CN110905885A - 内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构 - Google Patents

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邵立伟
任月慧
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Abstract

本申请涉及一种内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构。该倒置型液压缸包括缸筒和活塞杆，还包括位移传感器，所述位移传感器包括：感应磁环，检测杆，连接于所述活塞杆；检测头，连接于所述检测杆。上述的内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构通过将位移传感器的感应磁环安装于活塞腔的侧壁，将检测杆和检测头安装于活塞杆，使得传感器电缆可以连接于活塞杆，在活塞杆固定而缸筒移动的倒置式液压缸结构中，传感器电缆不再需要跟随缸筒移动而处于固定状态，可以防止传感器电缆被刮伤等事故，而且也缩短了传感器电缆的长度，降低了液压缸的成本。

Description

内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构
技术领域
本发明涉及液压设备领域，具体涉及一种内置位移传感器的液压缸及液压机构。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着行走机械逐步走向无人化和智能化，获取每个液压缸的状态信息变得越来越重要。液压缸中通常采用磁滞伸缩位移传感器来检测位移，磁滞伸缩位移传感器内置于液压缸内，防护性能好。
如图1所示，现有的磁滞伸缩位移传感器由检测杆4、检测头4和感应磁环3等组件组成。检测杆4内置于活塞杆2内，检测头5安装在缸头固定端，感应磁环3套在检测杆4上安装于活塞上随活塞杆2运动，传感器电缆在固定端出线。这种内置位移传感器的方法适用于正装式液压缸(活塞杆伸出，缸筒固定)；对于活塞杆固定的倒置型液压缸，使用这种磁滞伸缩位移传感器安装方法，传感器电缆需要从缸筒上布置，而缸筒是运动的，所以需要较长的传感器电缆和电缆伸缩装置，容易产生剐蹭电缆事故，因此现有磁滞伸缩位移传感器不适合于安装在倒置型液压缸上。
发明内容
鉴于以上内容，有必要一种内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构，旨在解决倒置型液压缸的传感器电缆需要跟随缸筒移动的缺陷。
一种内置位移传感器的倒置型液压缸，包括缸筒和活塞杆，所述缸筒包括活塞腔，所述活塞杆的活塞移动地设于所述活塞腔内，并且所述活塞杆从所述活塞腔的敞口端伸出，还包括位移传感器，所述位移传感器包括：
感应磁环，设于所述活塞腔的侧壁；
检测杆，连接于所述活塞杆并沿所述活塞杆的长度方向延伸；
检测头，连接于所述检测杆，用于在所述检测杆跟随所述活塞杆移动时，所述检测头通过所述检测杆与所述感应磁环检测所述检测杆的位置以获取所述活塞杆的位移。
优选地，所述感应磁环设于所述活塞腔的敞口端，所述活塞杆穿过所述感应磁环。
优选地，所述缸筒还包括导向套，所述导向套设于所述活塞腔的敞口端，所述感应磁环嵌入所述导向套内。
优选地，所述活塞杆内设有沿长度方向延伸的安装腔，所述检测杆设于所述安装腔内。
优选地，所述活塞杆内还包括沿所述活塞杆的长度方向延伸的伸出油路，所述伸出油路的一端与所述活塞腔的无杆腔连接，另外一端位于所述活塞杆的伸出端以与伸出油管连接。
优选地，所述活塞杆内还包括沿所述活塞杆的长度方向延伸的缩回油路，所述缩回油路的一端与所述活塞腔的有杆腔连接，另外一端位于所述活塞杆的伸出端以与缩回油管连接。
优选地，所述检测头连接于所述活塞杆的伸出端以连接传感器电缆。
一种液压机构，包括工作台，还包括上述的内置位移传感器的液压缸，所述液压缸的活塞杆连接于所述工作台，所述缸筒相对所述活塞杆伸出或缩回以支撑所述工作台。
优选地，还包括伸出油管和缩回油管，所述伸出油管和缩回油管连接于所述活塞杆。
优选地，还包括传感器电缆，所述传感器电缆连接于位于所述活塞杆的伸出端的检测头。
相较于现有技术，上述的内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构通过将位移传感器的感应磁环安装于活塞腔的侧壁，将检测杆和检测头安装于活塞杆，使得传感器电缆可以连接于活塞杆，在活塞杆固定而缸筒移动的倒置式液压缸结构中，传感器电缆不再需要跟随缸筒移动而处于固定状态，可以防止传感器电缆被刮伤等事故，而且也缩短了传感器电缆的长度，降低了液压缸的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有位移传感器安装于液压缸的结构示意图。
图2是内置位移传感器的倒置型液压缸的结构示意图。
主要元件符号说明
缸筒 10
导向套 11
活塞腔 12
无杆腔 121
有杆腔 122
活塞杆 20
安装腔 21
伸出油路 22
缩回油路 23
位移传感器 30
感应磁环 31
检测杆 32
检测头 33
传感器电缆 34
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
图2是内置位移传感器的倒置型液压缸的结构示意图，如图2所示，该内置位移传感器的倒置型液压缸包括缸筒10、活塞杆20和位移传感器30。位移传感器30设置于液压缸，用于检测活塞杆20的位置或者位移量。
所述缸筒10内设有圆柱状的活塞腔12，该活塞腔12的一端敞口，另外一端密封。本实施方式中，活塞腔12的敞口端还设有导向套11，导向套11大体呈圆筒状，外圆周面嵌入活塞腔12的内圆周面，内圆周面与活塞腔12的同轴。
所述活塞杆20的一端部连接有活塞，另外一端从活塞腔12的敞口端伸出。活塞移动地设置于活塞腔12内，可以沿活塞腔12的长度方向来回移动。活塞将缸筒10的活塞腔12分为两个腔室：有杆腔122和无杆腔121，其中，活塞杆20所在的腔室为有杆腔122，另外一腔室为无杆腔121。值得注意的是，有杆腔122和无杆腔121仅仅用于区分活塞腔12被活塞分隔的两个腔室以便于描述，在实际应用中，可能存在两个腔室均有活塞杆20的情况。
如图2所示，活塞杆20在活塞腔12内并且沿活塞腔12的长度方向延伸。活塞杆20的内部设有三条通道：安装腔21、伸出油路22和缩回油路23。伸出油路22的一端连接无杆腔121，另外一端在活塞杆20内延伸至活塞杆20的伸出端(即，从活塞腔12的敞口端伸出的端部)，伸出油路22可以在活塞杆20的伸出端与外部的油管(图中未示出)连接，使得无杆腔121可以通过该伸出油路22与外部的油管连接，实现油液的流入或者排出。类似的，缩回油路23的一端连接有杆腔122，另外一端在活塞杆20内延伸至活塞杆20的伸出端(即，从活塞腔12的敞口端伸出的端部)，缩回油路23可以在活塞杆20的伸出端与外部的油管连接，使得有杆腔122可以通过该缩回油路23与外部的油管连接，实现油液的流入或者排出。
本实施方式中，该位移传感器30为磁致伸缩位移传感器，所述位移传感器30包括感应磁环31、检测杆32和检测头33。感应磁环31大体呈环状，设于所述活塞腔12的侧壁。本实施方式中，感应磁环31嵌入在导向套11的环形槽内，并且套设于活塞杆20的圆周面。
检测杆32大体呈杆状，沿活塞杆20的安装腔21的长度方向固定地设于安装腔21内，并沿所述活塞杆20的长度方向延伸，可以跟随活塞杆20的移动而相对缸筒10移动。检测头33电连接于所述检测杆32，用于在所述检测杆32跟随所述活塞杆20移动时，所述检测头33通过所述检测杆32与所述感应磁环31检测所述检测杆32的位置以获取所述活塞杆20的位移。本实施方式中，检测头33固定于活塞杆20的伸出端传感器电缆34连接于检测头33以传输位移信号。
此外，本实施方式还涉及一种液压机构，包括工作台、上述实施方式涉及的液压缸、伸出油管、缩回油管和传感器电缆34。所述液压缸为倒置型结构，活塞杆20连接于所述工作台，所述缸筒10相对所述活塞杆20伸出或缩回以支撑所述工作台。
所述伸出油管和缩回油管连接于所述活塞杆20，其中，伸出油管与活塞杆20内的伸出油路22连接，缩回油管与活塞杆20内的缩回油路23连接。所述传感器电缆34连接于位于所述活塞杆20的伸出端的检测头33。
在工作前，将伸出油管连接于活塞杆20上的伸出油路22，缩回油路23连接于活塞杆20上的缩回油路23，传感器电缆34连接于活塞杆20上的检测头33。此时，活塞杆20连接于工作台，缸筒10的端部可以连接其他部件，这样，伸出油管、缩回油管和传感器电缆34可以进行固定，而不需要跟随缸筒10移动。
工作时，通过伸出油管和缩回油管向液压缸内输入或者输出油液以驱动缸筒10相对活塞杆20伸出或缩回。在缸筒10的移动过程中，活塞杆20相对工作台处于静止状态，使得伸出油管、缩回油管和传感器电缆34在液压缸工作过程中处于静止状态，而不需要跟随缸筒10的移动而移动。
在缸筒10相对活塞杆20移动的过程中，检测杆32与感应磁环31相互作用使得检测头33可以检测到检测杆32的位置或者位移量，从而可以获得位移传感器30检测的位移信息。
上述的内置位移传感器的倒置型液压缸及液压机构通过将位移传感器30的感应磁环31安装于活塞腔12的侧壁，将检测杆32和检测头33安装于活塞杆20，使得传感器电缆34可以连接于活塞杆20，在活塞杆20固定而缸筒10移动的倒置式液压缸结构中，传感器电缆34不再需要跟随缸筒10移动而处于固定状态，可以防止传感器电缆34被刮伤等事故，而且也缩短了传感器电缆34的长度，降低了液压缸的成本。
在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的系统和部件，可以通过其它的方式实现。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种内置位移传感器的倒置型液压缸，包括缸筒和活塞杆，所述缸筒包括活塞腔，所述活塞杆的活塞移动地设于所述活塞腔内，并且所述活塞杆从所述活塞腔的敞口端伸出，其特征在于，还包括位移传感器，所述位移传感器包括：
感应磁环，设于所述活塞腔的侧壁；
检测杆，连接于所述活塞杆并沿所述活塞杆的长度方向延伸；
检测头，连接于所述检测杆，用于在所述检测杆跟随所述活塞杆移动时，所述检测头通过所述检测杆与所述感应磁环检测所述检测杆的位置以获取所述活塞杆的位移。
2.如权利要求1所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述感应磁环设于所述活塞腔的敞口端，所述活塞杆穿过所述感应磁环。
3.如权利要求2所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述缸筒还包括导向套，所述导向套设于所述活塞腔的敞口端，所述感应磁环嵌入所述导向套内。
4.如权利要求1所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述活塞杆内设有沿长度方向延伸的安装腔，所述检测杆设于所述安装腔内。
5.如权利要求1所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述活塞杆内还包括沿所述活塞杆的长度方向延伸的伸出油路，所述伸出油路的一端与所述活塞腔的无杆腔连接，另外一端位于所述活塞杆的伸出端以与伸出油管连接。
6.如权利要求5所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述活塞杆内还包括沿所述活塞杆的长度方向延伸的缩回油路，所述缩回油路的一端与所述活塞腔的有杆腔连接，另外一端位于所述活塞杆的伸出端以与缩回油管连接。
7.如权利要求5所述的内置位移传感器的倒置型液压缸，其特征在于，所述检测头连接于所述活塞杆的伸出端以连接传感器电缆。
8.一种液压机构，包括工作台，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的内置位移传感器的液压缸，所述液压缸的活塞杆连接于所述工作台，所述缸筒相对所述活塞杆伸出或缩回以支撑所述工作台。
9.如权利要求8所述的液压机构，其特征在于，还包括伸出油管和缩回油管，所述伸出油管和缩回油管连接于所述活塞杆。
10.如权利要求8所述的液压机构，其特征在于，还包括传感器电缆，所述传感器电缆连接于位于所述活塞杆的伸出端的检测头。
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