CN113958566A - 一种内置传感器单出杆液压油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内置传感器单出杆液压油缸，属于液压执行机构领域。其包括：缸筒(1)、活塞(2)、活塞杆(3)、活塞杆耳环(7)、位移传感器壳体(8)、动铁芯连杆(9)；与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：液压油缸结构紧凑，位移传感器不与外界环境接触，工作可靠性高，测量精度高。

Description

一种内置传感器单出杆液压油缸
技术领域
本发明属于液压执行机构领域，具体涉及一种内置传感器单出杆液压油缸。
背景技术
液压油缸是将液压能转换为直线运动机械能的执行元件，单出杆液压油缸是指只有一端有活塞杆的液压油缸，其两端进出油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动。单作用液压油缸是指其中一个方向的运动用油压实现，返回时靠自重或弹簧等外力。双作用液压油缸就是两个腔都有油，两个方向的动作都要靠油压来实现。液压油缸具有功率/质量比高、输出力大、柔顺性好及力伺服控制效果好等优点，因此在足式机器人中有较为广泛的应用，如双足机器人、四足机器人等足式机器人。现有技术中，在液压油缸上安装位移传感器一般采用外露式，即将位移传感器安装在液压油缸外侧。对于传感器外置式安装方式而言，其存在恶劣环境中易损坏、可靠性差、安装要求高等问题，同时，由于外露式安装方式导致油缸安装体积变大，在空间较小的场合内使油缸安装使用受限。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种内置传感器单出杆液压油缸，用于解决外露式安装传感器导致油缸安装体积变大，在空间较小的场合内使油缸安装受限的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种内置传感器单出杆液压油缸，其包括：液压组件、位移传感器；
所述液压组件包括：缸筒1、活塞2、活塞杆3、活塞杆耳环7；
所述缸筒1内部为中空腔室，腔室内设有活塞2，活塞2中部设有与活塞2一体成形的活塞杆3，所述活塞杆3内部为中空结构，其一端伸出缸筒1外，连接活塞杆耳环7；
所述位移传感器包括：位移传感器壳体8、动铁芯连杆9；
所述位移传感器壳体8插入在活塞杆3内部，其底端固定在缸筒1腔室底部，所述位移传感器壳体8内设有中空通道，通道内设有线圈绕组，所述动铁芯连杆9一端连接活塞杆耳环7，另一端插入位移传感器壳体8通道内；
当缸筒1内进油推动活塞2在其内部腔室密封滑动时，动铁芯连杆9在位移传感器壳体8内产生相对运动，线圈绕组感应动铁芯连杆9位移量变化产生电信号，通过将电信号输出给外部控制系统，从而确定活塞2在缸筒1内部腔室的位移量。
其中，所述液压组件包括：缸盖4、缸盖固定环5；
所述缸盖4固定在缸筒1顶部，其与缸筒1顶部侧壁通过缸盖固定环5螺纹密封连接，缸盖4中心开设有与活塞杆3相同大小的通孔，从而使活塞杆3从通孔处穿过缸盖4，且与缸盖4之间相对运动为密封滑动。
其中，所述液压组件还包括：出线螺帽12；
所述传感器出线螺帽12为中部开设有通孔的柱体，柱体通过螺纹连接固定在缸筒1外侧壁底部，用于将向外部控制系统输出电信号的传感器线缆通过出线螺帽12伸出缸筒1外。
其中，所述位移传感器壳体8与缸筒1底部形成c腔，所述c腔经出线螺帽12与外部大气相通。
其中，所述缸筒1外侧壁两端分别开有供油液A进口、供油液B进口；
其中，所述供油液A进口开口位置设在出线螺帽12上方，所述供油液B进口开口位置设在缸盖4下方。
其中，所述缸筒1内部腔室与活塞2靠近缸筒1底部一侧以及位移传感器壳体8外部共同形成液压油缸a腔，通过供油液A进口与外部油路连通；
所述缸筒1内部腔室、活塞2靠近缸筒顶部一侧、活塞杆3外侧及缸盖4底部共同形成液压油缸b腔，通过供油液B进口与外部油路连通。
其中，所述活塞杆耳环7与活塞杆3及动铁芯连杆9连接处为内外双螺纹结构；
其中，外侧螺纹固定连接活塞杆3，内侧螺纹固定连接动铁芯连杆9。
其中，所述活塞2与缸筒1间、缸盖4与缸筒1间、缸盖4与活塞杆3间、活塞2与位移传感器壳体8间、位移传感器壳体8底部与缸筒1内侧腔室底间、活塞杆耳环7与活塞杆3间分别固定有密封圈。
其中，缸筒耳环6、第一关节轴承10、第二关节轴承11；
所述缸筒耳环6设置在缸筒1外侧底部，与缸筒1一体成形，通过所述活塞杆耳环7及缸筒耳环6与外部装置固定，所述缸筒耳环6与缸筒之间还设有第一关节轴承10；
所述活塞杆耳环7上设有第二关节轴承11；
通过所转动第一关节轴承10及第二关节轴承11从而调节缸筒1方向及位置。
其中，所述位移传感器采用LVDT位移传感器。
(三)有益效果
与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：
1)液压油缸结构简单，零部件数目少，集成度高。
2)位移传感器内置，不与外界环境接触，工作可靠性高，测量精度高。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种内置传感器单出杆液压油缸，如图1所示，其包括：液压组件、位移传感器；
所述液压组件包括：缸筒1、活塞2、活塞杆3、活塞杆耳环7；
所述缸筒1内部为中空腔室，腔室内设有活塞2，活塞2中部设有与活塞2一体成形的活塞杆3，所述活塞杆3内部为中空结构，其一端伸出缸筒1外，连接活塞杆耳环7；
所述位移传感器包括：位移传感器壳体8、动铁芯连杆9；
所述位移传感器壳体8插入在活塞杆3内部，其底端固定在缸筒1腔室底部，所述位移传感器壳体8内设有中空通道，通道内设有线圈绕组，所述动铁芯连杆9一端连接活塞杆耳环7，另一端插入位移传感器壳体8通道内；
当缸筒1内进油推动活塞2在其内部腔室密封滑动时，动铁芯连杆9在位移传感器壳体8内产生相对运动，线圈绕组感应动铁芯连杆9位移量变化产生电信号，通过将电信号输出给外部控制系统，从而确定活塞2在缸筒1内部腔室的位移量。
其中，所述液压组件包括：缸盖4、缸盖固定环5；
所述缸盖4固定在缸筒1顶部，其与缸筒1顶部侧壁通过缸盖固定环5螺纹密封连接，缸盖4中心开设有与活塞杆3相同大小的通孔，从而使活塞杆3从通孔处穿过缸盖4，且与缸盖4之间相对运动为密封滑动。
其中，所述液压组件还包括：出线螺帽12；
所述传感器出线螺帽12为中部开设有通孔的柱体，柱体通过螺纹连接固定在缸筒1外侧壁底部，用于将向外部控制系统输出电信号的传感器线缆通过出线螺帽12伸出缸筒1外。
其中，所述位移传感器壳体8与缸筒1底部形成c腔，所述c腔经出线螺帽12与外部大气相通。
其中，所述缸筒1外侧壁两端分别开有供油液A进口、供油液B进口；
其中，所述供油液A进口开口位置设在出线螺帽12上方，所述供油液B进口开口位置设在缸盖4下方。
其中，所述缸筒1内部腔室与活塞2靠近缸筒1底部一侧以及位移传感器壳体8外部共同形成液压油缸a腔，通过供油液A进口与外部油路连通；
所述缸筒1内部腔室、活塞2靠近缸筒顶部一侧、活塞杆3外侧及缸盖4底部共同形成液压油缸b腔，通过供油液B进口与外部油路连通。
其中，所述活塞杆耳环7与活塞杆3及动铁芯连杆9连接处为内外双螺纹结构；
其中，外侧螺纹固定连接活塞杆3，内侧螺纹固定连接动铁芯连杆9。
其中，所述活塞2与缸筒1间、缸盖4与缸筒1间、缸盖4与活塞杆3间、活塞2与位移传感器壳体8间、位移传感器壳体8底部与缸筒1内侧腔室底间、活塞杆耳环7与活塞杆3间分别固定有密封圈。
其中，缸筒耳环6、第一关节轴承10、第二关节轴承11；
所述缸筒耳环6设置在缸筒1外侧底部，与缸筒1一体成形，通过所述活塞杆耳环7及缸筒耳环6与外部装置固定，所述缸筒耳环6与缸筒之间还设有第一关节轴承10；
所述活塞杆耳环7上设有第二关节轴承11；
通过所转动第一关节轴承10及第二关节轴承11从而调节缸筒1方向及位置。
其中，所述位移传感器采用LVDT位移传感器。LVDT位移传感器是线性可变差动变压器的缩写，属于直线位移传感器。集成LVDT位移传感器的液压油缸由于采用无摩擦测量，具有机械寿命长、抗污染良好、坚固耐用、环境适应性好等优点。
将供油液A进口和供油液B进口与泵站油路接通。当泵站压力油通过供油液A进口进入液压油缸a腔时，液压油将推动活塞2及活塞杆3向活塞杆3伸出的方向运动，此时液压油缸b腔将与泵站回油接通，b腔的液压油通过B口流回泵站油箱。由于动铁芯连杆9与活塞杆耳环7固连，而活塞杆耳环7与活塞杆3固连，因此动铁芯连杆与传感器壳体产生相对运动，位移传感器产生信号输出给控制系统，以此确定活塞2的位移。
当泵站压力油通过供油液B进口进入油缸b腔时，液压油将推动活塞2及活塞杆3向活塞杆3缩回的方向运动，此时液压油缸a腔将与泵站回油接通，a腔的液压油通过A口流回泵站油箱。由于位移传感器动铁芯连杆9与活塞杆耳环7固连，而活塞杆耳环7与活塞杆3固连，因此动铁芯连杆与传感器壳体产生相对运动，位移传感器产生信号输出给控制系统，以此确定活塞2的位移。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，其包括：液压组件、位移传感器；
所述液压组件包括：缸筒(1)、活塞(2)、活塞杆(3)、活塞杆耳环(7)；
所述缸筒(1)内部为中空腔室，腔室内设有活塞(2)，活塞(2)中部设有与活塞(2)一体成形的活塞杆(3)，所述活塞杆(3)内部为中空结构，其一端伸出缸筒(1)外，连接活塞杆耳环(7)；
所述位移传感器包括：位移传感器壳体(8)、动铁芯连杆(9)；
所述位移传感器壳体(8)插入在活塞杆(3)内部，其底端固定在缸筒(1)腔室底部，所述位移传感器壳体(8)内设有中空通道，通道内设有线圈绕组，所述动铁芯连杆(9)一端连接活塞杆耳环(7)，另一端插入位移传感器壳体(8)通道内；
当缸筒(1)内进油推动活塞(2)在其内部腔室密封滑动时，动铁芯连杆(9)在位移传感器壳体(8)内产生相对运动，线圈绕组感应动铁芯连杆(9)位移量变化产生电信号，通过将电信号输出给外部控制系统，从而确定活塞(2)在缸筒(1)内部腔室的位移量。
2.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述液压组件包括：缸盖(4)、缸盖固定环(5)；
所述缸盖(4)固定在缸筒(1)顶部，其与缸筒(1)顶部侧壁通过缸盖固定环(5)螺纹密封连接，缸盖(4)中心开设有与活塞杆(3)相同大小的通孔，从而使活塞杆(3)从通孔处穿过缸盖(4)，且与缸盖(4)之间相对运动为密封滑动。
3.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述液压组件还包括：出线螺帽(12)；
所述传感器出线螺帽(12)为中部开设有通孔的柱体，柱体通过螺纹连接固定在缸筒(1)外侧壁底部，用于将向外部控制系统输出电信号的传感器线缆通过出线螺帽(12)伸出缸筒(1)外。
4.如权利要求3所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述位移传感器壳体(8)与缸筒(1)底部形成c腔，所述c腔经出线螺帽(12)与外部大气相通。
5.如权利要求4所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述缸筒(1)外侧壁两端分别开有供油液A进口、供油液B进口；
其中，所述供油液A进口开口位置设在出线螺帽(12)上方，所述供油液B进口开口位置设在缸盖(4)下方。
6.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述缸筒(1)内部腔室与活塞(2)靠近缸筒(1)底部一侧以及位移传感器壳体(8)外部共同形成液压油缸a腔，通过供油液A进口与外部油路连通；
所述缸筒(1)内部腔室、活塞(2)靠近缸筒顶部一侧、活塞杆(3)外侧及缸盖(4)底部共同形成液压油缸b腔，通过供油液B进口与外部油路连通。
7.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述活塞杆耳环(7)与活塞杆(3)及动铁芯连杆(9)连接处为内外双螺纹结构；
其中，外侧螺纹固定连接活塞杆(3)，内侧螺纹固定连接动铁芯连杆(9)。
8.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述活塞(2)与缸筒(1)间、缸盖(4)与缸筒(1)间、缸盖(4)与活塞杆(3)间、活塞(2)与位移传感器壳体(8)间、位移传感器壳体(8)底部与缸筒(1)内侧腔室底间、活塞杆耳环(7)与活塞杆(3)间分别固定有密封圈。
9.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述液压组件还包括：缸筒耳环(6)、第一关节轴承(10)、第二关节轴承(11)；
所述缸筒耳环(6)设置在缸筒(1)外侧底部，与缸筒(1)一体成形，通过所述活塞杆耳环(7)及缸筒耳环(6)与外部装置固定，所述缸筒耳环(6)与缸筒之间还设有第一关节轴承(10)；
所述活塞杆耳环(7)上设有第二关节轴承(11)；
通过所转动第一关节轴承(10)及第二关节轴承(11)从而调节缸筒(1)方向及位置。
10.如权利要求1所述的内置传感器单出杆液压油缸，其特征在于，所述位移传感器采用LVDT位移传感器。
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CN1584350A (zh) * 2004-06-04 2005-02-23 浙江大学 一种内置位移传感器的单出杆双作用面近似对称液压缸
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