CN110195729A - 一种阀芯内置式数字流体缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖、缸底盖、电机连接体、后缸盖、铰耳座、活塞、活塞杆、四边滑阀和传动机构，其特征在于，所述缸筒一端与缸端盖通过螺栓相固连，另一端与缸底盖通过螺栓相固连，缸端盖与缸筒静密封配合，缸底盖与缸筒静密封配合，缸筒左侧外壁固定按电机连接体，缸筒与后缸盖固定端的内部固定安装缸底盖，后缸盖与铰耳座通过螺栓相固连，缸筒套装在活塞上，活塞套装在活塞杆上，缸筒与活塞动密封配合；本发明的一种阀芯内置式采用四边滑阀控两个压力腔来实现运动控制的数字流体缸，在轴向及径向空间尺寸均严格受限的情况，也可以实现对重达几十甚至上百吨的负载的高精度控制。

Description

一种阀芯内置式数字流体缸

技术领域

本发明涉及一种阀芯内置式数字流体缸，属于数字液压技术领域。

背景技术

流体缸是一种通过把流体(液体或气体)的压力能转换为机械能来实现直线往复运动的终端执行元件。传统的流体缸必须与流体控制阀(方向阀、压力阀、流量阀、伺服阀等)相结合才能实现位置控制、速度控制、方向控制等实用功能，其主要缺点是系统结构复杂、价格高、使用维护不方便、对技术人员要求较高，而且也不能直接实现数字计算机控制。数字流体缸与传统的流体缸有本质上的区别，它是一种集能量转换功能和控制功能于一体的直线执行元件，在中低频率范围内，无论从实用功能上还是控制性能上，都远远好于传统的流体缸。数字流体缸可分为阀芯外置式和阀芯内置式两种。

现有阀芯外置式数字流体缸，虽然已在工程机械、大型并联机器人等领域取得了成功的应用，但是由于其安装空间大，很难兼顾轴向和径向的尺寸，无法应用在某些安装空间受到限制的场合。把阀芯内置于活塞内部，可有效的减小缸的安装空间，但现有阀芯内置式数字流体缸都是采用双边滑阀控制一个压力腔来实现缸的运动控制，由于闭环刚度低和驱动力小，只能用于负载力和负载惯量均较小的场合。采煤机等矿山设备，当量负载重达几十甚至上百吨，安装空间严格受限，而且要求1毫米以内的定位精度，现有数字流体缸均无法满足这种要求。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种阀芯内置式采用四边滑阀控制两个压力腔来实现运动控制的数字流体缸，在轴向及径向空间尺寸均严格受限的情况，也可以实现对重达几十甚至上百吨的负载的高精度控制。为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖、缸底盖、电机连接体、后缸盖、铰耳座、活塞、活塞杆、四边滑阀和传动机构，所述缸筒一端与缸端盖通过螺栓相固连，另一端与缸底盖通过螺栓相固连，缸端盖与缸筒静密封配合，缸底盖与缸筒静密封配合，缸筒左侧外壁固定按电机连接体，缸筒与后缸盖固定端的内部固定安装缸底盖，后缸盖与铰耳座通过螺栓相固连，缸筒套装在活塞上，活塞套装在活塞杆上，缸筒与活塞动密封配合，活塞与活塞杆通过螺纹相固连，活塞杆左端开设滑阀孔，滑阀孔底端的活塞杆开设有丝杠让位孔，丝杠让位孔内转动安装丝杠，丝杠位于滑阀孔端螺装四边滑阀，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔与四边滑阀B腔，丝杠左端转动安装缸底盖。

所述活塞上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路，所述活塞上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路，活塞杆左端上侧开设的油路为第三油路，活塞杆左端下侧开设的油路为第四油路，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a，环形槽路b，环形槽路c，活塞杆的前侧杆内开设进油油路，活塞杆的后侧杆内开设出油油路。

活塞上的第一油路与活塞杆上的第三油路密封连通，第三油路与活塞杆里的四边滑阀A腔相连通，活塞上的第二油路与活塞杆上的第四油路密封连通，第四油路与活塞杆里的四边滑阀B腔相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯和阀套两部分，阀芯和阀套组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口，四边滑阀阀套上的两端出油节流口分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路相连通，四边滑阀的进油节流口与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路相连通。

所述电机连接体上固装有步进电机，步进电机的电机轴与联轴器的一端相连，联轴器另一端与传动轴通过键连接，传动轴与联轴器相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴的自由端与传动机构相连接，传动机构固定安装在缸底盖和后缸盖之间，传动机构输出端动力连接丝杠。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮和传动皮带。

所述丝杠一端为自由端，另一端为驱动端，丝杠的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮或输出齿轮、锁紧螺母，丝杠轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母进行轴向固定，使丝杠不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠驱动端上，被丝杠轴肩紧卡在缸底盖和轴承上，密封盖与所述缸底盖静密封配合，密封盖与丝杠驱动端动密封配合。

所述丝杠自由端上套装有滚珠螺母，滚珠螺母可以在丝杠上轴向移动，所述滚珠螺母上套装四边滑阀阀芯，通过螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯在靠近缸底盖的一端固装有导向键，在活塞杆内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽，四边滑阀阀芯相对于活塞杆仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯上套装阀套，阀套套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯与阀套间隙密封配合，阀套与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯可以在阀套内来回轴向移动。

所述四边滑阀的四个可变节流口分成两组，两组可变节流口开口面积相同，构成对称四边滑阀，两组可变节流口开口面积相似，开口面积之比等于无杆腔和有杆腔用效作用面积之比，构成非对称四边滑阀。

所述对称四边滑阀在阀套上开两组相同的阀套窗口，阀套窗口形状为圆形窗口或矩形窗口，所述非对称四边滑阀为阀套上开两组相似的阀套窗口来实现，阀套窗口形状可以是圆形窗口或矩形窗口，所述非对称四边滑阀或为滑阀阀芯上开两组相似的凹槽，凹槽可以是圆形槽、矩形槽或者U形槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种阀芯内置式采用四边滑阀控两个压力腔来实现运动控制的数字流体缸，在轴向及径向空间尺寸均严格受限的情况，也可以实现对重达几十甚至上百吨的负载的高精度控制。

附图说明

图1是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例一主视图的剖面图；

图2是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例一俯视图的剖面图；

图3是图1中A部放大图；

图4是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例二非对称四边滑阀的主视图；

图5是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例三非对称四边滑阀的示意图；

图6是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例四非对称四边滑阀的示意图；

图7是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例四非对称四边滑阀阀芯的俯视图；

图8是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例五非对称四边滑阀的示意图；

图9是本发明的一种阀芯内置式数字流体缸的实施例五非对称四边滑阀阀芯的俯视图；

图中：1—铰耳座，2—后缸盖，3—锁紧螺母，4—从动带轮，5—传动轴，6—电机连接体，7—联轴器，8—步进电机，9—第一油路，10—第二油路，11—第三油路，12—四边滑阀A腔，13—四边滑阀B腔，14—阀套，15—缸筒，16—缸端盖，17—丝杠让位孔，18—活塞杆，19—丝杠，20—四边滑阀阀芯，21—环形槽路c，22—环形槽路b，23—第四油路，24—环形槽路a，25—滚珠螺母，26—活塞，27—缸底盖，28—密封盖，29—传动皮带，30—出油油路，31—进油油路，32—导向键槽，33—导向键，34—出油节流口，35—进油节流口。

具体实施方式

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例1

如图1至图3所示，本发明提供了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖16、缸底盖27、电机连接体6、后缸盖2、铰耳座、活塞26、活塞杆18、四边滑阀和传动机构，为装置的主体结构，所述缸筒一端与缸端盖16通过螺栓相固连，另一端与缸底盖27通过螺栓相固连，缸端盖16与缸筒静密封配合，缸底盖27与缸筒静密封配合，构成完整封闭缸体结构，方便进行液压传动，缸筒左侧外壁固定按电机连接体6，为步进电机8提供安装工位，缸筒与后缸盖2固定端的内部固定安装缸底盖27，后缸盖2与铰耳座通过螺栓相固连，方便连接外部结构，缸筒套装在活塞26上，活塞26套装在活塞杆18上，缸筒与活塞26动密封配合，活塞26与活塞杆18通过螺纹相固连，构成完整的活塞26传动机构，活塞杆18左端开设滑阀孔，为四边滑阀提供安装基础，滑阀孔底端的活塞杆18开设有丝杠让位孔17，为丝杠19提供安装工位，丝杠让位孔17内转动安装丝杠19，通过自身螺纹结构对四边滑阀进行控制，丝杠19位于滑阀孔端螺装四边滑阀，通过自身结构的特性及丝杠19的拉动控制，对油路的通闭进行控制，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔12与四边滑B腔12，实现不同的油路通道，丝杠19左端转动安装缸底盖27。

所述活塞26上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路9，所述活塞26上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路10，活塞杆18左端上侧开设的油路为第三油路11，活塞杆18左端下侧开设的油路为第四油路23，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a24，环形槽路b22，环形槽路c21，活塞杆18的前侧杆内开设进油油路31，活塞杆18的后侧杆内开设出油油路30，通过上述油路的设置，实现当四边滑阀工作至不同位置时，连通不同油路，达到其所需实现的工作目的。

活塞26上的第一油路9与活塞杆18上的第三油路11密封连通，第三油路11与活塞杆18里的四边滑阀A腔12相连通，活塞26上的第二油路10与活塞杆18上的第四油路23密封连通，第四油路23与活塞杆18里的四边滑B腔12相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯20和阀套14两部分，阀芯和阀套14组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口35，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口34，四边滑阀阀套14上的两端出油节流口34分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路30相连通，四边滑阀的进油节流口35与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路31相连通，通过上述油路的连通，实现油路的有效连接。

所述电机连接体6上固装有步进电机8，为调节四边滑阀提供可以控制的动力，步进电机8的电机轴与联轴器7的一端相连，联轴器7另一端与传动轴5通过键连接，传动轴5与联轴器7相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴5的自由端与传动机构相连接，实现有效的动力传递，传动机构固定安装在缸底盖27和后缸盖2之间，传动机构输出端动力连接丝杠19。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮4和传动皮带29，通过结构传动特性，保证步进电机8转向与丝杠19转向相同。

所述丝杠19一端为自由端，另一端为驱动端，从动带轮4或输出齿轮套装在丝杠19驱动端，通过平键连接，丝杠19驱动端穿过缸底盖27的中心，在活塞杆18上中心内部开有丝杠让位孔17，丝杠19自由端穿过丝杠让位孔17，丝杠19与缸筒相平行，丝杠19的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮4或输出齿轮、锁紧螺母3，丝杠19轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母3进行轴向固定，使丝杠19不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠19驱动端上，被丝杠19轴肩紧卡在缸底盖27和轴承上，密封盖与缸底盖27静密封配合，密封盖与丝杠19驱动端动密封配合。

所述丝杠19自由端上套装有滚珠螺母25，滚珠螺母25可以在丝杠19上轴向移动，所述滚珠螺母25上套装四边滑阀阀芯20，通过自身为结构基础，为其上结构的安装及开设提供基础，螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯20在靠近缸底盖27的一端固装有导向键33，在活塞杆18内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽3232，四边滑阀阀芯20相对于活塞杆18仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯20上套装阀套14，配合四边滑阀阀芯20构成调节不同油路封闭的结构，阀套14套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯20与阀套14间隙密封配合，方便进行滑动，阀套14与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯20可以在阀套14内来回轴向移动。

实施例2

如图1至图4所示，本发明提供了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖16、缸底盖27、电机连接体6、后缸盖2、铰耳座、活塞26、活塞杆18、四边滑阀和传动机构，为装置的主体结构，所述缸筒一端与缸端盖16通过螺栓相固连，另一端与缸底盖27通过螺栓相固连，缸端盖16与缸筒静密封配合，缸底盖27与缸筒静密封配合，构成完整封闭缸体结构，方便进行液压传动，缸筒左侧外壁固定按电机连接体6，为步进电机8提供安装工位，缸筒与后缸盖2固定端的内部固定安装缸底盖27，后缸盖2与铰耳座通过螺栓相固连，方便连接外部结构，缸筒套装在活塞26上，活塞26套装在活塞杆18上，缸筒与活塞26动密封配合，活塞26与活塞杆18通过螺纹相固连，构成完整的活塞26传动机构，活塞杆18左端开设滑阀孔，为四边滑阀提供安装基础，滑阀孔底端的活塞杆18开设有丝杠让位孔17，为丝杠19提供安装工位，丝杠让位孔17内转动安装丝杠19，通过自身螺纹结构对四边滑阀进行控制，丝杠19位于滑阀孔端螺装四边滑阀，通过自身结构的特性及丝杠19的拉动控制，对油路的通闭进行控制，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔12与四边滑B腔12，实现不同的油路通道，丝杠19左端转动安装缸底盖27。

所述活塞26上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路9，所述活塞26上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路10，活塞杆18左端上侧开设的油路为第三油路11，活塞杆18左端下侧开设的油路为第四油路23，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a24，环形槽路b22，环形槽路c21，活塞杆18的前侧杆内开设进油油路31，活塞杆18的后侧杆内开设出油油路30，通过上述油路的设置，实现当四边滑阀工作至不同位置时，连通不同油路，达到其所需实现的工作目的。

活塞26上的第一油路9与活塞杆18上的第三油路11密封连通，第三油路11与活塞杆18里的四边滑阀A腔12相连通，活塞26上的第二油路10与活塞杆18上的第四油路23密封连通，第四油路23与活塞杆18里的四边滑B腔12相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯20和阀套14两部分，阀芯和阀套14组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口35，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口34，四边滑阀阀套14上的两端出油节流口34分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路30相连通，四边滑阀的进油节流口35与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路31相连通，通过上述油路的连通，实现油路的有效连接。

所述电机连接体6上固装有步进电机8，为调节四边滑阀提供可以控制的动力，步进电机8的电机轴与联轴器7的一端相连，联轴器7另一端与传动轴5通过键连接，传动轴5与联轴器7相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴5的自由端与传动机构相连接，实现有效的动力传递，传动机构固定安装在缸底盖27和后缸盖2之间。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮4和传动皮带29，通过结构传动特性，保证步进电机8转向与丝杠19转向相同。

所述丝杠19一端为自由端，另一端为驱动端，从动带轮4或输出齿轮套装在丝杠19驱动端，通过平键连接，丝杠19驱动端穿过缸底盖27的中心，在活塞杆18上中心内部开有丝杠让位孔17，丝杠19自由端穿过丝杠让位孔17，丝杠19与缸筒相平行，丝杠19的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮4或输出齿轮、锁紧螺母3，丝杠19轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母3进行轴向固定，使丝杠19不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠19驱动端上，被丝杠19轴肩紧卡在缸底盖27和轴承上，密封盖与缸底盖27静密封配合，密封盖与丝杠19驱动端动密封配合。

所述丝杠19自由端上套装有滚珠螺母25，滚珠螺母25可以在丝杠19上轴向移动，所述滚珠螺母25上套装四边滑阀阀芯20，通过自身为结构基础，为其上结构的安装及开设提供基础，螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯20在靠近缸底盖27的一端固装有导向键33，在活塞杆18内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽3232，四边滑阀阀芯20相对于活塞杆18仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯20上套装阀套14，配合四边滑阀阀芯20构成调节不同油路封闭的结构，阀套14套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯20与阀套14间隙密封配合，方便进行滑动，阀套14与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯20可以在阀套14内来回轴向移动。

所述四边滑阀的四个可变节流口分成两组，两组可变节流口开口面积相同，构成对称四边滑阀，两组可变节流口开口面积相似，开口面积之比等于无杆腔和有杆腔用效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，通过非对称结构，缓解应有杆腔与无杆腔因容积不同造成的压力差的冲击力问题。

实施例3

如图1、图2图3和图5所示，本发明提供了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖16、缸底盖27、电机连接体6、后缸盖2、铰耳座、活塞26、活塞杆18、四边滑阀和传动机构，为装置的主体结构，所述缸筒一端与缸端盖16通过螺栓相固连，另一端与缸底盖27通过螺栓相固连，缸端盖16与缸筒静密封配合，缸底盖27与缸筒静密封配合，构成完整封闭缸体结构，方便进行液压传动，缸筒左侧外壁固定按电机连接体6，为步进电机8提供安装工位，缸筒与后缸盖2固定端的内部固定安装缸底盖27，后缸盖2与铰耳座通过螺栓相固连，方便连接外部结构，缸筒套装在活塞26上，活塞26套装在活塞杆18上，缸筒与活塞26动密封配合，活塞26与活塞杆18通过螺纹相固连，构成完整的活塞26传动机构，活塞杆18左端开设滑阀孔，为四边滑阀提供安装基础，滑阀孔底端的活塞杆18开设有丝杠让位孔17，为丝杠19提供安装工位，丝杠让位孔17内转动安装丝杠19，通过自身螺纹结构对四边滑阀进行控制，丝杠19位于滑阀孔端螺装四边滑阀，通过自身结构的特性及丝杠19的拉动控制，对油路的通闭进行控制，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔12与四边滑B腔12，实现不同的油路通道，丝杠19左端转动安装缸底盖27。

所述活塞26上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路9，所述活塞26上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路10，活塞杆18左端上侧开设的油路为第三油路11，活塞杆18左端下侧开设的油路为第四油路23，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a24，环形槽路b22，环形槽路c21，活塞杆18的前侧杆内开设进油油路31，活塞杆18的后侧杆内开设出油油路30，通过上述油路的设置，实现当四边滑阀工作至不同位置时，连通不同油路，达到其所需实现的工作目的。

活塞26上的第一油路9与活塞杆18上的第三油路11密封连通，第三油路11与活塞杆18里的四边滑阀A腔12相连通，活塞26上的第二油路10与活塞杆18上的第四油路23密封连通，第四油路23与活塞杆18里的四边滑B腔12相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯20和阀套14两部分，阀芯和阀套14组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口35，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口34，四边滑阀阀套14上的两端出油节流口34分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路30相连通，四边滑阀的进油节流口35与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路31相连通，通过上述油路的连通，实现油路的有效连接。

所述电机连接体6上固装有步进电机8，为调节四边滑阀提供可以控制的动力，步进电机8的电机轴与联轴器7的一端相连，联轴器7另一端与传动轴5通过键连接，传动轴5与联轴器7相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴5的自由端与传动机构相连接，实现有效的动力传递，传动机构固定安装在缸底盖27和后缸盖2之间。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮4和传动皮带29，通过结构传动特性，保证步进电机8转向与丝杠19转向相同。

所述丝杠19一端为自由端，另一端为驱动端，从动带轮4或输出齿轮套装在丝杠19驱动端，通过平键连接，丝杠19驱动端穿过缸底盖27的中心，在活塞杆18上中心内部开有丝杠让位孔17，丝杠19自由端穿过丝杠让位孔17，丝杠19与缸筒相平行，丝杠19的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮4或输出齿轮、锁紧螺母3，丝杠19轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母3进行轴向固定，使丝杠19不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠19驱动端上，被丝杠19轴肩紧卡在缸底盖27和轴承上，密封盖与缸底盖27静密封配合，密封盖与丝杠19驱动端动密封配合。

所述丝杠19自由端上套装有滚珠螺母25，滚珠螺母25可以在丝杠19上轴向移动，所述滚珠螺母25上套装四边滑阀阀芯20，通过自身为结构基础，为其上结构的安装及开设提供基础，螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯20在靠近缸底盖27的一端固装有导向键33，在活塞杆18内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽3232，四边滑阀阀芯20相对于活塞杆18仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯20上套装阀套14，配合四边滑阀阀芯20构成调节不同油路封闭的结构，阀套14套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯20与阀套14间隙密封配合，方便进行滑动，阀套14与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯20可以在阀套14内来回轴向移动。

所述对称四边滑阀在阀套14上开两组相同的阀套14窗口，阀套14窗口形状为圆形窗口或矩形窗口。

实施例4

如图1、图2、图3、图6和图7所示，本发明提供了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖16、缸底盖27、电机连接体6、后缸盖2、铰耳座、活塞26、活塞杆18、四边滑阀和传动机构，为装置的主体结构，所述缸筒一端与缸端盖16通过螺栓相固连，另一端与缸底盖27通过螺栓相固连，缸端盖16与缸筒静密封配合，缸底盖27与缸筒静密封配合，构成完整封闭缸体结构，方便进行液压传动，缸筒左侧外壁固定按电机连接体6，为步进电机8提供安装工位，缸筒与后缸盖2固定端的内部固定安装缸底盖27，后缸盖2与铰耳座通过螺栓相固连，方便连接外部结构，缸筒套装在活塞26上，活塞26套装在活塞杆18上，缸筒与活塞26动密封配合，活塞26与活塞杆18通过螺纹相固连，构成完整的活塞26传动机构，活塞杆18左端开设滑阀孔，为四边滑阀提供安装基础，滑阀孔底端的活塞杆18开设有丝杠让位孔17，为丝杠19提供安装工位，丝杠让位孔17内转动安装丝杠19，通过自身螺纹结构对四边滑阀进行控制，丝杠19位于滑阀孔端螺装四边滑阀，通过自身结构的特性及丝杠19的拉动控制，对油路的通闭进行控制，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔12与四边滑B腔12，实现不同的油路通道，丝杠19左端转动安装缸底盖27。

所述活塞26上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路9，所述活塞26上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路10，活塞杆18左端上侧开设的油路为第三油路11，活塞杆18左端下侧开设的油路为第四油路23，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a24，环形槽路b22，环形槽路c21，活塞杆18的前侧杆内开设进油油路31，活塞杆18的后侧杆内开设出油油路30，通过上述油路的设置，实现当四边滑阀工作至不同位置时，连通不同油路，达到其所需实现的工作目的。

活塞26上的第一油路9与活塞杆18上的第三油路11密封连通，第三油路11与活塞杆18里的四边滑阀A腔12相连通，活塞26上的第二油路10与活塞杆18上的第四油路23密封连通，第四油路23与活塞杆18里的四边滑B腔12相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯20和阀套14两部分，阀芯和阀套14组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口35，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口34，四边滑阀阀套14上的两端出油节流口34分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路30相连通，四边滑阀的进油节流口35与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路31相连通，通过上述油路的连通，实现油路的有效连接。

所述电机连接体6上固装有步进电机8，为调节四边滑阀提供可以控制的动力，步进电机8的电机轴与联轴器7的一端相连，联轴器7另一端与传动轴5通过键连接，传动轴5与联轴器7相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴5的自由端与传动机构相连接，实现有效的动力传递，传动机构固定安装在缸底盖27和后缸盖2之间。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮4和传动皮带29，通过结构传动特性，保证步进电机8转向与丝杠19转向相同。

所述丝杠19一端为自由端，另一端为驱动端，从动带轮4或输出齿轮套装在丝杠19驱动端，通过平键连接，丝杠19驱动端穿过缸底盖27的中心，在活塞杆18上中心内部开有丝杠让位孔17，丝杠19自由端穿过丝杠让位孔17，丝杠19与缸筒相平行，丝杠19的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮4或输出齿轮、锁紧螺母3，丝杠19轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母3进行轴向固定，使丝杠19不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠19驱动端上，被丝杠19轴肩紧卡在缸底盖27和轴承上，密封盖与缸底盖27静密封配合，密封盖与丝杠19驱动端动密封配合。

所述丝杠19自由端上套装有滚珠螺母25，滚珠螺母25可以在丝杠19上轴向移动，所述滚珠螺母25上套装四边滑阀阀芯20，通过自身为结构基础，为其上结构的安装及开设提供基础，螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯20在靠近缸底盖27的一端固装有导向键33，在活塞杆18内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽3232，四边滑阀阀芯20相对于活塞杆18仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯20上套装阀套14，配合四边滑阀阀芯20构成调节不同油路封闭的结构，阀套14套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯20与阀套14间隙密封配合，方便进行滑动，阀套14与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯20可以在阀套14内来回轴向移动。

所述非对称四边滑阀为阀套14上开两组相似的阀套14窗口来实现，阀套14窗口形状可以是圆形窗口或矩形窗口。

实施例5

如图1、图2、图3、图8、图9所示，本发明提供了一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖16、缸底盖27、电机连接体6、后缸盖2、铰耳座、活塞26、活塞杆18、四边滑阀和传动机构，为装置的主体结构，所述缸筒一端与缸端盖16通过螺栓相固连，另一端与缸底盖27通过螺栓相固连，缸端盖16与缸筒静密封配合，缸底盖27与缸筒静密封配合，构成完整封闭缸体结构，方便进行液压传动，缸筒左侧外壁固定按电机连接体6，为步进电机8提供安装工位，缸筒与后缸盖2固定端的内部固定安装缸底盖27，后缸盖2与铰耳座通过螺栓相固连，方便连接外部结构，缸筒套装在活塞26上，活塞26套装在活塞杆18上，缸筒与活塞26动密封配合，活塞26与活塞杆18通过螺纹相固连，构成完整的活塞26传动机构，活塞杆18左端开设滑阀孔，为四边滑阀提供安装基础，滑阀孔底端的活塞杆18开设有丝杠让位孔17，为丝杠19提供安装工位，丝杠让位孔17内转动安装丝杠19，通过自身螺纹结构对四边滑阀进行控制，丝杠19位于滑阀孔端螺装四边滑阀，通过自身结构的特性及丝杠19的拉动控制，对油路的通闭进行控制，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔12与四边滑B腔12，实现不同的油路通道，丝杠19左端转动安装缸底盖27。

所述活塞26上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路9，所述活塞26上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路10，活塞杆18左端上侧开设的油路为第三油路11，活塞杆18左端下侧开设的油路为第四油路23，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a24，环形槽路b22，环形槽路c21，活塞杆18的前侧杆内开设进油油路31，活塞杆18的后侧杆内开设出油油路30，通过上述油路的设置，实现当四边滑阀工作至不同位置时，连通不同油路，达到其所需实现的工作目的。

活塞26上的第一油路9与活塞杆18上的第三油路11密封连通，第三油路11与活塞杆18里的四边滑阀A腔12相连通，活塞26上的第二油路10与活塞杆18上的第四油路23密封连通，第四油路23与活塞杆18里的四边滑B腔12相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯20和阀套14两部分，阀芯和阀套14组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口35，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口34，四边滑阀阀套14上的两端出油节流口34分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路30相连通，四边滑阀的进油节流口35与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路31相连通，通过上述油路的连通，实现油路的有效连接。

所述电机连接体6上固装有步进电机8，为调节四边滑阀提供可以控制的动力，步进电机8的电机轴与联轴器7的一端相连，联轴器7另一端与传动轴5通过键连接，传动轴5与联轴器7相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴5的自由端与传动机构相连接，实现有效的动力传递，传动机构固定安装在缸底盖27和后缸盖2之间。

所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮4和传动皮带29，通过结构传动特性，保证步进电机8转向与丝杠19转向相同。

所述丝杠19一端为自由端，另一端为驱动端，从动带轮4或输出齿轮套装在丝杠19驱动端，通过平键连接，丝杠19驱动端穿过缸底盖27的中心，在活塞杆18上中心内部开有丝杠让位孔17，丝杠19自由端穿过丝杠让位孔17，丝杠19与缸筒相平行，丝杠19的驱动端上套装有密封盖、轴承、从动带轮4或输出齿轮、锁紧螺母3，丝杠19轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母3进行轴向固定，使丝杠19不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠19驱动端上，被丝杠19轴肩紧卡在缸底盖27和轴承上，密封盖与缸底盖27静密封配合，密封盖与丝杠19驱动端动密封配合。

所述丝杠19自由端上套装有滚珠螺母25，滚珠螺母25可以在丝杠19上轴向移动，所述滚珠螺母25上套装四边滑阀阀芯20，通过自身为结构基础，为其上结构的安装及开设提供基础，螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯20在靠近缸底盖27的一端固装有导向键33，在活塞杆18内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽3232，四边滑阀阀芯20相对于活塞杆18仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯20上套装阀套14，配合四边滑阀阀芯20构成调节不同油路封闭的结构，阀套14套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯20与阀套14间隙密封配合，方便进行滑动，阀套14与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯20可以在阀套14内来回轴向移动。

所述非对称四边滑阀或为滑阀阀芯上开两组相似的凹槽，凹槽可以是圆形槽、矩形槽或者U形槽。

工作原理：

当四边滑阀阀芯20处于中位时，活塞26及活塞杆18处于静止状态，对步进电机8输入一个脉冲信号，步进电机8的电机轴旋转一定角度，通过联轴器7带动传动轴5也转动一定角度，转动角度与电机轴转动角度相同，传动轴5再通过传动机构带动丝杠19也转动一定角度，进而带动滚珠螺母25产生一定的轴向位移，四边滑阀阀芯20在滚珠螺母25上，通过螺钉进行固定，当丝杠19转动带动滚珠螺母25发生轴向位移时，四边滑阀阀芯20也跟着轴向移动，假设四边滑阀阀芯20向右移动，四边滑阀阀芯20与阀套14之间产生轴向位移，节流口打开，油液从进油油路31流进滑阀进油节流口35，进入四边滑阀A腔12，而后油液进入四边滑阀A腔12后，沿着第三油路11进入第一油路9，再从第一油路9流进液压缸的无杆腔，进而驱动液压缸活塞26向右移动，这时液压缸有杆腔的油液沿着第二油路10流入第四油路23，流入第四油路23的油液再进入四边滑B腔12，随后通过出油节流口34进入出油油路30排出，液压缸活塞26位移大小与四边滑阀阀芯20位移相等，活塞26位移量作为反馈信号进行直接负反馈，从而使滑阀开口关闭，液压缸活塞26停止运动，一个步进过程结束，当对步进电机8持续输入脉冲信号时，可以实现液压缸活塞杆18的连续右移，且活塞杆18的位移量会有所保证；

假设四边滑阀阀芯20向左移动，四边滑阀阀芯20与阀套14之间产生轴向位移，节流口打开，油液从进油油路31流进滑阀进油节流口35，进入四边滑B腔12，油液进入四边滑B腔12后，沿着第四油路23进入第二油路10，再从第二油路10流进液压缸的有杆腔，进而驱动液压缸活塞26向左移动，这时液压缸无杆腔的油液沿着第一油路9流入第三油路11，流入第三油路11的油液再进入四边滑阀A腔12，随后通过出油节流口34进入出油油路30排出，液压缸活塞26位移大小与四边滑阀阀芯20位移相等，活塞26位移量作为反馈信号进行直接负反馈，从而使滑阀开口关闭，液压缸活塞26停止运动，一个步进过程结束，当对步进电机8持续输入脉冲信号时，可以实现液压缸活塞杆18的连续左移，且活塞杆18的位移量会有所保证。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种阀芯内置式数字流体缸，包括缸筒、缸端盖、缸底盖、电机连接体、后缸盖、铰耳座、活塞、活塞杆、四边滑阀和传动机构，其特征在于，所述缸筒一端与缸端盖通过螺栓相固连，另一端与缸底盖通过螺栓相固连，缸端盖与缸筒静密封配合，缸底盖与缸筒静密封配合，缸筒左侧外壁固定按电机连接体，缸筒与后缸盖固定端的内部固定安装缸底盖，后缸盖与铰耳座通过螺栓相固连，缸筒套装在活塞上，活塞套装在活塞杆上，缸筒与活塞动密封配合，活塞与活塞杆通过螺纹相固连，活塞杆左端开设滑阀孔，滑阀孔底端的活塞杆开设有丝杠让位孔，丝杠让位孔内转动安装丝杠，丝杠位于滑阀孔端螺装四边滑阀，四边滑阀外周从左到右依次开设有四边滑阀A腔与四边滑阀B腔，丝杠左端转动安装缸底盖。

2.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述活塞上与液压缸无杆腔相连通的油路为第一油路，所述活塞上与液压缸有杆腔相连通的油路为第二油路，活塞杆左端上侧开设的油路为第三油路，活塞杆左端下侧开设的油路为第四油路，滑阀孔安装四边滑阀的位置从左到右依次开设有环形槽路a，环形槽路b，环形槽路c，活塞杆的前侧杆内开设进油油路，活塞杆的后侧杆内开设出油油路。

3.根据权利要求2所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，活塞上的第一油路与活塞杆上的第三油路密封连通，第三油路与活塞杆里的四边滑阀A腔相连通，活塞上的第二油路与活塞杆上的第四油路密封连通，第四油路与活塞杆里的四边滑阀B腔相连通，四边滑阀分为四边滑阀阀芯和阀套两部分，阀芯和阀套组成四个可变节流口，四边滑阀中间部分有两个节流口为进油节流口，四边滑阀两端部分各有一个节流口，都为出油节流口，四边滑阀阀套上的两端出油节流口分别与环形槽a和环形槽c相连通，环形槽a和环形槽c相互连通并与出油油路相连通，四边滑阀的进油节流口与环形槽b相连通，环形槽b与进油油路相连通。

4.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述电机连接体上固装有步进电机，步进电机的电机轴与联轴器的一端相连，联轴器另一端与传动轴通过键连接，传动轴与联轴器相连的一端为驱动端，另一端为自由端，传动轴的自由端与传动机构相连接，传动机构固定安装在缸底盖和后缸盖之间，传动机构输出端动力连接丝杠。

5.根据权利要求4所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述传动机构采用三齿轮变向传动结构，其包括输入齿轮、变向齿轮和输出齿轮，或采用带传动机构，其包括主动带轮、从动带轮和传动皮带。

6.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述四边滑阀的四个可变节流口分成两组，两组可变节流口开口面积相同，构成对称四边滑阀，两组可变节流口开口面积相似，开口面积之比等于无杆腔和有杆腔用效作用面积之比，构成非对称四边滑阀。

7.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述丝杠自由端上套装有滚珠螺母，滚珠螺母可以在丝杠上轴向移动，所述滚珠螺母上套装四边滑阀阀芯，通过螺钉连接相固连，四边滑阀阀芯在靠近缸底盖的一端固装有导向键，在活塞杆内放置四边滑阀的内壁上开有导向键槽，四边滑阀阀芯相对于活塞杆仅具有直线滑动的自由度，四边滑阀阀芯上套装阀套，阀套套装在滑阀孔内部，四边滑阀阀芯与阀套间隙密封配合，阀套与滑阀孔内壁间隙密封配合，四边滑阀阀芯可以在阀套内来回轴向移动。

8.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述丝杠一端为自由端，另一端为驱动端，丝杠的驱动端上套装有密封盖、轴承、皮带轮、锁紧螺母，丝杠轴肩紧卡在密封盖上并通过两个锁紧螺母进行轴向固定，使丝杠不发生轴向移动，密封盖套装在丝杠驱动端上，被丝杠轴肩紧卡在缸底盖和轴承上，密封盖与所述缸底盖静密封配合，密封盖与丝杠驱动端动密封配合。

9.根据权利要求1所述的一种阀芯内置式数字流体缸，其特征在于，所述对称四边滑阀在阀套上开两组相同的阀套窗口，阀套窗口形状为圆形窗口或矩形窗口，所述非对称四边滑阀为阀套上开两组相似的阀套窗口来实现，阀套窗口形状可以是圆形窗口或矩形窗口，所述非对称四边滑阀或为滑阀阀芯上开两组相似的凹槽，凹槽可以是圆形槽、矩形槽或者U形槽。