CN109578392A - 一种矢量控制旋转缸 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种矢量控制旋转缸，其结构简单，机械效率高、可靠性高。其包括两个直线液压缸，具体为第一直线液压缸、第二直线液压缸，两个所述直线液压缸的输出端在空间上成90°布置，两个所述直线液压缸通过固支机构固接连接，其中一个直线液压缸的输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、另一个直线液压缸的输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，一个直线液压缸位置固定，另一个直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的直线液压缸的输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，另一个直线液压缸的输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载。
Description
技术领域
本发明涉及液压缸的技术领域，具体为一种矢量控制旋转缸。
背景技术
目前，能实现负载的旋转运动的液压缸有以下两大类：
1)活塞式摆动液压缸(包括齿轮齿条式、螺旋活塞式、链式、曲柄式及来复式)均是采用机械结构实现负载的旋转运动。但机械结构自身所固有的摩擦力、死区、寿命都极大的影响它的使用。
2)叶片式摆动液压缸，无需任何变速机构，可实现负载的旋转运动。但运动部位的密封困难，加工复杂，价格昂贵。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种矢量控制旋转缸，其结构简单，输出转角达到360°，其机械效率高、可靠性高。
一种矢量控制旋转缸，其特征在于：其包括两个直线液压缸，具体为第一直线液压缸、第二直线液压缸，两个所述直线液压缸的输出端在空间上成90°布置，两个所述直线液压缸通过固支机构固接连接，其中一个直线液压缸的输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、另一个直线液压缸的输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，一个直线液压缸位置固定，另一个直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的直线液压缸的输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，另一个直线液压缸的输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动，两个所述直线液压缸的输出端的活动距离均不小于2r。
其进一步特征在于：
第一直线液压缸的第一输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸的第二输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，所述第一直线液压缸位置固定，第二直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的所述第一直线液压缸的第一输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，所述第二输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动；
第一直线液压缸的第一输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸的第二输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，所述第二直线液压缸位置固定，第一直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的所述第二直线液压缸的第二输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，所述第一输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动；
所述固支机构包括但不限于为安装座、直线固定架、L型固定架、Z型固定架以及空间固定架；
所述控制器通过第一线路连接所述第一电磁阀的输入端，所述第一电磁阀的输出端通过第一油管连接所述第一直线液压缸的输入端，所述控制器通过第二线路连接所述第二电磁阀的输入端，所述第二电磁阀的输出端通过第二油管连接所述第二直线液压缸的输入端；
所述负载的中心点为XY坐标系原点，所述原点的半径r的圆周上各个点的坐标被预先输入进入控制器内，所述控制器根据输出点的位置实施调整第一直线液压缸、第二直线液压缸的运动参数，使得输出点以半径r做圆周运动；
所述控制器在工作状态下实时计算圆周上的输出点的下一运动点的坐标和此时的坐标的矢量差值，然后分解到对应的X坐标轴和Y坐标轴上，之后驱动第一直线液压缸、第二直线液压缸的输出轴做对应的矢量动作，使得输出点以半径r做圆周运动。
采用本发明后，由控制器发出指令，驱动电磁阀控制其中一个直线液压缸的输出X轴方向的运动，同时由控制器发出指令，驱动对应的电磁阀控制另外一个直线液压缸输出Y轴方向的运动，两个直线液压缸的输出运形成矢量作用，使输出点a以半径r做圆周运动。在a点接入负载，就实现了负载的旋转运动；其结构简单，输出转角达到360°，其机械效率高、可靠性高。
附图说明
图1为本发明的具体实施例一结构示意简图(输出点在a)；
图2为本发明的具体实施例一结构示意简图(输出点在b)；
图3为本发明的具体实施例二结构示意简图(输出点在a)；
图4为本发明的具体实施例二结构示意简图(输出点在a)；
图5为本发明所建立XY坐标平面；
图中序号所对应的名称如下：
第一直线液压缸1、第二直线液压缸2、固支机构3、控制器4、输出点5、第一输出端6、第二输出端7、第一线路8、第一电磁阀9、第一油管10、第二线路11、第二电磁阀12、第二油管13。
具体实施方式
一种矢量控制旋转缸，见图1-图4：其包括两个直线液压缸，具体为第一直线液压缸1、第二直线液压缸2，两个直线液压缸的输出端在空间上成90°布置，两个直线液压缸通过固支机构3固接连接，其中一个直线液压缸的输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、另一个直线液压缸的输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，一个直线液压缸位置固定，另一个直线液压缸通过固支机构3固接于位置固定的直线液压缸的输出端，控制器4分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸的输入端，另一个直线液压缸的输出端的末端为输出点5，输出点5接入负载，控制器4控制输出点5以半径r做圆周运动，两个直线液压缸的输出端的活动距离均不小于2r。
具体实施方式一：第一直线液压缸1的第一输出端6的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸2的第二输出端7的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，第一直线液压缸1位置固定，第二直线液压缸2通过固支机构3固接于位置固定的第一直线液压缸1的第一输出端6，控制器4分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸的输入端，第二输出端7的末端为输出点5，输出点5接入负载，控制器控制输出点以半径r做圆周运动。
具体实施方式二：第一直线液压缸1的第一输出端6的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸2的第二输出端7的运动方向为Y坐标系的纵向运动，第二直线液压缸2位置固定，第一直线液压缸1通过固支机构3固接于位置固定的第二直线液压缸2的第二输出端7，控制器4分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸的输入端，第一输出端6的末端为输出点，输出点5接入负载，控制器4控制输出点以半径r做圆周运动。
具体实施方式中，固支机构3包括但不限于为安装座、直线固定架、L型固定架、Z型固定架以及空间固定架；
控制器4通过第一线路8连接第一电磁阀9的输入端，第一电磁阀9的输出端通过第一油管10连接第一直线液压缸1的输入端，控制器4通过第二线路11连接第二电磁阀12的输入端，第二电磁阀12的输出端通过第二油管13连接第二直线液压缸2的输入端；
负载的中心点为XY坐标系原点，原点的半径r的圆周上各个点的坐标被预先输入进入控制器4内，控制器4根据输出点5的位置实施调整第一直线液压缸1、第二直线液压缸2的运动参数，使得输出点5以半径r做圆周运动；
控制器4在工作状态下实时计算圆周上的输出点的下一运动点的坐标和此时的坐标的矢量差值，然后分解到对应的X坐标轴和Y坐标轴上，之后驱动第一直线液压缸1、第二直线液压缸2的输出轴做对应的矢量动作，使得输出点以半径r做圆周运动。
具体实施例一、见图1和图2：第一直线液压缸1的第一输出端6的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸2的第二输出端7的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，第一直线液压缸1位置固定，第二直线液压缸2通过固支机构3固接于位置固定的第一直线液压缸1的第一输出端6，控制器4分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸的输入端，第二输出端7的末端为输出点5，输出点5接入负载，控制器4控制输出点5以半径r做圆周运动，固支机构3包括具体为L型固定架。
具体实施例二、见图3和图4：第一直线液压缸1的第一输出端6的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸2的第二输出端7的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，第一直线液压缸1位置固定，第二直线液压缸2通过固支机构3固接于位置固定的第一直线液压缸1的第一输出端6，控制器4分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸的输入端，第二输出端7的末端为输出点5，输出点5接入负载，控制器4控制输出点5以半径r做圆周运动，固支机构3具体为安装座。
具体实施例的工作原理如下：圆周上的任意一点都可分解为X坐标系上的一个点和Y坐标系上的一个点，反之，通过X坐标系上的一个点和Y坐标系上的一个点就可得到圆周上的任意一个点。通过若干个点的组合就可形成一个圆，见图5中点1(X1、Y1)、点2(X2、Y2)、点3(X3、Y3)、点4(X4、Y4)；由控制器发出指令，驱动电磁阀控制第一直线液压缸的输出X轴方向的运动，同时由控制器发出指令，驱动对应的电磁阀控制第二直线液压缸输出Y轴方向的运动，第一直线液压缸的输出运动和第二直线液压缸输出运动形成矢量作用，使输出点a以半径r做圆周运动。在a点接入负载，就实现了负载的旋转运动；其结构简单，输出转角达到360°。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (7)
1.一种矢量控制旋转缸，其特征在于：其包括两个直线液压缸，具体为第一直线液压缸、第二直线液压缸，两个所述直线液压缸的输出端在空间上成90°布置，两个所述直线液压缸通过固支机构固接连接，其中一个直线液压缸的输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、另一个直线液压缸的输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，一个直线液压缸位置固定，另一个直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的直线液压缸的输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，另一个直线液压缸的输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动，两个所述直线液压缸的输出端的活动距离均不小于2r。
2.如权利要求1所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：第一直线液压缸的第一输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸的第二输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两个直线液压缸运动组合形成一个XY坐标系的平面，所述第一直线液压缸位置固定，第二直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的所述第一直线液压缸的第一输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，所述第二输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动。
3.如权利要求1所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：第一直线液压缸的第一输出端的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸的第二输出端的运动方向为Y坐标系的纵向运动，所述第二直线液压缸位置固定，第一直线液压缸通过所述固支机构固接于位置固定的所述第二直线液压缸的第二输出端，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个所述直线液压缸的输入端，所述第一输出端的末端为输出点，所述输出点接入负载，所述控制器控制输出点以半径r做圆周运动。
4.如权利要求1所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：所述固支机构包括但不限于为安装座、直线固定架、L型固定架、Z型固定架以及空间固定架。
5.如权利要求1所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：所述控制器通过第一线路连接所述第一电磁阀的输入端，所述第一电磁阀的输出端通过第一油管连接所述第一直线液压缸的输入端，所述控制器通过第二线路连接所述第二电磁阀的输入端，所述第二电磁阀的输出端通过第二油管连接所述第二直线液压缸的输入端。
6.如权利要求1所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：所述负载的中心点为XY坐标系原点，所述原点的半径r的圆周上各个点的坐标被预先输入进入控制器内，所述控制器根据输出点的位置实施调整第一直线液压缸、第二直线液压缸的运动参数，使得输出点以半径r做圆周运动。
7.如权利要求6所述的一种矢量控制旋转缸，其特征在于：所述控制器在工作状态下实时计算圆周上的输出点的下一运动点的坐标和此时的坐标的矢量差值，然后分解到对应的X坐标轴和Y坐标轴上，之后驱动第一直线液压缸、第二直线液压缸的输出轴做对应的矢量动作，使得输出点以半径r做圆周运动。
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