CN110206781A - 一种非对称四边滑阀式数字流体缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体、活塞杆、活塞、滚珠丝杠、缸底、反馈传动机构、伺服阀、电机、前缸盖、后缸盖及铰耳座，上述结构为装置的主体组成结构，通过结构的安装配合实现功能，所述伺服阀包括阀体、阀芯、前阀盖、后阀盖、阀套及反馈轴；本发明的非对称四边滑阀式数字流体缸，将阀体背于流体缸上面，缩短了数字液压缸在轴向上的尺寸，使得在空间受限的情况下亦能适用，同时采用非对称四边滑阀，解决了对称阀控非对称流体缸在两个运动方向上的控制特性不对称，换向时压力突变的缺点，提高了数字流体缸的运行控制精度。

Description

一种非对称四边滑阀式数字流体缸

技术领域

本发明属于数字流体缸技术领域，特别是涉及一种非对称四边滑阀式数字流体缸。

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，它克服传统流体缸存在的不足，在中低频率范围内，无论从实用功能上还是控制性能上，都优于传统流体缸。

现有数字流体缸可分为双边滑阀式及四边滑阀式两种。双边滑阀式数字流体缸只有两个连动的可变节流口，加工容易、成本低及安装空间小，但刚度差、频响低及驱动力小，只能用于轻载、精度较低的场合。而四边滑阀式数字流体缸有四个可变节流口，存在三个高等级定位精度的配合关系，加工难度大、成本高，而且阀体轴向尺寸大，需要的安装空间大。但刚度好、频响高及驱动力大。

现有四边滑阀式数字流体缸的四个可变节流口形状及开口面积大小都是相同，即为对称式结构，缸的一腔为无杆腔，有效作用面积为活塞面积，缸的另一腔为有杆腔，有效面积为活塞面积减去活塞杆的截面积，两腔有效面积不相等，流量大小不同，而节流口开口面积相同，造成缸在两个运动方向上的控制特性不对称，尤其在换向时，两腔压力突变，产生振动，影响缸的控制精度。

此外，现有数字流体缸的滑阀均布置在缸的轴线上，丝杠的转动可以直接反馈到阀芯，这种方式结构简单、传动间隙小，但轴向的安装空间较大，无法应用在某些安装空间受到限制的场合。

综上所述，现有对称四边滑阀式数字流体缸，不但控制特性不对称、存在压力突变、控制精度低，而且轴向尺寸大。在某些负载较大，安装空间严格受限，而且要求较高的运行控制精度的场合，现有对称四边滑阀式数字流体缸无法满足这种要求。

发明内容

针对上述技术存在的问题，本发明提供一种非对称四边滑阀式数字流体缸，非对称四边滑阀平行安装于缸体外侧，在负载较大，安装空间严格受限情况下，也能够实现高精度的运行控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体、活塞杆、活塞、滚珠丝杠、缸底、反馈传动机构、伺服阀、电机、前缸盖、后缸盖及铰耳座，所述伺服阀包括阀体、阀芯、前阀盖、后阀盖、阀套及反馈轴，其特征在于：所述前缸盖中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆直径，前端盖与活塞杆密封滑动配合，前缸盖与缸体通过螺栓固连，活塞杆内端与活塞通过螺纹相固连，活塞杆与活塞之间设有密封件，活塞直径稍小于缸体内径，活塞与缸体密封滑动配合，活塞杆外端是耳轴结构，活塞杆内端固装有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母内螺装滚珠丝杠，活塞杆体内设有滚珠丝杠让位孔，滚珠丝杠与活塞杆相平行。

所述滚珠丝杠一端为自由端，内置于活塞杆的滚珠丝杠让位孔中，滚珠丝杠另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底，并通过键连接及螺母与反馈传动机构输入端固连，缸底与缸体通过螺栓固连。

所述反馈传动机构安装在缸底外侧，并由后缸盖把反馈传动机构封装起来，缸盖另一侧装有铰耳座，后缸盖及铰耳座由螺栓固连在缸体上。

所述缸体左侧壁内上部开设第一油路，第一油路连通缸体内的无肝腔，缸体左侧壁内下部开设第二油路，第二油路连通缸体内的有杆腔。

所述伺服阀安装在靠近缸底的缸筒外侧，伺服阀包括阀体，阀体的上端与下端固连前阀盖与后阀盖，前阀盖与后阀盖中心设有通孔，阀芯通过滑动密封装置穿过通孔，阀体外固装有电机，电机的输出轴端固装有转接套管，阀芯下端插装在转接套管内，阀芯与转接套管间设有导向键槽结构，阀芯相对于转接套管仅具有直线滑动自由度，阀芯的另一端穿过固定在阀体内孔的阀套后与反馈轴下端螺接，阀体上端固定安装连接件，反馈轴上端穿过连接件后与缸底上部通孔由轴承连接，反馈轴上端与反馈传动机构的输出端固连。

所述阀体右侧壁上下对称开设有A口与B口，阀体左侧壁内开设有回油油路，回油油路上端弯折处的阀体后壁开设有T口，阀体中部后壁开设有P口，A口连通第二油路，B口连通第一油路。

所述阀芯与阀套组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀套开设的窗口形状可以是圆形窗口或矩形窗口，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连，或阀芯上开两组相似的凹槽，凹槽可以是圆形槽或矩形槽，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

所述反馈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。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的非对称四边滑阀式数字流体缸，将阀体背于流体缸上面，缩短了数字液压缸在轴向上的尺寸，使得在空间受限的情况下亦能适用，同时采用非对称四边滑阀，解决了对称阀控非对称流体缸在两个运动方向上的控制特性不对称，换向时压力突变的缺点，提高了数字流体缸的运行控制精度。

附图说明

图1为本发明的一种非对称四边滑阀式数字流体缸的主视图；

图2为本发明的一种非对称四边滑阀式数字流体缸的左视图；

图3为图1的非对称四边滑阀零件图；

图4为阀套矩形窗口示意图；

图5为阀套圆形形窗口示意图；

图6为阀芯矩形槽示意图；

图7为阀芯矩形槽示意图；

图8为阀芯圆形槽示意图；

图9为阀芯圆形槽示意图。

图中：1-电机，2-转接轴套，3-连接板，4-伺服阀，401-阀体，402-阀芯，403-前阀盖，404-阀套，405-后阀盖，406-连接件，407-反馈轴，408、T口，409、B口，410、P口，411、A口，412、回油油路，5-滚珠丝杠螺母，6-活塞，7-滚珠丝杠，8-活塞杆，9-缸体，10-前缸盖，11-缸底，12-反馈传动机构，13-后缸盖，14-铰耳座，15、第一油路，16、第二油路，17、滚珠丝杠让位孔。

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4所示，本发明提供了一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体9、活塞杆8、活塞6、滚珠丝杠7、缸底11、反馈传动机构12、伺服阀4、电机1、前缸盖10、后缸盖13及铰耳座14，上述结构为装置的主体组成结构，通过结构的安装配合实现功能，所述伺服阀4包括阀体401、阀芯402、前阀盖403、后阀盖405、阀套及反馈轴407，所述前缸盖10中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆8直径，与活塞杆8构成间歇配合，方便活塞杆8的滑动，同时通过间隙方便安装其他密封结构，前端盖与活塞杆8密封滑动配合，避免液压油的泄露，前缸盖10与缸体9通过螺栓固连，活塞杆8内端与活塞6通过螺纹相固连，通过螺栓的紧固连接，保证装置工作的稳定性，活塞杆8与活塞6之间设有密封件，活塞6直径稍小于缸体9内径，方便进行滑动及添加密封结构，活塞6与缸体9密封滑动配合，活塞杆8外端是耳轴结构，方便连接外部结构，活塞杆8内端固装有滚珠丝杠螺母5，与滚珠丝杠7进行配合，实现有效的控制，滚珠丝杠螺母5内螺装滚珠丝杠7，活塞杆8体内设有滚珠丝杠让位孔17，为滚珠丝杠7提供安装工位及工作空间，滚珠丝杠7与活塞杆8相平行，避免工作角度出现相交，继而导致活塞6与缸体9内壁发生挤压摩擦或活塞杆8与丝杠卡死。

所述滚珠丝杠7一端为自由端，内置于活塞杆8的滚珠丝杠让位孔17中，滚珠丝杠7另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底11，并通过键连接及螺母与反馈传动机构12输入端固连，缸底11与缸体9通过螺栓固连，形成固定连接结构，对滚珠丝杠7的轴向移动进行定位，避免发生轴向窜动，导致装置工作失效。

所述反馈传动机构12安装在缸底11外侧，并由后缸盖13把反馈传动机构12封装起来，对活塞6受到液压油挤压后的运动方向进行反馈，而后通过反馈轴407对伺服阀4进行控制，缸盖另一侧装有铰耳座14，后缸盖13及铰耳座14由螺栓固连在缸体9上，方便整个装置固定安装在外部结构上。

所述缸体9左侧壁内上部开设第一油路15，第一油路15连通缸体9内的无肝腔，缸体9左侧壁内下部开设第二油路16，第二油路16连通缸体9内的有杆腔。

所述伺服阀4安装在靠近缸底11的缸筒外侧，伺服阀4包括阀体401，阀体401的上端与下端固连前阀盖403与后阀盖405，构成完整的封闭结构，避免液压油泄露，造成工作失效，前阀盖403与后阀盖405中心设有通孔，阀芯402通过滑动密封装置穿过通孔，使得阀芯402能够进行轴心滑动，从而实现不同的通路，阀体401外固装有电机1，采用步进电机1，其连接外部控制装置，为阀芯402的移动提供可控制动力，电机1的输出轴端固装有转接轴套2，阀芯402下端插装在转接轴套2内，阀芯402与转接轴套2间设有导向键槽结构，阀芯402相对于转接轴套2仅具有直线滑动自由度，阀芯402的另一端穿过固定在阀体401内孔的阀套后与反馈轴407下端螺接，构成螺纹组合结构，使得反馈轴407能够反馈控制阀芯402的移动，阀体401上端固定安装连接件406，连接阀体401与缸体9及缸底11，反馈轴407上端穿过连接件406后与缸底11上部通孔由轴承连接，对反馈轴407进行轴向固定，避免窜动，反馈轴407上端与反馈传动机构12的输出端固连，实现有效的动力连接。

所述阀体401右侧壁上下对称开设有A口411与B口409，阀体401左侧壁内开设有回油油路412，回油油路412上端弯折处的阀体401后壁开设有T口408，阀体401中部后壁开设有P口410，A口411连通第二油路16，B口409连通第一油路15，构成完整的油路连接。

所述阀芯402与阀套404组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀套404开设的窗口形状为矩形窗口，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

所述反馈传动机构12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，通过输入齿轮将将滚珠丝杠的运动进行传动，而后通过变向齿轮对称两边切向传动速度方向的不同，使得输出齿轮转向与输入齿轮转向保持一致，或通过主动带轮与从动带轮的同向转动原理进行传动，从而实现有效反馈调节。

实施例2

如图1、图2、图3和图5所示一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体9、活塞杆8、活塞6、滚珠丝杠7、缸底11、反馈传动机构12、伺服阀4、电机1、前缸盖10、后缸盖13及铰耳座14，上述结构为装置的主体组成结构，通过结构的安装配合实现功能，所述伺服阀4包括阀体401、阀芯402、前阀盖403、后阀盖405、阀套及反馈轴407,所述前缸盖10中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆8直径，与活塞杆8构成间歇配合，方便活塞杆8的滑动，同时通过间隙方便安装其他密封结构，前端盖与活塞杆8密封滑动配合，避免液压油的泄露，前缸盖10与缸体9通过螺栓固连，活塞杆8内端与活塞6通过螺纹相固连，通过螺栓的紧固连接，保证装置工作的稳定性，活塞杆8与活塞6之间设有密封件，活塞6直径稍小于缸体9内径，方便进行滑动及添加密封结构，活塞6与缸体9密封滑动配合，活塞杆8外端是耳轴结构，方便连接外部结构，活塞杆8内端固装有滚珠丝杠螺母5，与滚珠丝杠7进行配合，实现有效的控制，滚珠丝杠螺母5内螺装滚珠丝杠7，活塞杆8体内设有滚珠丝杠让位孔17，为滚珠丝杠7提供安装工位及工作空间，滚珠丝杠7与活塞杆8相平行，避免工作角度出现相交，继而导致活塞6与缸体9内壁发生挤压摩擦或活塞杆8与丝杠卡死。

所述滚珠丝杠7一端为自由端，内置于活塞杆8的滚珠丝杠让位孔17中，滚珠丝杠7另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底11，并通过键连接及螺母与反馈传动机构12输入端固连，缸底11与缸体9通过螺栓固连，形成固定连接结构，对滚珠丝杠7的轴向移动进行定位，避免发生轴向窜动，导致装置工作失效。

所述反馈传动机构12安装在缸底11外侧，并由后缸盖13把反馈传动机构12封装起来，对活塞6受到液压油挤压后的运动方向进行反馈，而后通过反馈轴407对伺服阀4进行控制，缸盖另一侧装有铰耳座14，后缸盖13及铰耳座14由螺栓固连在缸体9上，方便整个装置固定安装在外部结构上。

所述缸体9左侧壁内上部开设第一油路15，第一油路15连通缸体9内的无肝腔，缸体9左侧壁内下部开设第二油路16，第二油路16连通缸体9内的有杆腔。

所述伺服阀4安装在靠近缸底11的缸筒外侧，伺服阀4包括阀体401，阀体401的上端与下端固连前阀盖403与后阀盖405，构成完整的封闭结构，避免液压油泄露，造成工作失效，前阀盖403与后阀盖405中心设有通孔，阀芯402通过滑动密封装置穿过通孔，使得阀芯402能够进行轴心滑动，从而实现不同的通路，阀体401外固装有电机1，采用步进电机1，其连接外部控制装置，为阀芯402的移动提供可控制动力，电机1的输出轴端固装有转接轴套2，阀芯402下端插装在转接轴套2内，阀芯402与转接轴套2间设有导向键槽结构，阀芯402相对于转接轴套2仅具有直线滑动自由度，阀芯402的另一端穿过固定在阀体401内孔的阀套后与反馈轴407下端螺接，构成螺纹组合结构，使得反馈轴407能够反馈控制阀芯402的移动，阀体401上端固定安装连接件406，连接阀体401与缸体9及缸底11，反馈轴407上端穿过连接件406后与缸底11上部通孔由轴承连接，对反馈轴407进行轴向固定，避免窜动，反馈轴407上端与反馈传动机构12的输出端固连，实现有效的动力连接。

所述阀体401右侧壁上下对称开设有A口411与B口409，阀体401左侧壁内开设有回油油路412，回油油路412上端弯折处的阀体401后壁开设有T口408，阀体401中部后壁开设有P口410，A口411连通第二油路16，B口409连通第一油路15，构成完整的油路连接。

所述阀芯402与阀套404组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀套404开设的窗口形状为圆形窗口，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

所述反馈传动机构12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，通过输入齿轮将将滚珠丝杠的运动进行传动，而后通过变向齿轮对称两边切向传动速度方向的不同，使得输出齿轮转向与输入齿轮转向保持一致，或通过主动带轮与从动带轮的同向转动原理进行传动，从而实现有效反馈调节。

实施例3

如图1、图2、图3、图6和图7所示，本发明提供了一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体9、活塞杆8、活塞6、滚珠丝杠7、缸底11、反馈传动机构12、伺服阀4、电机1、前缸盖10、后缸盖13及铰耳座14，上述结构为装置的主体组成结构，通过结构的安装配合实现功能，所述伺服阀4包括阀体401、阀芯402、前阀盖403、后阀盖405、阀套及反馈轴407，所述前缸盖10中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆8直径，与活塞杆8构成间歇配合，方便活塞杆8的滑动，同时通过间隙方便安装其他密封结构，前端盖与活塞杆8密封滑动配合，避免液压油的泄露，前缸盖10与缸体9通过螺栓固连，活塞杆8内端与活塞6通过螺纹相固连，通过螺栓的紧固连接，保证装置工作的稳定性，活塞杆8与活塞6之间设有密封件，活塞6直径稍小于缸体9内径，方便进行滑动及添加密封结构，活塞6与缸体9密封滑动配合，活塞杆8外端是耳轴结构，方便连接外部结构，活塞杆8内端固装有滚珠丝杠螺母5，与滚珠丝杠7进行配合，实现有效的控制，滚珠丝杠螺母5内螺装滚珠丝杠7，活塞杆8体内设有滚珠丝杠让位孔17，为滚珠丝杠7提供安装工位及工作空间，滚珠丝杠7与活塞杆8相平行，避免工作角度出现相交，继而导致活塞6与缸体9内壁发生挤压摩擦或活塞杆8与丝杠卡死。

所述滚珠丝杠7一端为自由端，内置于活塞杆8的滚珠丝杠让位孔17中，滚珠丝杠7另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底11，并通过键连接及螺母与反馈传动机构12输入端固连，缸底11与缸体9通过螺栓固连，形成固定连接结构，对滚珠丝杠7的轴向移动进行定位，避免发生轴向窜动，导致装置工作失效。

所述反馈传动机构12安装在缸底11外侧，并由后缸盖13把反馈传动机构12封装起来，对活塞6受到液压油挤压后的运动方向进行反馈，而后通过反馈轴407对伺服阀4进行控制，缸盖另一侧装有铰耳座14，后缸盖13及铰耳座14由螺栓固连在缸体9上，方便整个装置固定安装在外部结构上。

所述缸体9左侧壁内上部开设第一油路15，第一油路15连通缸体9内的无肝腔，缸体9左侧壁内下部开设第二油路16，第二油路16连通缸体9内的有杆腔。

所述伺服阀4安装在靠近缸底11的缸筒外侧，伺服阀4包括阀体401，阀体401的上端与下端固连前阀盖403与后阀盖405，构成完整的封闭结构，避免液压油泄露，造成工作失效，前阀盖403与后阀盖405中心设有通孔，阀芯402通过滑动密封装置穿过通孔，使得阀芯402能够进行轴心滑动，从而实现不同的通路，阀体401外固装有电机1，采用步进电机1，其连接外部控制装置，为阀芯402的移动提供可控制动力，电机1的输出轴端固装有转接轴套2，阀芯402下端插装在转接轴套2内，阀芯402与转接轴套2间设有导向键槽结构，阀芯402相对于转接轴套2仅具有直线滑动自由度，阀芯402的另一端穿过固定在阀体401内孔的阀套后与反馈轴407下端螺接，构成螺纹组合结构，使得反馈轴407能够反馈控制阀芯402的移动，阀体401上端固定安装连接件406，连接阀体401与缸体9及缸底11，反馈轴407上端穿过连接件406后与缸底11上部通孔由轴承连接，对反馈轴407进行轴向固定，避免窜动，反馈轴407上端与反馈传动机构12的输出端固连，实现有效的动力连接。

所述阀体401右侧壁上下对称开设有A口411与B口409，阀体401左侧壁内开设有回油油路412，回油油路412上端弯折处的阀体401后壁开设有T口408，阀体401中部后壁开设有P口410，A口411连通第二油路16，B口409连通第一油路15，构成完整的油路连接。

所述阀芯402与阀套404组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀芯402上开两组相似的凹槽，凹槽为矩形槽，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

所述反馈传动机构12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，通过输入齿轮将将滚珠丝杠的运动进行传动，而后通过变向齿轮对称两边切向传动速度方向的不同，使得输出齿轮转向与输入齿轮转向保持一致，或通过主动带轮与从动带轮的同向转动原理进行传动，从而实现有效反馈调节。

实施例4

如图1、图2、图3,、图8和图9所示，本发明提供了一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体9、活塞杆8、活塞6、滚珠丝杠7、缸底11、反馈传动机构12、伺服阀4、电机1、前缸盖10、后缸盖13及铰耳座14，上述结构为装置的主体组成结构，通过结构的安装配合实现功能，所述伺服阀4包括阀体401、阀芯402、前阀盖403、后阀盖405、阀套及反馈轴407，所述前缸盖10中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆8直径，与活塞杆8构成间歇配合，方便活塞杆8的滑动，同时通过间隙方便安装其他密封结构，前端盖与活塞杆8密封滑动配合，避免液压油的泄露，前缸盖10与缸体9通过螺栓固连，活塞杆8内端与活塞6通过螺纹相固连，通过螺栓的紧固连接，保证装置工作的稳定性，活塞杆8与活塞6之间设有密封件，活塞6直径稍小于缸体9内径，方便进行滑动及添加密封结构，活塞6与缸体9密封滑动配合，活塞杆8外端是耳轴结构，方便连接外部结构，活塞杆8内端固装有滚珠丝杠螺母5，与滚珠丝杠7进行配合，实现有效的控制，滚珠丝杠螺母5内螺装滚珠丝杠7，活塞杆8体内设有滚珠丝杠让位孔17，为滚珠丝杠7提供安装工位及工作空间，滚珠丝杠7与活塞杆8相平行，避免工作角度出现相交，继而导致活塞6与缸体9内壁发生挤压摩擦或活塞杆8与丝杠卡死。

所述滚珠丝杠7一端为自由端，内置于活塞杆8的滚珠丝杠让位孔17中，滚珠丝杠7另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底11，并通过键连接及螺母与反馈传动机构12输入端固连，缸底11与缸体9通过螺栓固连，形成固定连接结构，对滚珠丝杠7的轴向移动进行定位，避免发生轴向窜动，导致装置工作失效。

所述反馈传动机构12安装在缸底11外侧，并由后缸盖13把反馈传动机构12封装起来，对活塞6受到液压油挤压后的运动方向进行反馈，而后通过反馈轴407对伺服阀4进行控制，缸盖另一侧装有铰耳座14，后缸盖13及铰耳座14由螺栓固连在缸体9上，方便整个装置固定安装在外部结构上。

所述缸体9左侧壁内上部开设第一油路15，第一油路15连通缸体9内的无肝腔，缸体9左侧壁内下部开设第二油路16，第二油路16连通缸体9内的有杆腔。

所述伺服阀4安装在靠近缸底11的缸筒外侧，伺服阀4包括阀体401，阀体401的上端与下端固连前阀盖403与后阀盖405，构成完整的封闭结构，避免液压油泄露，造成工作失效，前阀盖403与后阀盖405中心设有通孔，阀芯402通过滑动密封装置穿过通孔，使得阀芯402能够进行轴心滑动，从而实现不同的通路，阀体401外固装有电机1，采用步进电机1，其连接外部控制装置，为阀芯402的移动提供可控制动力，电机1的输出轴端固装有转接轴套2，阀芯402下端插装在转接轴套2内，阀芯402与转接轴套2间设有导向键槽结构，阀芯402相对于转接轴套2仅具有直线滑动自由度，阀芯402的另一端穿过固定在阀体401内孔的阀套后与反馈轴407下端螺接，构成螺纹组合结构，使得反馈轴407能够反馈控制阀芯402的移动，阀体401上端固定安装连接件406，连接阀体401与缸体9及缸底11，反馈轴407上端穿过连接件406后与缸底11上部通孔由轴承连接，对反馈轴407进行轴向固定，避免窜动，反馈轴407上端与反馈传动机构12的输出端固连，实现有效的动力连接。

所述阀体401右侧壁上下对称开设有A口411与B口409，阀体401左侧壁内开设有回油油路412，回油油路412上端弯折处的阀体401后壁开设有T口408，阀体401中部后壁开设有P口410，A口411连通第二油路16，B口409连通第一油路15，构成完整的油路连接。

所述阀芯402与阀套404组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀芯402上开两组相似的凹槽，凹槽为圆形槽，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

所述反馈传动机构12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，通过输入齿轮将将滚珠丝杠的运动进行传动，而后通过变向齿轮对称两边切向传动速度方向的不同，使得输出齿轮转向与输入齿轮转向保持一致，或通过主动带轮与从动带轮的同向转动原理进行传动，从而实现有效反馈调节。

工作原理：

阀体中的P口410接入高压油，T口408接回油箱，阀芯402位于图示位置的时候，高压油未能与A口411或B口409相通，此时，活塞杆8处于静止状态；当电机1收到正向信号的时候，电机1的输出端通转接轴套2带动阀芯402转动相同角度，因为连接轴套与阀芯402之间设有导向键槽结构，故阀芯402转动相同的角度，反馈轴407是静止的，在反馈轴407与阀芯402的螺纹副作用下，阀芯402向上发生一个相应的位移，高压油与B口409相通，进而流入无杆腔，A口411与油箱相通，在压差作用下活塞杆8开始伸出，在滚珠丝杠7螺母5作用下，滚珠丝杠7转动相应的角度，通过反馈传动机构12将滚珠丝杠7转动的角度不变地传递给反馈轴407，在反馈轴407与阀芯402螺旋幅作用下，阀芯402向下移动，节流口趋向于关闭，直至电机1停止转动，阀芯402才能够返回零位，继而活塞6随即停止在新的位置上，若对电机1持续输入正向信号时，可以实现液压缸活塞杆8的连续伸出运动，使得活塞杆8的位移量会有所保证；当电机1收到负向信号的时候，电机1的输出端通转接轴套2带动阀芯402转动相同角度，因为连接轴套与阀芯402之间设有导向键槽结构，故阀芯402转动相同的角度，反馈轴407是静止的，在反馈轴407与阀芯402的螺纹副作用下，阀芯402向下发生一个相应的位移，高压油与A口411相通，进而流入有杆腔，B口409与油箱相通，在压差作用下活塞杆8开始缩回，在滚珠丝杠7螺母5作用下，滚珠丝杠7转动相应的角度，通过反馈传动机构12将滚珠丝杠7转动的角度不变地传递给反馈轴407，在反馈轴407与阀芯402螺旋幅作用下，阀芯402向上移动，节流口趋向于关闭，直至电机1停止转动，阀芯402才能够返回零位，继而活塞6随即停止在新的位置上，若对电机1持续输入负向信号时，可以实现液压缸活塞杆8的连续缩回运动，使得活塞杆8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 (8)

1.一种非对称四边滑阀式数字流体缸，包括缸体、活塞杆、活塞、滚珠丝杠、缸底、反馈传动机构、伺服阀、电机、前缸盖、后缸盖及铰耳座，所述伺服阀包括阀体、阀芯、前阀盖、后阀盖、阀套及反馈轴，其特征在于，所述前缸盖中心设有通孔，且通孔直径稍大于活塞杆直径，前端盖与活塞杆密封滑动配合，前缸盖与缸体通过螺栓固连，活塞杆内端与活塞通过螺纹相固连，活塞杆与活塞之间设有密封件，活塞直径稍小于缸体内径，活塞与缸体密封滑动配合，活塞杆外端是耳轴结构，活塞杆内端固装有滚珠丝杠螺母，滚珠丝杠螺母内螺装滚珠丝杠，活塞杆体内设有滚珠丝杠让位孔，滚珠丝杠与活塞杆相平行。

2.根据权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述滚珠丝杠一端为自由端，内置于活塞杆的滚珠丝杠让位孔中，滚珠丝杠另一端为驱动端，经由密封轴套以及轴承穿过缸底，并通过键连接及螺母与反馈传动机构输入端固连，缸底与缸体通过螺栓固连。

3.根据权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述反馈传动机构安装在缸底外侧，并由后缸盖把反馈传动机构封装起来，缸盖另一侧装有铰耳座，后缸盖及铰耳座由螺栓固连在缸体上。

4.根据权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述缸体左侧壁内上部开设第一油路，第一油路连通缸体内的无肝腔，缸体左侧壁内下部开设第二油路，第二油路连通缸体内的有杆腔。

5.权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述伺服阀安装在靠近缸底的缸筒外侧，伺服阀包括阀体，阀体的上端与下端固连前阀盖与后阀盖，前阀盖与后阀盖中心设有通孔，阀芯通过滑动密封装置穿过通孔，阀体外固装有电机，电机的输出轴端固装有转接套管，阀芯下端插装在转接套管内，阀芯与转接套管间设有导向键槽结构，阀芯相对于转接套管仅具有直线滑动自由度，阀芯的另一端穿过固定在阀体内孔的阀套后与反馈轴下端螺接，阀体上端固定安装连接件，反馈轴上端穿过连接件后与缸底上部通孔由轴承连接，反馈轴上端与反馈传动机构的输出端固连。

6.权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述阀体右侧壁上下对称开设有A口与B口，阀体左侧壁内开设有回油油路，回油油路上端弯折处的阀体后壁开设有T口，阀体中部后壁开设有P口，A口连通第二油路，B口连通第一油路。

7.权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述阀芯与阀套组成四个可变节流口，均分为两组，两组可变节流口的开口形状相似，阀套开设的窗口形状可以是圆形窗口或矩形窗口，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连，或阀芯上开两组相似的凹槽，凹槽可以是圆形槽或矩形槽，且面积梯度比等于单杆非对称流体缸的有杆腔有效作用面积与无杆腔有效作用面积之比，构成非对称四边滑阀，大开口面积的节流口与无杆腔相连，小开口面积的节流口与有杆腔相连。

8.权利要求1所述的一种非对称四边滑阀式数字流体缸，其特征在于，所述反馈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。