油箱的上面表面。吸油阀块固定在封闭油箱的右边表面，位移传感器固定在伺服油缸的右侧表面，主阀块固定在伺服油缸的左侧表面。风冷器安装在主阀块右端，蓄能器安装在主阀块左端，伺服阀安装在主阀块左前面，过滤器插装在主阀块内部，单向阀安装在主阀块前面中部，3个压力传感器安装在主阀块左上面。
优选地，所述伺服油缸包括：伺服油缸活塞，右活塞杆，左活塞杆，伺服油缸缸体，右导向套，左导向套。右活塞杆、左活塞杆通过螺纹同中心轴连接紧固在伺服油缸活塞左右两侧，左导向套套在左活塞杆圆柱面上贴靠伺服油缸活塞的左端面，右导向套套在右活塞杆圆柱面上贴靠伺服油缸活塞的右端面，一并置于伺服油缸缸体的内部。
优选地，所述封闭油箱包括：封闭油箱外壳，封闭油箱内壳、增压弹簧挡环、增压弹簧。增压弹簧挡环、增压弹簧、封闭油箱活塞，依次串联套在封闭油箱内壳柱面上，封闭油箱外壳套封闭油箱内壳通过螺纹固定连接，构成封闭油箱。封闭油箱通过封闭油箱内壳螺栓固连在伺服油缸缸体的左侧。
优选地，所述左活塞杆采用中空结构形成储油腔，封闭油箱内壳左端开孔与储油腔连通，储油腔与封闭油箱贯通一并储存液压油。
上述技术方案所提供的一种集成电液伺服驱动器结构，具有以下特点：1)提出并实现油箱、油缸一体化结构设计；2)以驱动油缸、油箱一体化结构为核心，提出了EHA系统的总体布局方案；3)以主阀块为核心，提出并实现插装式液压阀、压力传感器、伺服阀、过滤器、蓄能器等一体化结构设计；通过以上措施，以集成设计的封闭油箱、伺服油缸为骨架，将驱动电机、液压泵、主阀块、过滤器、风冷器、蓄能器及传感设备紧凑有序安装在一起。通过驱动电机、液压泵将电能转化为压力能，通过过滤器、主阀块等将液压油传递到伺服油缸实现力、位移的输出；本发明提供的一种集成电液伺服驱动器结构简单紧凑、成本低、装配简单、易于维修，适合大量生产和应用；使用该装置后，能够在有限空间内实现较大直线力、位移的输出。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明一种集成电液伺服驱动器结构立体示意图。
图2是本发明一种集成电液伺服驱动器结构俯视示意图
图3是本发明一种集成电液伺服驱动器结构伺服油缸、封闭油箱的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
参看图1、图2，本发明的一种一体化电液伺服驱动系统，包括：伺服油缸1、封闭油箱2、驱动电机3、联轴器4、液压泵5、主阀块6、吸油阀块7、位移传感器8。其所属的伺服油缸1、封闭油箱2通过一体化设计集成在一起，在封闭油箱2上表面安装联轴器4，在封闭油箱2的左侧表面安装吸油阀块7，在伺服油缸1的左右两侧表面分别安装主阀块6、位移传感器8。其所属的驱动电机3、液压泵5通过联轴器4连接为一体，并通过联轴器4固定在封闭油箱2上表面。
参看图1、图2，本发明中主阀块6集成安装压力传感器21、过滤器22、风冷器23、蓄能器24、伺服阀25、电磁卸荷阀26、单向阀27；在主阀块6的内部打孔并插装压力传感器21、过滤器22、电磁卸荷阀26、单向阀27；在主阀块6的后平面安装风冷器23，在主阀块6的前表面安装蓄能器24，在主阀块6的上边面安装伺服阀25。
参看图3，本发明中伺服油缸1、封闭油箱2的一体化结构包括：伺服油缸活塞9、右活塞杆10、左活塞杆11、伺服油缸缸体12、右导向套13、左导向套14、封闭油箱活塞15、封闭油箱外壳16、封闭油箱内壳17、增压弹簧挡环18、增压弹簧19；其中右活塞杆10、左活塞杆11通过螺纹连接紧固在伺服油缸活塞9上，且左活塞杆采用中空结构作为储油腔20的一部分用来存储液压油；右导向套13、左导向套14分别安装在伺服油缸缸体12的两端，并一起将伺服油缸活塞9包围；封闭油箱内壳17通过螺栓固连在伺服油缸缸体12的左侧；封闭油箱外壳16通过螺纹连接固连在封闭油箱内壳17的左侧；增压弹簧挡环18位于封闭油箱内壳17的左侧，且在封闭油箱内壳17、外壳16之间；增压弹簧19位于增压弹簧挡环18的左侧，且在封闭油箱内壳17、外壳16之间；封闭油箱活塞9位于增压弹簧19的左侧，且在封闭油箱内壳17、外壳16之间；封闭油箱内壳17左端开孔连通封闭油箱内壳17内外的储油腔20。
本发明的一种集成电液伺服驱动器结构伸出动作过程如下：
1、驱动电机3转动，通过离合器4驱动液压泵2运转，封闭油箱2中的液压油通过吸油阀块7进入液压泵2的吸油口；
2、液压泵2输出高压油经过滤器22、单向阀27、蓄能器24进入主阀块6中的伺服阀25中；
3、控制伺服阀25的开口方向，输出流量到伺服油缸1的左腔，驱动伺服油缸1的活塞9向右移动，右活塞杆10伸出；
4、伺服油缸1右腔中的液压油经主阀块6中伺服阀25、风冷器23流回封闭油箱2的储油腔20中；
5、根据压力传感器21、位移传感器8的输入信号大小，调节驱动电机3的转速、伺服阀25的开口度，控制伺服油缸1的活塞杆伸出速度；
6、当位移传感器8感应伺服油缸1伸出到位后，主阀块6中伺服阀25断电回到中位，电磁卸荷阀26打开，一种集成电液伺服驱动器结构进入待机状态。
本发明的一种集成电液伺服驱动器结构缩回动作过程如下：
1、驱动电机3转动，通过离合器4驱动液压泵2运转，封闭油箱2中的液压油通过吸油阀块7进入液压泵2的吸油口；
2、液压泵2输出高压油经过滤器22、单向阀27、蓄能器24进入主阀块6中的伺服阀25中；
3、控制伺服阀25的开口方向，输出流量到伺服油缸1的右腔，驱动伺服油缸1的活塞9向左移动，右活塞杆10缩回；
4、伺服油缸1左腔中的液压油经主阀块6中伺服阀25、风冷器23流回封闭油箱2的储油腔20中；
5、根据压力传感器21、位移传感器8的输入信号大小，调节驱动电机3的转速、伺服阀25的开口度，控制伺服油缸1的活塞杆缩回速度；
6、当位移传感器8感应伺服油缸1伸出到位后，主阀块6中伺服阀25断电回到中位，电磁卸荷阀26打开，一种集成电液伺服驱动器结构进入待机状态。
Claims (4)
1.一种集成电液伺服驱动器结构，由伺服油缸(1)、封闭油箱(2)、驱动电机(3)、联轴器(4)、液压泵(5)、主阀块(6)、吸油阀块(7)、位移传感器(8)、压力传感器(21)、过滤器(22)、风冷器(23)、蓄能器(24)、伺服阀(25)、电磁卸荷阀(26)、单向阀(27)集成一体；
其中：伺服油缸(1)、封闭油箱(2)设计为一体化结构，两者纵向同中心轴串联通过螺纹固接；
其中：伺服油缸(1)集成伺服油缸活塞(9)、右活塞杆(10)、左活塞杆(11)、伺服油缸缸体(12)、右导向套(13)、左导向套(14)，右活塞杆(10)、左活塞杆(11)通过螺纹同中心轴连接紧固在伺服油缸活塞(9)左右两侧，左导向套(13)套在左活塞杆(11)圆柱面上贴靠伺服油缸活塞(9)的左端面，右导向套(14)套在右活塞杆(10)圆柱面上贴靠伺服油缸活塞(9)的右端面，一并置于伺服油缸缸体(12)的内部，左活塞杆(11)一头为管状结构，内部空间一体化设计集成储油腔(20)；
其中：封闭油箱(2)集成封闭油箱外壳(16)、封闭油箱内壳(17)、增压弹簧挡环(18)、增压弹簧(19)，增压弹簧挡环(18)、增压弹簧(19)、封闭油箱活塞(15)依次串联套在封闭油箱内壳(17)柱面上，封闭油箱外壳(16)套封闭油箱内壳(17)通过螺纹固定连接，构成封闭油箱(2)，封闭油箱(2)通过封闭油箱内壳(17)螺栓固连在伺服油缸缸体(12)的左侧；
其中：驱动电机(3)、液压泵(5)设计为一体化结构，通过联轴器(4)同轴连接，并安装在封闭油箱(2)周围，减少封闭油箱(2)到液压泵(5)之间的吸油管路长度，防止吸空；
其中：主阀块(6)集成风冷器(23)、蓄能器(24)、伺服阀(25)、过滤器(22)、单向阀(27)、压力传感器(21.1)、压力传感器(21.2)、压力传感器(21.3)，采用插装或内埋结构减少系统体积，主阀块(6)安装在伺服油缸(1)的周围，减少伺服阀(25)到伺服油缸(1)的管路体积，提高控制精度。
2.根据权利要求1所述的一种集成电液伺服驱动器结构，封闭油箱(2)内置封闭油箱活塞(15)组成类似针管的活塞泵，在驱动电机(3)、液压泵(5)损坏的情况下，主阀块(6)将伺服油缸(1)左右腔体联通，通过向封闭油箱(2)内增压弹簧(19)所在腔体中注入、吸收带压流体，面积比增压后直接作用在左活塞杆(11)上，推动控制伺服油缸(1)的伸缩。
3.根据权利要求1所述的一种集成电液伺服驱动器结构，伺服油缸(1)的左活塞杆(11)被封闭油箱(2)包围，储油腔(20)构成封闭油箱(2)的组成部分，扩展封闭油箱(2)的容积同时减轻重量。
4.根据权利要求1所述的一种集成电液伺服驱动器结构，通过驱动电机(3)、液压泵(5)将电能转化为压力能，通过主阀块(6)等传递液力到伺服油缸(1)实现力、位移的输出。
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