CN106593998B - 通过弹性件实现自锁的液压缸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了通过弹性件实现自锁的液压缸，包括液压缸本体和锁紧装置，所述液压缸本体中设置有活塞杆，所述锁紧装置包括定位框、偏心轮、驱动装置、以及依次连接的顶紧板、弹簧和导向杆，所述定位框安装在液压缸本体的端面上；所述活塞杆活动贯穿定位框，顶紧板、弹簧和导向杆均位于定位框中，且导向杆上远离弹簧的那一端与偏心轮接触，随着偏心轮的转动，顶紧板能顶紧活塞杆；所述驱动装置驱动偏心轮转动。当偏心轮的中心到活塞杆的轴线距离最远时，顶紧板远离活塞杆；当偏心轮的中心到活塞杆的轴线逐渐变小时，顶紧板在弹簧和导向杆的作用下，逐渐顶紧活塞杆，从而将活塞杆锁紧在需要的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械装置，具体涉及通过弹性件实现自锁的液压缸。
背景技术
液压缸是将液压能转变为机械能的、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。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。液压缸是一种驱动并承受大荷载的执行元件，通常要求它在运动停止时能长时间稳定地承受外负载而无任何位移，即需要具有锁紧定位功能，无“软腿”现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何使液压缸在运动停止时能长时间稳定地承受外负载而无任何位移，能锁紧活塞杆外伸长度。因此本发明目的在于提供通过弹性件实现自锁的液压缸，解决如何使液压缸在运动停止时能长时间稳定地承受外负载而无任何位移，能锁紧活塞杆外伸长度的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
通过弹性件实现自锁的液压缸，包括液压缸本体和设置在液压缸本体端面的锁紧装置，所述液压缸本体中设置有活塞杆，所述锁紧装置包括定位框、偏心轮、驱动装置、以及依次连接的顶紧板、弹簧和导向杆，所述定位框安装在液压缸本体的端面上，且该端面为活塞杆能够自由伸缩的端面；所述活塞杆活动贯穿定位框，顶紧板、弹簧和导向杆均位于定位框中，且导向杆上远离弹簧的那一端与偏心轮接触，随着偏心轮的转动，顶紧板能顶紧活塞杆；所述驱动装置驱动偏心轮转动。偏心轮是凸轮的一种，偏心轮是指这个轮的中心不在旋转点上，偏心轮一般指代的就是圆形轮，当圆形没有绕着自己的中心旋转时，就成了偏心轮。当偏心轮的中心到活塞杆的轴线距离最远时，顶紧板远离活塞杆；当偏心轮的中心到活塞杆的轴线逐渐变小时，顶紧板在弹簧和导向杆的作用下，逐渐顶紧活塞杆，从而将活塞杆锁紧在需要的位置。
进一步地，所述驱动装置主要由连接轴、涡轮和蜗杆组成，所述连接轴的一端与偏心轮连接，连接轴的另一端与涡轮连接，连接轴平行于涡轮的转轴线，且连接轴的轴线与偏心轮的旋转轴线重合，蜗杆通过电机驱动，并将动力传递给与之啮合的给涡轮。蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。蜗轮蜗杆机构传动平稳、噪音小，且具有自锁功能：当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，该机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮转动，而不能由蜗轮带动蜗杆转动。利用蜗轮蜗杆机构的自锁功能，在锁紧活塞杆的时候，可避免锁紧力不够的情况出现，并提高了锁紧装置的稳定性。
进一步地，在定位框中设置有导向筒，所述导向筒的一端与定位框的内壁连接，导向杆位于导向筒中，且导向筒与导向杆共轴线。在顶紧板和弹簧之间设置有连接杆，弹簧通过连接杆来带动顶紧板移动导向筒的设置提高了弹簧和导向杆的移动方向的稳定性。
进一步地，所述顶紧板上与活塞杆接触的平面向内凹，形成与活塞杆的侧面直径尺寸相匹配的曲面。这样便于顶紧板抱紧活塞杆的侧面，增大顶紧板与活塞杆的接触面，使锁紧更稳定。
进一步地，在顶紧板上与活塞杆接触的曲面上设置有一层弹性橡胶层。橡胶层的设置使顶紧板与活塞杆的接触点为软接触，避免活塞杆因压力过大产生凹痕等缺陷，对活塞杆的侧壁起到保护作用。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过弹性件实现自锁的液压缸，当偏心轮的中心到活塞杆的轴线距离最远时，顶紧板远离活塞杆；当偏心轮的中心到活塞杆的轴线逐渐变小时，顶紧板在弹簧和导向杆的作用下，逐渐顶紧活塞杆，从而将活塞杆锁紧在需要的位置；
2、本发明通过弹性件实现自锁的液压缸，利用蜗轮蜗杆机构的自锁功能，在锁紧活塞杆的时候，可避免锁紧力不够的情况出现，并提高了锁紧装置的稳定性；
3、本发明通过弹性件实现自锁的液压缸，在顶紧板和弹簧之间设置有连接杆，弹簧通过连接杆来带动顶紧板移动导向筒的设置提高了弹簧和导向杆的移动方向的稳定性；
4、本发明通过弹性件实现自锁的液压缸，橡胶层的设置使顶紧板与活塞杆的接触点为软接触，避免活塞杆因压力过大产生凹痕等缺陷，对活塞杆的侧壁起到保护作用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为顶紧板远离活塞杆的位置示意图；
图3为顶紧板顶紧活塞杆的位置示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-液压缸本体，2-活塞，3-定位框，4-顶紧板，5-弹簧，6-导向杆，7-偏心轮，8-连接轴，9-涡轮，10-蜗杆，11-导向筒，，12-连接杆，13-橡胶层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图1-图3所示，本发明通过弹性件实现自锁的液压缸，包括液压缸本体1和设置在液压缸本体1端面的锁紧装置，所述液压缸本体1中设置有活塞杆2，所述锁紧装置包括定位框3、偏心轮7、驱动装置、以及依次连接的顶紧板4、弹簧5和导向杆6，所述定位框3安装在液压缸本体1的端面上，且该端面为活塞杆2能够自由伸缩的端面；所述活塞杆2活动贯穿定位框3，顶紧板4、弹簧5和导向杆6均位于定位框3中，且导向杆6上远离弹簧5的那一端与偏心轮7接触，随着偏心轮7的转动，顶紧板4能顶紧活塞杆2；所述驱动装置驱动偏心轮7转动。偏心轮7是凸轮的一种，偏心轮7是指这个轮的中心不在旋转点上，偏心轮7一般指代的就是圆形轮，当圆形没有绕着自己的中心旋转时，就成了偏心轮。当偏心轮7的中心到活塞杆2的轴线距离最远时，顶紧板4远离活塞杆2；当偏心轮7的中心到活塞杆2的轴线逐渐变小时，顶紧板4在弹簧5和导向杆6的作用下，逐渐顶紧活塞杆2，从而将活塞杆2锁紧在需要的位置。
进一步地，所述驱动装置主要由连接轴8、涡轮9和蜗杆10组成，所述连接轴8的一端与偏心轮7连接，连接轴8的另一端与涡轮9连接，连接轴8平行于涡轮9的转轴线，且连接轴8的轴线与偏心轮7的旋转轴线重合，蜗杆10通过电机驱动，并将动力传递给与之啮合的给涡轮9。蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。蜗轮蜗杆机构传动平稳、噪音小，且具有自锁功能：当蜗杆10的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，该机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆10带动蜗轮9转动，而不能由蜗轮9带动蜗杆10转动。利用蜗轮蜗杆机构的自锁功能，在锁紧活塞杆2的时候，可避免锁紧力不够的情况出现，并提高了锁紧装置的稳定性。
进一步地，在定位框3中设置有导向筒11，所述导向筒11的一端与定位框3的内壁连接，导向杆6位于导向筒11中，且导向筒11与导向杆6共轴线。在顶紧板4和弹簧5之间设置有连接杆12，弹簧5通过连接杆12来带动顶紧板4移动导向筒11的设置提高了弹簧5和导向杆6的移动方向的稳定性。
进一步地，所述顶紧板4上与活塞杆2接触的平面向内凹，形成与活塞杆2的侧面直径尺寸相匹配的曲面。这样便于顶紧板4抱紧活塞杆2的侧面，增大顶紧板4与活塞杆2的接触面，使锁紧更稳定。
进一步地，在顶紧板4上与活塞杆2接触的曲面上设置有一层弹性橡胶层13。橡胶层13的设置使顶紧板4与活塞杆2的接触点为软接触，避免活塞杆2因压力过大产生凹痕等缺陷，对活塞杆2的侧壁起到保护作用。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础，上作出的进一步说明。
实施例一的结构中，随着偏心轮7的中心线靠近活塞杆2的轴线时，主要利用了重力来使顶紧板4、弹簧5和导向杆6下落。当导向杆6的轴线不是位于竖直方向时，顶紧板4离开活塞杆2的速度较慢，甚至会一直处于与活塞杆2接触的位置，不便于活塞杆2的自由伸缩。
此时，可在偏心轮7的侧壁上设置一个与偏心轮7同中心的旋转槽，旋转槽的开口尺寸小于槽底尺寸，并在导向杆6上与偏心轮7接触的那一端设置一个与旋转槽的横截面尺寸相匹配的滑块，随着偏心轮7的转动，导向杆6能随着来回移动。
实施例三
本实施例是在实施例一的基础，上作出的进一步说明。
为了提高锁紧效果，将定位框3与导向杆6相对的内壁设置成与活塞杆2相匹配的曲面。当活塞杆2被锁紧时，其侧壁一边被顶紧板4抱紧，侧壁另一边被定位框3的曲面内壁抱紧，如图3所示。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.通过弹性件实现自锁的液压缸，包括液压缸本体（1），所述液压缸本体（1）中设置有活塞杆（2），其特征在于：还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括定位框（3）、偏心轮（7）、驱动装置、以及依次连接的顶紧板（4）、弹簧（5）和导向杆（6），所述定位框（3）安装在液压缸本体（1）的端面上，且该端面为活塞杆（2）能够自由伸缩的端面；所述活塞杆（2）活动贯穿定位框（3），顶紧板（4）、弹簧（5）和导向杆（6）均位于定位框（3）中，且导向杆（6）上远离弹簧（5）的那一端与偏心轮（7）接触，随着偏心轮（7）的转动，顶紧板（4）能顶紧活塞杆（2）；所述驱动装置驱动偏心轮（7）转动；
所述驱动装置主要由连接轴（8）、涡轮（9）和蜗杆（10）组成，所述连接轴（8）的一端与偏心轮（7）连接，连接轴（8）的另一端与涡轮（9）连接，连接轴（8）平行于涡轮（9）的转轴线，且连接轴（8）的轴线与偏心轮（7）的旋转轴线重合，蜗杆（10）通过电机驱动，并将动力传递给与之啮合的涡轮（9）；
在定位框（3）中设置有导向筒（11），所述导向筒（11）的一端与定位框（3）的内壁连接，导向杆（6）位于导向筒（11）中，且导向筒（11）与导向杆（6）共轴线。
2.根据权利要求1所述的通过弹性件实现自锁的液压缸，其特征在于：在顶紧板（4）和弹簧（5）之间设置有连接杆（12），弹簧（5）通过连接杆（12）来带动顶紧板（4）移动。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的通过弹性件实现自锁的液压缸，其特征在于：所述顶紧板（4）上与活塞杆（2）接触的平面向内凹，形成与活塞杆（2）的侧面直径尺寸相匹配的曲面。
4.根据权利要求3所述的通过弹性件实现自锁的液压缸，其特征在于：在顶紧板（4）上与活塞杆（2）接触的曲面上设置有一层弹性橡胶层（13）。
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