CN111219377A - 一种智能液压缸装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能液压缸装置，包括电机端套筒、液压滑阀组件、缸底连接件、缸筒法兰、缸筒组件、导向套、空心活塞杆、管接头用铰接螺栓、油管组件和组合垫圈，所述电机端套筒的右侧固定设置有液压滑阀组件，并且液压滑阀组件的右侧固定设置有缸底连接件，所述缸底连接件的右侧通过缸筒法兰固定连接有缸筒，本发明还公开了一种智能液压缸装置的控制方法，包括以下步骤：生成变频信号；采集液压缸压力、温度以及流量，基于变频信号、液压缸压力、温度以及流量来生成控制信号；基于所述控制信号，通过控制模块来控制缸体的动作及动作速度。

Description

一种智能液压缸装置及控制方法

技术领域

本发明涉及有机复合材料技术领域，具体为一种智能液压缸装置及控制方法。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。液压缸的结构形式多种多样，其分类方法也有多种：按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、多级伸缩套筒式，齿轮齿条式等；按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等，它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少，目前越来越多的工程机械设备，如挖掘机、起重机、装载机等，其工作装置的各种运动以采用液压传动来驱动为主，液压传动及液压缸的特点是载荷大，液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，可以实现无级调整，以及会传动稳定，控制方便等优点。

而装备智能化，通过采用现代传感技术、数字通信和网络技术、计算机技术，信息的采集、处理、传输、显示和高度集成共享，采用现代控制手段实现设备安全、可靠、高效工作，而通过变频技术的应用可以达到更好的效果，同时，对于变频液压缸智能化的研究和应用也较少，没有从系统集成、智能控制，以及从生命周期的高度去考虑，因此，还是需要更好的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能液压缸装置及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能液压缸装置，包括电机端套筒、液压滑阀组件、缸底连接件、缸筒法兰、缸筒组件、导向套、空心活塞杆、管接头用铰接螺栓、油管组件和组合垫圈，所述电机端套筒的右侧固定设置有液压滑阀组件，并且液压滑阀组件的右侧固定设置有缸底连接件，所述缸底连接件的右侧通过缸筒法兰固定连接有缸筒组件，并且缸筒组件的一端固定套接有导向套，所述导向套中活动穿插设置有空心活塞杆，所述液压滑阀组件和缸筒组件表面下端通过管接头用铰接螺栓铰接有管接头，并且管接头用铰接螺栓与管接头之间设置有组合垫圈，所述管接头直接连接有油管组件。

优选的，所述装置本体的左侧和右侧表面分别设置有若干个电机端套筒螺栓和液压滑阀套固定螺栓，并且装置本体两侧左侧和右侧分别通过电机端套筒螺栓和液压滑阀套固定螺栓固定有衬套。

优选的，所述电机端套筒的内部上下方设置有电机固定螺栓，并且电机端套筒内部通过电机固定螺栓固定设置有步进电机。

优选的，所述液压滑阀组件内部包括电机端十字滑块联轴器，并且电机端十字滑块联轴器右侧通过液压滑阀套螺母连接有液压滑阀阀体，所述液压滑阀阀体内部设置有液压滑阀阀芯，并且液压滑阀阀体右端设置有阀芯法兰，所述液压滑阀阀体与阀芯法兰之间通过阀芯法兰固定螺栓固定连接。

优选的，所述缸底连接件内部设置有滚珠丝杆，并且滚珠丝杆的左侧端通过锁紧螺母连接有十字滑块联轴器，所述十字滑块联轴器的左侧与液压滑阀阀芯连接，并且十字滑块联轴器的右侧设置有单向推力球轴承

优选的，所述滚珠丝杆的左侧设置有丝杆螺母，并且丝杆螺母上穿插设置有丝杆螺母固定螺栓，所述滚珠丝杆通过丝杆螺母固定螺栓和丝杆螺母与缸底连接件内壁固定。

优选的，所述缸筒组件内部设置有有杆腔和无杆腔，并且有杆腔与无杆腔的油路通道中设置有压力传感器，所述缸筒组件包括缸筒，并且缸筒的外壁固定安装有磁栅传感器。

优选的，所述缸筒组件包括缸底，并且缸底设置有六轴传感器。

优选的，所述缸筒组件内部设置有油管通路，并且油管通路中设置有流量传感器。

一种如上所述的所述的一种智能液压缸装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

生成变频信号；

采集液压缸压力、温度以及流量，基于变频信号、液压缸压力、温度以及流量来生成控制信号；

基于所述控制信号，通过控制模块来控制缸体的动作及动作速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

1：可以满足重载条件下使用，扩大了工作的范围；在加快效率的同时也节约了工程成本；

2：将电机端套筒中的步进电机接通具有释放变频信号的变频器，并且通过线路连接电源，变频器的作用是接受控制器的指令而对步进电机释放变频信号，来实现控制液压动作，将液压缸控制装置集成到液压缸本身，可减少液压元件的使用，降低液压系统设计难度及制作成本；

3：设置可以控制的控制面板以及适合本装置的控制器，控制器是通过线路设置于控制面板中的，控制器的信号输出端通过线路于步骤一中的变频器电性连接，控制器能够便于操作人员对装置进行控制，其中能够非常方便的控制缸体的动作及动作速度等，通过信号控制实现高精度的液压缸动作，能够应对一些精密的工程操作；

4：与传统的液压缸在外观与安装形式上无差异，适用于绝大多数场合，提升了性价比，适合大量的生产与推广。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正面剖视图；

图3为本发明左视图；

图4为本发明右视图；

图5为各传感器在缸筒中的布局示意图。

图中：1-电机端套筒，2-液压滑阀组件，3-缸底连接件，4-缸筒法兰，5-缸筒组件，6-导向套，7-空心活塞杆，8-管接头用铰接螺栓，9-油管组件，10-组合垫圈，11-电机端套筒螺栓，12-衬套，13-步进电机，14-电机固定螺栓，15-电机端十字滑块联轴器，16-液压滑阀套螺母，17-液压滑阀阀芯，18-液压滑阀阀体，19-阀芯法兰固定螺栓，20-阀芯法兰，21-十字滑块联轴器，22-锁紧螺母，23-单向推力球轴承，24-丝杆螺母固定螺栓，25-丝杆螺母，26-滚珠丝杆，27-液压滑阀套固定螺栓，28-压力传感器，29-磁栅传感器，30-六轴传感器、31-流量传感器。

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它实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例

本发明提供一种技术方案：一种智能液压缸装置，包括电机端套筒1、液压滑阀组件2、缸底连接件3、缸筒法兰4、缸筒组件5、导向套6、空心活塞杆7、管接头用铰接螺栓8、油管组件9和组合垫圈10，所述电机端套筒1的右侧固定设置有液压滑阀组件2，并且液压滑阀组件2的右侧固定设置有缸底连接件3，所述缸底连接件3的右侧通过缸筒法兰4固定连接有缸筒组件5，并且缸筒组件5的一端固定套接有导向套6，所述导向套6中活动穿插设置有空心活塞杆7，所述液压滑阀组件2和缸筒组件5表面下端通过管接头用铰接螺栓8铰接有管接头，并且管接头用铰接螺栓8与管接头之间设置有组合垫圈10，所述管接头直接连接有油管组件9。

进一步地，在上述方案中，所述装置本体的左侧和右侧表面分别设置有若干个电机端套筒螺栓11和液压滑阀套固定螺栓27，并且装置本体两侧左侧和右侧分别通过电机端套筒螺栓11和液压滑阀套固定螺栓27固定有衬套12，套筒螺栓11配合液压滑阀套固定螺栓27能够很好的将衬套12固定于装置本体的两侧，保证牢固性和稳定性。

进一步地，在上述方案中，所述电机端套筒1的内部上下方设置有电机固定螺栓14，并且电机端套筒1内部通过电机固定螺栓14固定设置有步进电机13，此设计能够将步进电机13稳固的安置于电机端套筒1内部，使其在工作状态时候不易脱离偏离，减小故障发生率。

进一步地，在上述方案中，所述液压滑阀组件2内部包括电机端十字滑块联轴器15，并且电机端十字滑块联轴器15右侧通过液压滑阀套螺母16连接有液压滑阀阀体18，所述液压滑阀阀体18内部设置有液压滑阀阀芯17，并且液压滑阀阀体18右端设置有阀芯法兰20，所述液压滑阀阀体18与阀芯法兰20之间通过阀芯法兰固定螺栓19固定连接。

进一步地，在上述方案中，所述缸底连接件3内部设置有滚珠丝杆26，并且滚珠丝杆26的左侧端通过锁紧螺母22连接有十字滑块联轴器21，所述十字滑块联轴器21的左侧与液压滑阀阀芯17连接，并且十字滑块联轴器21的右侧设置有单向推力球轴承23。

进一步地，在上述方案中，所述滚珠丝杆26的左侧设置有丝杆螺母25，并且丝杆螺母25上穿插设置有丝杆螺母固定螺栓24，所述滚珠丝杆26通过丝杆螺母固定螺栓24和丝杆螺母25与缸底连接件3内壁固定。

进一步地，在上述方案中，缸筒组件5内部设置有有杆腔和无杆腔，并且有杆腔与无杆腔的油路通道中设置有压力传感器28。

进一步地，在上述方案中，缸筒组件5包括缸筒，并且缸筒的外壁固定安装有磁栅传感器29。

进一步地，在上述方案中，缸筒组件5包括缸底，并且缸底设置有六轴传感器30。

进一步地，在上述方案中，缸筒组件5内部设置有油管通路，并且油管通路中设置有流量传感器31。

一种如上所述的所述的一种智能液压缸装置的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

生成变频信号；

采集液压缸压力、温度以及流量，基于变频信号、液压缸压力、温度以及流量来生成控制信号；

基于所述控制信号，通过控制模块来控制缸体的动作及动作速度。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元、模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元、模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产 可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。

以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：智能汽车、无人驾驶装置、移动机器人、个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本申请也可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、 “示例”、 “具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能液压缸装置，包括电机端套筒（1）、液压滑阀组件（2）、缸底连接件（3）、缸筒法兰（4）、缸筒组件（5）、导向套（6）、空心活塞杆（7）、管接头用铰接螺栓（8）、油管组件（9）和组合垫圈（10），其特征在于：所述电机端套筒（1）的右侧固定设置有液压滑阀组件（2），并且液压滑阀组件（2）的右侧固定设置有缸底连接件（3），所述缸底连接件（3）的右侧通过缸筒法兰（4）固定连接有缸筒组件（5），并且缸筒组件（5）的一端固定套接有导向套（6），所述导向套（6）中活动穿插设置有空心活塞杆（7），所述液压滑阀组件（2）和缸筒组件（5）表面下端通过管接头用铰接螺栓（8）铰接有管接头，并且管接头用铰接螺栓（8）与管接头之间设置有组合垫圈（10），所述管接头直接连接有油管组件（9）。

2.根据权利要求1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述装置本体的左侧和右侧表面分别设置有若干个电机端套筒螺栓（11）和液压滑阀套固定螺栓（27），并且装置本体两侧左侧和右侧分别通过电机端套筒螺栓（11）和液压滑阀套固定螺栓（27）固定有衬套（12）。

3.根据权利要求1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述电机端套筒（1）的内部上下方设置有电机固定螺栓（14），并且电机端套筒（1）内部通过电机固定螺栓（14）固定设置有步进电机（13）。

4.根据权利要求1所述的一种智能液压缸装置，所述液压滑阀组件（2）内部包括电机端十字滑块联轴器（15），并且电机端十字滑块联轴器（15）右侧通过液压滑阀套螺母（16）连接有液压滑阀阀体（18），所述液压滑阀阀体（18）内部设置有液压滑阀阀芯（17），并且液压滑阀阀体（18）右端设置有阀芯法兰（20），所述液压滑阀阀体（18）与阀芯法兰（20）之间通过阀芯法兰固定螺栓（19）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述缸底连接件（3）内部设置有滚珠丝杆（26），并且滚珠丝杆（26）的左侧端通过锁紧螺母（22）连接有十字滑块联轴器（21），所述十字滑块联轴器（21）的左侧与液压滑阀阀芯（17）连接，并且十字滑块联轴器（21）的右侧设置有单向推力球轴承（23）。

6.根据权利要求1或权利要求5所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述滚珠丝杆（26）的左侧设置有丝杆螺母（25），并且丝杆螺母（25）上穿插设置有丝杆螺母固定螺栓（24），所述滚珠丝杆（26）通过丝杆螺母固定螺栓（24）和丝杆螺母（25）与缸底连接件（3）内壁固定。

7.根据权利要求书1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述缸筒组件（5）内部设置有有杆腔和无杆腔，并且有杆腔与无杆腔的油路通道中设置有压力传感器（28），所述缸筒组件（5）包括缸筒，并且缸筒的外壁固定安装有磁栅传感器（29）。

8.根据权利要求书1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述缸筒组件（5）包括缸底，并且缸底设置有六轴传感器（30）。

9.根据权利要求书1所述的一种智能液压缸装置，其特征在于：所述缸筒组件（5）内部设置有油管通路，并且油管通路中设置有流量传感器（31）。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的一种智能液压缸装置的控制方法，其特征在于：此装置的控制方法包含以下步骤：

生成变频信号；

采集液压缸压力、温度以及流量，基于变频信号、液压缸压力、温度以及流量来生成控制信号；

基于所述控制信号，通过控制模块来控制缸体的动作及动作速度。

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