CN111022550A - 带检测装置的独立油气悬挂 - Google Patents

Abstract

本发明公布一种带检测装置的独立油气悬挂，属于液压缸技术领域。缸筒中安装有位移传感器，底部安装有压力传感器；活塞杆内壁上开有多个连通有杆腔与活塞杆内部的阻尼孔Ⅰ，活塞杆内壁上安装有连通有杆腔与活塞杆内部的单向阀；缸筒内的缸底上固定有空心的缓冲柱塞，缓冲柱塞内壁上开有多个连通无杆腔与缓冲柱塞内部的阻尼孔Ⅱ；缓冲柱塞上套装有缓冲套，缓冲套与缸底之间设有弹簧；活塞杆内端安装有空心的螺母，螺母内壁具有与缓冲套相对的档台。本发明可以实时掌控油气悬挂状态及其主要特性趋势以便判断是否出现异常；活塞杆快速缩回至底部时，其缓冲效果逐渐增大，避免有杆腔压力下降过快产生负压，提高了悬挂系统整体稳定性。

Description

带检测装置的独立油气悬挂

技术领域

本发明涉及液压缸技术领域，具体是一种适用于矿用自卸车无人驾驶技术中的带检测装置的独立油气悬挂。

背景技术

矿用自卸车随着人工智能的发展，无人驾驶技术成为近年焦点，矿区一直被认为无人驾驶最容易实现的场地。矿用自卸车是一种在各类大型露天矿区、水利水电工程中等进行运输作业的大型运输机械，一般24小时不间断工作，驾驶员每天驾驶矿用自卸车必须忍受颠簸、噪音、粉尘等恶劣工作环境，随着人工成本增加、对安全性要求越来越高，无人采矿技术成为各大矿山发展趋势。

国内外矿山机械公司不断地研究应用矿用自卸车无人驾驶技术，油气悬挂液压缸作为整车的缓冲减震机构，是连接车桥与车架的主要零部件，油气悬挂液压缸的可检测、监控性和高可靠性对于整车的无人驾驶过程等至关重要。

现有技术中，中国专利公开了一种压力补偿式油气悬挂系统（CN102252002A），油气悬挂缸活塞杆内部增加固定驻塞将悬挂缸无杆腔分为上油腔、下油腔，上下油腔间设置有阻尼通道，使下油腔和有杆腔的压力相互补偿，减少或消除了系统内的负压，增加了悬缸系统工作的稳定性和可靠性，克服或消除现有技术架构中存在的负压、阻尼系数低等缺陷，提升了油气悬挂缸的力学特性。虽然其固定驻塞阻尼增大的阻尼系数，改善缓冲阻尼特性，但固定不变，适应范围狭窄，另外其未安装检测油气悬挂压力和位移参数装置，不能掌握油气悬挂内部状态。

中国专利还公开了一种悬挂油缸以及起重机（CN104832495A），该悬挂油缸包括缸筒、活塞杆、油缸行程检测装置以及减振支座；油缸行程检测装置包括移动体以及检测模块，油缸行程检测装置包括检测模块以及移动体，检测模块能够在移动体与检测模块两者相对移动的过程中实时发出与移动体的位置相应的油缸位移检测信号。该悬挂油缸行程检测装置为了对伸缩行程进行精确控制，可以根据行程信息反映的路面情况，通过连接油路对悬挂油缸的伸缩行程量进行适当的调节，不是独立油气悬挂，需要外联蓄能器、液压系统，外面还有一个套筒结构使整体结构复杂、问题增多，也无法实现远程监测监控功能，且单一阻尼孔单向阀缓冲效果差。

综上所述，现有矿用自卸车上的油气悬挂存在以下问题：

1，无外联远程检测监控装置，不能有效掌握矿用自卸车行驶过程中油气悬挂重要参数进而最佳化操控整车行驶；

2，活塞杆往复伸缩时，尽管油液通过柱塞外圆流动量较少，但也会影响阻尼特性。现有的油气悬挂只有活塞杆外圆分布一个或者几个阻尼孔，活塞杆内孔和无杆腔直接连通，当车辆重载行驶活塞杆快速伸缩时，阻尼孔不变，缓冲效果无法满足所有工况，导致悬挂系统故障增多。

发明内容

为解决现有无人驾驶矿用自卸车油气悬挂液压缸无法有效检测监控，定阻尼缓冲效果差的问题，本发明提供一种带检测装置的独立油气悬挂。

本发明通过以下技术方案实现：一种带检测装置的独立油气悬挂，包括缸筒、活塞杆；所述缸筒一端连接有缸底，缸筒另一端安装有导向套；所述活塞杆内端安装有活塞，活塞与缸筒滑动配合，活塞杆与导向套滑动配合；所述活塞与缸底之间形成无杆腔，活塞与导向套之间形成有杆腔；所述缸筒中安装有用于检测活塞杆位置的位移传感器；缸筒底部安装有用于检测无杆腔压力的压力传感器；所述活塞杆内端为空心结构，活塞杆内壁上开有多个连通有杆腔与活塞杆内部的阻尼孔Ⅰ，活塞杆内壁上安装有连通有杆腔与活塞杆内部的单向阀；所述缸筒内的缸底上固定有空心的缓冲柱塞，缓冲柱塞内壁上开有多个连通无杆腔与缓冲柱塞内部的阻尼孔Ⅱ；所述缓冲柱塞上套装有缓冲套，缓冲套与缸底之间设有弹簧；活塞杆内端安装有空心的螺母，螺母内壁具有与缓冲套相对的档台。

其进一步是：所述活塞靠近有杆腔的一端开有内台阶槽，所述单向阀包括开设在活塞杆内壁上锥形孔，锥形孔与活塞一端的内台阶槽相对；在所述活塞杆内壁上的锥形孔中安装有钢球，钢球一部分位于活塞内台阶槽中，钢球另一部分位于活塞杆锥形孔中。

所述活塞杆轴心固定连接有支撑套筒；所述位移传感器一端固定在缸底上，位移传感器另一端的探测杆穿过缓冲柱塞伸入到活塞杆内的支撑套筒中；所述支撑套筒端部安装有与探测杆配合的感应位置磁铁；所述支撑套筒与缓冲柱塞同轴布置，支撑套筒外径小于缓冲柱塞内孔直径。

所述活塞杆内端开有内螺纹；所述活塞套装在活塞杆内端，活塞内壁具有抵在活塞杆内端面的台阶；所述螺母上开有外螺纹，螺母通过螺纹连接安装在活塞杆内端的内螺纹上；螺母外壁具有抵在活塞内台阶上的外台阶。

多个所述阻尼孔Ⅰ沿着活塞杆轴向布置。

多个所述阻尼孔Ⅱ沿着缓冲柱塞轴向布置。

所述位移传感器、压力传感器通过控制器和通讯设备将监测数据传输到无人驾驶矿用自卸车的控制中心。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1，通过位移传感器、压力传感器可以实时掌控油气悬挂状态及其主要特性趋势以便判断是否出现异常，解决了无人驾驶矿用自卸车油气悬挂无法检测监控问题；

2，活塞杆缩回时，活塞杆外圆的单向阀打开，节流阻尼（阻尼孔Ⅰ）作用降低；活塞杆快速缩回至底部时，缓冲柱塞上的弹簧、节流孔（阻尼孔Ⅱ）开始起阻尼作用吸收震动能量，其缓冲效果是逐渐增大的，避免了有杆腔压力下降过快产生负压，提高了悬挂系统整体稳定性。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图中：1、缸底；2、位移传感器；2-1、探测杆；3、压力传感器；4、弹簧；5、缓冲柱塞；5-1、阻尼孔Ⅱ；6、螺母；6-1、档台；7、活塞；8、缓冲套；9、钢球；10、活塞杆；10-1、阻尼孔Ⅰ；11、感应位置磁铁；12、导向套；13、缸筒；14、支撑套筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种带检测装置的独立油气悬挂，包括缸筒13、活塞杆10；缸筒13一端连接有缸底1，缸筒13另一端安装有导向套12；活塞杆10内端安装有活塞7，活塞7与缸筒13滑动配合，活塞杆10与导向套12滑动配合；活塞7与缸底1之间形成无杆腔，活塞7与导向套12之间形成有杆腔。

本实施例的改进之处在于：

活塞杆10上端为空心结构，活塞杆10包括一个套筒和密封固定在套筒下端的堵头。活塞杆10内壁上开有多个连通有杆腔与活塞杆10内部的阻尼孔Ⅰ10-1，多个阻尼孔Ⅰ10-1沿着活塞杆10轴向布置。活塞杆10内壁上安装有连通有杆腔与活塞杆10内部的单向阀，具体的：活塞7靠近有杆腔的一端开有内台阶槽，单向阀包括开设在活塞杆10内壁上锥形孔，锥形孔与活塞7一端的内台阶槽相对；在活塞杆10内壁上的锥形孔中安装有钢球9，钢球9一部分位于活塞7内台阶槽中，钢球9另一部分位于活塞杆10锥形孔中。活塞杆伸出时单向阀关闭，有杆腔液压油只能从阻尼孔Ⅰ10-1流出，活塞杆继续伸出时，其外圆阻尼孔Ⅰ10-1逐渐被导向套堵住，缓冲效果不断增大。

活塞7套装在活塞杆10内端，活塞7内壁具有抵在活塞杆10内端面的台阶。活塞杆10内端开有内螺纹，螺母6上开有外螺纹，螺母6通过螺纹连接安装在活塞杆10内端的内螺纹上；螺母6外壁具有抵在活塞7内台阶上的外台阶，通过螺母6将固定在活塞杆10内端。活塞上除支撑环外增加滑环密封，避免油液通过柱塞外圆流动。

缸筒13内的缸底1上通过螺纹连接固定有空心的缓冲柱塞5，缓冲柱塞5内壁上开有多个连通无杆腔与缓冲柱塞5内部的阻尼孔Ⅱ5-1；多个阻尼孔Ⅱ5-1沿着缓冲柱塞5轴向布置。缓冲柱塞5上套装有缓冲套8，缓冲套8与缸底1之间设有弹簧4，螺母6内壁具有与缓冲套8相对的档台6-1。当活塞杆10缩回时，螺母6档台6-1推动缓冲套8上移。活塞杆缩回接近缸底时，螺母6推动缓冲套、压缩弹簧，无杆腔液压油通过缓冲柱塞所有阻尼孔Ⅱ5-1流出；螺母6继续推动缓冲套、压缩弹簧并逐步关闭缓冲柱塞阻尼孔Ⅱ5-1，缓冲效果不断增大，有效地减少了冲击，提高了悬挂系统整体稳定性。

缸筒13底部安装有连通无杆腔的压力传感器3，可以检测油气悬挂内部氮气压力。缸筒13中安装有用于检测活塞杆10位置的位移传感器2，具体的：活塞杆10轴心通过螺纹连接固定有支撑套筒14；位移传感器2一端固定在缸底1上，位移传感器2另一端的探测杆2-1穿过缓冲柱塞5伸入到活塞杆10内的支撑套筒14中。支撑套筒14端部安装有与探测杆2-1配合的感应位置磁铁11，感应位置磁铁11随活塞杆伸缩与缸筒13上的位移传感器2两者相对移动的过程中实时发出油缸位移检测信号。支撑套筒14与缓冲柱塞5同轴布置，支撑套筒14外径小于缓冲柱塞5内孔直径。

位移传感器2、压力传感器3通过控制器和通讯设备将监测数据传输到无人驾驶矿用自卸车的控制中心。工作时，矿用自卸车行驶过程中不断变化的压力和位移曲线可以通过控制器和通讯设备传输到控制中心，如果两个信号或者信号变化曲线出现异常或曲线趋势异常，车辆会发出报警停车，也可以通过两个曲线变化进一步优化油气悬挂系统和矿用自卸车行驶路线过程参数。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种带检测装置的独立油气悬挂，包括缸筒（13）、活塞杆（10）；所述缸筒（13）一端连接有缸底（1），缸筒（13）另一端安装有导向套（12）；所述活塞杆（10）内端安装有活塞（7），活塞（7）与缸筒（13）滑动配合，活塞杆（10）与导向套（12）滑动配合；所述活塞（7）与缸底（1）之间形成无杆腔，活塞（7）与导向套（12）之间形成有杆腔；

其特征在于：

所述缸筒（13）中安装有用于检测活塞杆（10）位置的位移传感器（2）；缸筒（13）底部安装有用于检测无杆腔压力的压力传感器（3）；

所述活塞杆（10）内端为空心结构，活塞杆（10）内壁上开有多个连通有杆腔与活塞杆（10）内部的阻尼孔Ⅰ（10-1），活塞杆（10）内壁上安装有连通有杆腔与活塞杆（10）内部的单向阀；

所述缸筒（13）内的缸底（1）上固定有空心的缓冲柱塞（5），缓冲柱塞（5）内壁上开有多个连通无杆腔与缓冲柱塞（5）内部的阻尼孔Ⅱ（5-1）；所述缓冲柱塞（5）上套装有缓冲套（8），缓冲套（8）与缸底（1）之间设有弹簧（4）；活塞杆（10）内端安装有空心的螺母（6），螺母（6）内壁具有与缓冲套（8）相对的档台（6-1）。

2.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：所述活塞（7）靠近有杆腔的一端开有内台阶槽，所述单向阀包括开设在活塞杆（10）内壁上锥形孔，锥形孔与活塞（7）一端的内台阶槽相对；在所述活塞杆（10）内壁上的锥形孔中安装有钢球（9），钢球（9）一部分位于活塞（7）内台阶槽中，钢球（9）另一部分位于活塞杆（10）锥形孔中。

3.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：所述活塞杆（10）轴心固定连接有支撑套筒（14）；所述位移传感器（2）一端固定在缸底（1）上，位移传感器（2）另一端的探测杆（2-1）穿过缓冲柱塞（5）伸入到活塞杆（10）内的支撑套筒（14）中；所述支撑套筒（14）端部安装有与探测杆（2-1）配合的感应位置磁铁（11）；所述支撑套筒（14）与缓冲柱塞（5）同轴布置，支撑套筒（14）外径小于缓冲柱塞（5）内孔直径。

4.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：所述活塞杆（10）内端开有内螺纹；所述活塞（7）套装在活塞杆（10）内端，活塞（7）内壁具有抵在活塞杆（10）内端面的台阶；所述螺母（6）上开有外螺纹，螺母（6）通过螺纹连接安装在活塞杆（10）内端的内螺纹上；螺母（6）外壁具有抵在活塞（7）内台阶上的外台阶。

5.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：多个所述阻尼孔Ⅰ（10-1）沿着活塞杆（10）轴向布置。

6.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：多个所述阻尼孔Ⅱ（5-1）沿着缓冲柱塞（5）轴向布置。

7.根据权利要求1所述的带检测装置的独立油气悬挂，其特征在于：所述位移传感器（2）、压力传感器（3）通过控制器和通讯设备将监测数据传输到无人驾驶矿用自卸车的控制中心。

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