CN105443498B - 一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸及其应用，包括缸底、缸筒、缸盖、活塞和活塞杆，活塞设置在缸筒内并包含一空腔，活塞两侧设有左端盖和右端盖，活塞杆的一端贯穿右端盖后位于空腔内，活塞杆和左端盖上相对设置有隔板，活塞杆上开设有通向空腔的轴向孔，当轴向孔供油时，隔板之间形成油液压力，推动活塞杆上的隔板带动活塞杆旋转。本发明将伸缩和摆动功能通过一体式液压缸结构实现，省去了传统液压缸采用两个油缸供油实现伸缩、摆动功能的弊端，其集成度更高，同时减少了液压缸的结构空间，节省了制造成本；并且伸缩和摆动功能相互独立，且摆动更为准确，提高了控制的精度，可满足一些使用要求较高的工作环境。

Description

一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸及其应用

技术领域

本发明涉及一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸及其应用，属于液压缸技术领域。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。目前的液压缸伸缩和摆动两个动作必须使用两个油缸来完成，这使得液压缸的制造成本增加，且占用的空间大。当前的伸缩兼转动机构大都采用电动或者气动，在有限空间内获得的力和力矩不够大，由于气体的可压缩性太大，气动摆动的机构通常都不能精确进行定位。

例如，中国专利文献CN202220769U公开了一种伸缩旋转式液压缸，其包括缸体、活塞及活塞杆，在活塞的两侧均设有活塞杆，活塞至少有一侧的活塞杆和缸体之间设置有旋转导向装置，旋转导向装置包括开设于活塞杆上的螺旋导向槽，配合螺旋导向槽于缸体内壁上固定有限位螺塞，限位螺塞卡在螺旋导向槽内且能沿螺旋导向槽滑动，伸缩旋转式液压缸于活塞杆和缸体之间增设相互配合的螺旋导向槽和限位销，当液压缸的活塞杆在做直线运动时，卡在螺旋导向槽内的限位销将驱使活塞杆同时发生转动，以实现活塞杆在做直线运动的同时完成旋转动作。此液压缸的虽然结构简单、动作可靠，但是活塞杆的旋转无法做到准确控制，对于一些旋转精度要求比较高的场合，无法满足其精度要求。

中国专利文献CN105041758A公开了一种旋转伸缩一体化液压缸，在主缸筒内设有穿出上端盖的活塞杆，扭矩转动轴的上部插入活塞杆的底部，插入部分的下部套设有滑套，滑套与活塞杆固定，活塞杆的凸肩下方套设有伸缩活塞，活塞杆相对于伸缩活塞转动设置，伸缩活塞移动设置于主缸筒，缸筒无杆腔固定设有螺旋缸筒，扭矩传动轴的中部和下部均位于螺旋缸筒内，螺旋缸筒转动设置一个螺旋活塞，扭矩传动轴的下部螺纹连接于所述容纳腔内壁。本发明液压缸实现旋转功能的部分都设置在主缸筒内，无需对其进行维护保养，本发明虽然能够实现伸缩的同时实现旋转功能，但是该液压缸的结构复杂，制造工艺麻烦，同时该液压缸也无法做到精确控制旋转的目的。

因此，亟需设计一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，在满足伸缩和摆动功能的前提下，又能够精确控制活塞杆的旋转角度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸。

本发明还提供上述一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸的使用方法。

本发明的技术方案如下：

一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，所述液压缸包括缸底、缸筒、缸盖、活塞和活塞杆，活塞设置在缸筒内并包含一空腔，其特征在于，还包括左端盖和右端盖，左端盖、右端盖分别设置在活塞的两侧，活塞杆的一端贯穿右端盖后位于空腔内、另一端穿出缸盖，在空腔内，活塞杆和左端盖上相对设置有隔板，活塞杆上开设有通向空腔的轴向孔，当轴向孔供油时，活塞杆上的隔板与左端盖上的隔板之间形成油液压力，油液压力推动活塞杆上的隔板进行旋转，从而带动活塞杆旋转。

优选的，所述活塞杆上设有一圆盘，在圆盘的一侧设置所述的隔板，隔板上设置有第一凹槽，在隔板的两侧设置有与轴向孔相连通的径向孔。

优选的，所述左端盖包括本体，在本体的一侧设置所述的隔板，在隔板上设置有第二凹槽。

优选的，所述本体为阶梯型圆柱体，包括两个直径不同的第一圆柱体和第二圆柱体，隔板位于第二圆柱体上。

优选的，所述第一圆柱体与活塞螺栓连接。

优选的，在所述第二圆柱体上还设置有第三凹槽，第三凹槽为一圆形凹槽并位于隔板一侧。

优选的，在活塞杆的轴向上设置两条所述的轴向孔，隔板两侧的径向孔分别与两条轴向孔连通。

优选的，在第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽内均设置有密封垫。此设计的好处在于，密封垫可以使液压油在活塞空腔内实现真正的密封，防止泄露。

优选的，所述液压缸还包括至少一个导杆，所述导杆贯穿活塞后其两端分别与缸底、缸盖连接。

一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸的使用方法，包括以下步骤，

当活塞杆需要伸出或收缩时，液压缸通过油口增压或泄压即可实现活塞杆的伸出或收缩，当活塞杆需要摆动时，液压缸依次通过轴向孔、径向孔向活塞空腔内输入液压油，液压油在两个隔板之间具有油液压力，油液压力推动隔板旋转，从而带动活塞杆旋转。

本发明的有益效果在于：

1.本发明一体式液压缸改变了传统液压缸的结构形式，将伸缩和摆动功能通过一体式液压缸结构实现，省去了传统液压缸采用两个油缸供油实现伸缩、摆动功能的弊端，该液压缸的集成度更高，同时减少了液压缸的结构空间，节省了制造成本；

2.本发明一体式液压缸摆动与伸缩动作相互独立，摆动功能通过油液压控制活塞杆的摆动角度更为准确，提高了控制的精度，相比传统液压缸能够实现精确定位，可满足一些使用要求较高的工作环境。

3.本发明一体式液压缸结构简单、设计巧妙，使用组装方便，其作用明显、效果显著，具有良好的经济效益和市场价值，值得推广应用。

附图说明

图1为本发明一体式液压缸的结构示意图；

图2为本发明中左端盖的结构示意图；

图3为本发明中活塞杆的结构示意图；

图4为本发明中活塞杆与左端盖配合时的结构示意图；

图5为本发明中活塞杆、左端盖、活塞配合时的局部结构示意图。

其中：1、缸底；2、左端盖；3、活塞；4、缸筒；5、导杆；6、活塞杆；7、缸盖；8、导杆；9、第二凹槽；10、第三凹槽；11、螺栓孔；12、轴向孔；13、第一凹槽；14、径向孔；15、右端盖。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1所示，一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，包括缸底1、缸筒4、缸盖7、活塞3和活塞杆6，活塞3放置在缸筒4内，活塞3包含一空腔，在活塞3的两侧分别安装有左端盖2和右端盖15，活塞杆6的一端贯穿右端盖15后位于空腔内、另一端穿出缸盖7。

左端盖2包括本体，本体为阶梯型圆柱体，包括两个直径不同的第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体上开设有螺栓孔11，左端盖与活塞3通过螺栓连接，在第二圆柱体上设有隔板。活塞杆上设有一圆盘，在圆盘的一侧设置有隔板，在活塞杆的轴向上开设两条轴向孔12，在隔板的两侧设置有与轴向孔相连通的径向孔14。在空腔内，左端盖上的隔板与活塞杆上的隔板相对，将空腔分隔成相互独立的第一腔室、第二腔室。左端盖与活塞杆的配合关系如图4所示。

本实施例所述的液压缸，通过液压缸缸筒上的油口实现活塞在缸筒内的伸缩。通过向轴向孔供油，在空腔内活塞杆与左端盖之间形成油液压力，油液压力推动活塞杆上的隔板进行旋转，从而带动活塞杆旋转。本发明通过不同的油口分别实现活塞杆的伸缩、摆动，其伸缩和摆动功能相互独立控制。

实施例2：

一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，结构如实施例1所述，其不同之处在于：在活塞杆6上的隔板开设有第一凹槽13，在左端盖的隔板上开设有第二凹槽9，在第二圆柱体上开设有第三凹槽10，第三凹槽10为圆形凹槽，当活塞杆6与左端盖2配合安装时，活塞杆的一端面与圆形凹槽相接触。

在第一凹槽13、第二凹槽9及第三凹槽10内均设置有密封垫。通过在凹槽内增设密封垫，可以使液压油在活塞空腔内实现真正的密封，防止泄露，使第一腔室和第二腔室真正做到相互隔绝，防止出现串油，影响其旋转精度的控制。

实施例3：

一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，结构如实施例2所述，其不同之处在于：在液压缸的缸筒4内还设置有两个导杆5，两个导杆5对称设置在空腔的上下两侧，导杆5贯穿活塞后其两端分别与缸底1、缸盖7连接。在向轴向孔供油，实现活塞杆摆动功能时，导杆能够限制活塞发生旋转，只实现活塞杆的旋转，实现伸缩、摆动功能的相互独立控制。

实施例4：

一种如实施例3所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸的使用方法，包括以下步骤，

当活塞杆6需要伸出或收缩时，液压缸通过油口增压或泄压即可实现活塞杆的伸出或收缩(活塞的伸缩过程与现有活塞的运动过程相同)，当活塞杆6需要摆动时，液压缸依次通过轴向孔12、径向孔14向活塞3空腔内输入液压油，液压油在两个隔板之间具有油液压力，油液压力推动隔板进行旋转，从而使活塞杆6旋转；上下两侧的导杆5起到限制活塞3转动的作用，活塞3只能在缸筒内进行直线伸缩。

Claims (6)

1.一种具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，所述液压缸包括缸底、缸筒、缸盖、活塞和活塞杆，活塞设置在缸筒内并包含一空腔，其特征在于，还包括左端盖和右端盖，左端盖、右端盖分别设置在活塞的两侧，活塞杆的一端贯穿右端盖后位于空腔内、另一端穿出缸盖，在空腔内，活塞杆和左端盖上相对设置有隔板，活塞杆上开设有通向空腔的轴向孔，当轴向孔供油时，活塞杆上的隔板与左端盖上的隔板之间形成油液压力，油液压力推动活塞杆上的隔板进行旋转，从而带动活塞杆旋转；

所述活塞杆上设有一圆盘，在圆盘的一侧设置所述的隔板，隔板上设置有第一凹槽，在隔板的两侧设置有与轴向孔相连通的径向孔；

所述左端盖包括本体，在本体的一侧设置所述的隔板，在隔板上设置有第二凹槽；

所述本体为阶梯型圆柱体，包括两个直径不同的第一圆柱体和第二圆柱体，隔板位于第二圆柱体上；

在活塞杆的轴向上设置两条所述的轴向孔，隔板两侧的径向孔分别与两条轴向孔连通。

2.如权利要求1所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，其特征在于，所述第一圆柱体与活塞螺栓连接。

3.如权利要求1所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，其特征在于，在所述第二圆柱体上还设置有第三凹槽，第三凹槽为一圆形凹槽并位于隔板一侧。

4.如权利要求3所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，其特征在于，在第一凹槽、第二凹槽及第三凹槽内均设置有密封垫。

5.如权利要求1所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸，其特征在于，所述液压缸还包括至少一个导杆，所述导杆贯穿活塞后其两端分别与缸底、缸盖连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的具有伸缩和摆动功能的一体式液压缸的使用方法，包括以下步骤，

当活塞杆需要伸出或收缩时，液压缸通过油口增压或泄压即可实现活塞杆的伸出或收缩，当活塞杆需要摆动时，液压缸依次通过轴向孔、径向孔向活塞空腔内输入液压油，液压油在两个隔板之间具有油液压力，油液压力推动隔板旋转，从而带动活塞杆旋转。