CN1166867C - 一种带扭转螺旋体内反馈的数字流体缸 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带扭转螺旋体内反馈的大导程数字流体缸。它包括缸体(1)、活塞杆(2)、大导程内反馈扭转螺旋体(3)、反馈螺母(4)、头部带螺纹中间带密封台肩的阀芯(7)、连接滑套(10)和步进电机(11)等，通过有机的联结构成机械闭环位置控制。由于螺旋体制造简单、导程大，因而可制造出高速度、长行程、低价位的工业用数字流体缸。可广泛用于各种流体系统中。
Description
所属技术领域
本发明属于流体传动领域，具体涉及流体传动技术中的重要流体元件数字流体缸。
背景技术
20年前，当第一台不十分完善的数字流体缸在德国奥林匹亚会堂问世时，曾引起了全世界液压同行的极大轰动。随着德国、日本、瑞士、苏联、美国、中国等在这个领域的不断研究和完善，使数字流体技术逐渐达到实用阶段。但是，在数字流体技术研究的进程中，有一个共同的技术难题长期困扰着人们而得不到解决，阻碍着数字流体技术的进一步发展，这就是现有的数字流体缸。由于受步进电机直接起动频率的限制，流体缸运行不快，更由于难以制造出细而长的超大导程滚珠丝杠，因而一直无法试制出具有普遍工业应用价值的长行程、高速度、低价位的数字缸来。从目前国内外研制的数字缸来看，其行程一般在300mm左右，最长也不过600mm，而运行速度一般均在10-30mm/秒，这远远满足不了工业应用的普遍要求，并且价格已经十分昂贵，这种数字缸只能用于一些特殊的领域，不能获得普遍推广，这就是数字流体技术不能获得普遍应用的原因。该技术的研究也几乎长期处于停滞状态，其诱人的性能和良好的前景也不能得到充分发挥。
发明内容
本发明的目的是提供一种带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，它是一种大行程、高速度、低价位的新型工业用数字缸。
本发明的目的是这样实现的，一种带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体包括缸体、中空活塞杆、阀体、设置在阀体内的阀芯和反馈机构，其特征在于，所述阀芯由电机驱动，所述阀芯上带有密封高压流体的台肩；所述反馈机构采用大导程扭转螺旋体及其相啮合的螺母，所述扭转螺旋体的一端带有螺母套，该螺母套与所述阀芯头部的螺纹相啮合而构成闭环位置反馈体。
根据本发明所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述电机是步进电机。
根据本发明所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述电机是通过连接滑套与所述阀芯相连接的，所述滑套允许所述阀芯在其内滑动。
根据本发明所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述扭转螺旋体可用截面为矩形、三角形或正方形的材料扭转成形。
当高压流体进入阀体后，由阀芯上的台肩密封而进行待分配；当阀芯由电机驱动而转动时，由于阀芯头部与螺母套相配合，因而在转动的同时还产生轴向移动，使高压流体脱离台肩密封进入活塞杆后腔，后腔增压，流体缸活塞杆向前运动，活塞杆在向前运动的同时，带动螺母一起向前运动；由于螺母与扭转螺旋体的啮合作用，螺旋体产生旋转运动，从而带动螺母套转动，螺母套与阀芯相啮合，从而将阀芯拉回原位，形成位置负反馈。
本发明的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸十分完美地解决了现有技术的三个难题。其行程可做到2-3米或更大，其速度从10-500mm/秒任意可调，其价格是同类数字缸价格的百分之三十左右，其驱动功率是原有数字缸的百分之五十。整个系统可节省30-50％以上的金属材料。
附图说明
图1是本发明一种带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸的一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1中所示，其中1为缸体，2为中空活塞杠，3为大导程扭转螺旋体，4为与该螺旋体啮合的螺母，5为定位轴承，6为扭转螺旋体头部的螺母套，7为与螺母套6配合的阀芯，8为包容该阀芯的阀体，9为连接座，一端连接阀体8，另一端连接步进电机11，10为连接阀芯7与步进电机11的轴的滑套，11为步进电机。
本发明是这样工作的：高压流体由“P”口进入阀体后，由阀芯7上的台肩密封而进行待分配，当步进电机接收数字脉冲信号而转动时，通过滑套10上的键带动阀芯7转动。由于阀芯7头部的螺纹与螺母套6相配合，因而在转动的同时还产生轴向移动，如向后移，则高压流体脱离台肩密封经阀口及流道进入活塞杆2后腔，后腔增压，流体缸活塞杆向前运动，前腔的流体经流道从“0”口排出，活塞杆在向前运动的同时，带动螺母4一起向前运动。由于螺母4与扭转螺旋体3的啮合作用，螺旋体3产生旋转运动，从而带动螺母套6转动，螺母套6与阀芯7端部的螺纹相啮合，从而将阀芯7拉回原位，形成位置负反馈，当步进电机转动一圈，则流体缸移动的距离相当于扭转螺旋体转动一圈的导程。由于扭转螺旋体可用截面为矩形、三角形或正方形的材料扭转成形，因而可以获得很大的导程，故可制成高速、长行程、低成本的数字流体缸。
Claims (4)
1.一种带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，包括缸体、中空活塞杆、阀体、设置在阀体内的阀芯和反馈机构，其特征在于，所述阀芯由电机驱动，所述阀芯上带有密封高压流体的台肩；所述反馈机构采用大导程扭转螺旋体及其相啮合的螺母，所述扭转螺旋体的一端带有螺母套，该螺母套与所述阀芯头部的螺纹相啮合而构成闭环位置反馈体。
2.根据权利要求1所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述电机是步进电机。
3.根据权利要求1或2所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述电机是通过连接滑套与所述阀芯相连接的，所述滑套允许所述阀芯在其内滑动。
4.根据权利要求1或2所述的带扭转螺旋体大导程内反馈的数字流体缸，其特征在于，所述扭转螺旋体可用截面为矩形、三角形或正方形的材料扭转成形。
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