CN207634434U - 一种数字液压缸 - Google Patents

Abstract

一种数字液压缸，包括缸体、空心活塞杆、丝杆、丝杆螺母、联轴器、伺服电机、比例压力阀和控制系统；缸体的内腔被空心活塞杆分割为有杆腔体和无杆腔体，比例压力阀用于调节有杆腔体和无杆腔体之间液压油的压力差；比例压力阀和电机分别与控制系统通讯连接；控制系统通过发送脉冲信号控制电机旋转，并根据电机反馈的电流信号控制比例压力阀调节有杆腔体和无杆腔体的液压油的压力差，压力差控制空心活塞杆的前进和后退。由于根据电机反馈的电流信号并通过比例压力阀调节有杆腔体和无杆腔体内的压力差，控制空芯活塞杆的推力，不存在控流死区。另外，丝杆与空心活塞杆之间实现主动自锁，进一步提高了数字液压缸的安全可靠性。

Description

一种数字液压缸

技术领域

本实用新型涉及液压缸技术领域，具体涉及一种数字液压缸。

背景技术

现有的数字液压油缸的原理图如图1所示，包括步进电机1、花键2、万向联轴器3、阀芯4、外螺纹5、光电编码器6、缸外转轴7、缸外转盘8、后缸盖9、磁铁10、缸内转盘11、缸体12、滚珠丝杆13、滚珠丝杆螺母14和空心活塞杆15，其工作原理是：步进电机1接到脉冲信号，输出轴旋转一定的角度，旋转运动通过花键2、万向联轴器3、阀芯4，传递给外螺纹5，外螺纹5和沉入缸外转轴7右端的内螺纹相互配合，内螺纹位置固定，在旋转作用下外螺纹带动阀芯发生轴向的移动。该数字液压油缸存在的问题是：采用负开口三位四通阀控流，控流存在一定的死区，开始的几个脉冲产生的一小段位移并不能将P口处的高压油和A口或B口接通；死区过后，步进电机再旋转一定角度，在旋转作用下阀芯又发生一定的轴向的位移；由于控流存在一定的死区，容易拉伤阀芯4，另外该数字液压油缸的内部结构比较复杂，难于维护，由于是通过电机锁定，活塞杆为被动锁定，安全可靠性不足。

发明内容

本申请提供一种数字液压缸，包括缸体、空心活塞杆、丝杆、丝杆螺母、联轴器、伺服电机、比例压力阀和控制系统；

空心活塞杆设置于缸体内，丝杆一端伸入空心活塞杆内，另一端与丝杆螺母啮合后通过联轴器与电机连接；

缸体的内腔被空心活塞杆分割与有杆腔体和无杆腔体，比例压力阀用于调节有杆腔体和无杆腔体之间液压油的压力差；

比例压力阀和电机分别与控制系统通讯连接；

控制系统通过发送脉冲信号控制电机旋转，并根据电机反馈的电信号控制比例压力阀调节有杆腔体和无杆腔体的液压油的压力差，压力差控制空心活塞杆的前进和后退。

一种实施例中，还包括密封圈，密封圈设置于空心活塞杆与缸体的接触处，密封圈将缸体的内腔分成有杆腔体和无杆腔体。

一种实施例中，还包括油箱，有杆腔体设有有杆腔油路接口，无杆腔体设有无杆腔油路接口，比例压力阀的接口分别与油箱、有杆腔油路接口和无杆腔油路接口连通。

一种实施例中，控制系统根据电机反馈的电流信号控制比例压力阀调节无杆腔体流入液压油的流量，及调节有杆腔体流出液压油的流量，无杆腔体和有杆腔体的液压油的压力差并配合丝杆与丝杆螺母传动推动空心活塞杆前进。

一种实施例中，控制系统根据电机反馈的电流信号控制比例压力阀调节有杆腔体流入液压油的流量，及调节无杆腔体流出液压油的流量，有杆腔体和无杆腔体的液压油的压力差并配合丝杆与丝杆螺母传动推动空心活塞杆后退。

一种实施例中，伺服电机为绝对值伺服电机。

一种实施例中，丝杆与空心活塞杆锁定。

依据上述实施例的数字液压缸，由于电机通过联轴器精确调节丝杆的旋转方向和速度，并通过比例压力阀调节有杆腔体和无杆腔体内的压力差，控制空芯活塞杆的推力，以实现精确的数值化控制，不存在控流死区。另外，丝杆与空心活塞杆之间实现主动自锁，进一步提高了数字液压缸的安全可靠性。

附图说明

图1为现有的数字液压缸的结构图；

图2为本申请的数字液压缸的结构图。

其中1-缸体，2-空心活塞杆，3-丝杆，4-丝杆螺母，5-联轴器，6-伺服电机，7-比例压力阀，8-轴承，9-有杆腔体，10-无杆腔体，11-密封圈，12-油箱，13-有杆腔油路接口，14-无杆腔油路接口。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本例提供一种数字液压缸，其结构图如图2所示，包括缸体1、空心活塞杆2、丝杆3、丝杆螺母4、联轴器5、伺服电机6、比例压力阀7和控制系统，其中，空心活塞杆2设置于缸体1内，丝杆3一端伸入空心活塞杆2内，另一端穿过轴承8与丝杆螺母4啮合后通联轴器5与电机6连接，电机6通过安装框安装于缸体1上，本例的电机6优选为绝对值伺服电机，与图1的数字液压缸相比，本例的数字液压缸结构简单，易于维护。

本例的缸体1的内腔被空心活塞杆2分割成有杆腔体9和无杆腔体10，具体的，将密封圈11设置于空心活塞杆2与缸体1的接触处，通过密封圈11将缸体1的内腔分成有杆腔体9和无杆腔体10，比例压力阀7用于调节有杆腔体9和无杆腔体10之间液压油的压力差，该压力差为空心活塞杆2的推力。

本例的比例压力阀7和电机6分别与控制系统通讯连接，控制系统通过发送脉冲信号控制电机6旋转，并根据电机6反馈的电信号控制比例压力阀7调节有杆腔体9和无杆腔体10的液压油的压力差，该压力差控制空心活塞2的前进和后退。

本例的数字液压缸还包括油箱12，有杆腔体9设有有杆腔油路接口13，无杆腔体10设有无杆腔油路接口14，比例压力阀7的接口通过油管分别与油箱12、有杆腔油路接口13和无杆腔油路接口14连通。

本例的数字液压缸的工作原理如下：控制系统发送脉冲信号来控制电机6旋转，电机6连接的丝杆3前进时，电机6将输出的电流信号反馈至控制系统，控制系统将该电流信号转换成控制比例压力阀7的控制信号，该控制信号控制比例压力阀7调节无杆腔体10流入液压油的压力，及控制比例压力阀7调节有杆腔体9流出液压油的压力，使得无杆腔体10和有杆腔体9内的液压油形成压力差，该压力差配合丝杆3与丝杆螺母4传动推动空心活塞杆2前进。

相反的，当控制系统发送脉冲信号来控制电机6旋转，电机6连接的丝杆3后退时，控制系统根据电机6反馈的电流信号控制比例压力阀7调节有矸腔体9流入液压油的压力，及调节无杆腔体10流出液压油的压力，使有杆腔体9和无杆腔体10的液压油形成压力差，该压力差配合丝杆3与丝杆螺母4传动推动空心活塞2后退。

通过上述的工作原理可知，本例的数字液压缸中空心活塞2的前进或后退的推力是由有杆腔体9和无杆腔体10的液压油形成的压力差控制的，而且，比例压力阀7是根据电机6反馈的电信号对压力差进行调节，因为，只要电机6旋转就能实时的反馈电信号，相应的，就能实现压力差的实时调节，进一步，能实现对空心活塞杆2的速度及位置进行实时调节，从而，解决了现有技术中数字液压缸存在控流死区的问题，及避免了控流死区所带来的问题。

另外，本例的数字液压缸的另一个优点是，本例的丝杆3与空心活塞杆2之间锁定，具体的，丝杆2的螺旋角度小于空心活塞杆2内壁的摩擦角，当电机6不旋转时，通过丝杆3实现空心活塞杆2的锁定，提高了数字液压缸的安全可靠性及位置定位精度。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1.一种数字液压缸，其特征在于，包括：缸体、空心活塞杆、丝杆、丝杆螺母、联轴器、伺服电机、比例压力阀和控制系统；

所述空心活塞杆设置于所述缸体内，所述丝杆一端伸入所述空心活塞杆内，另一端与所述丝杆螺母啮合后通过所述联轴器与所述电机连接；

所述缸体的内腔被所述空心活塞杆分割成有杆腔体和无杆腔体，所述比例压力阀用于调节所述有杆腔体和无杆腔体之间液压油的压力差；

所述比例压力阀和电机分别与所述控制系统通讯连接；

所述控制系统通过发送脉冲信号控制所述电机旋转，并根据所述电机反馈的电流信号控制所述比例压力阀调节所述有杆腔体和无杆腔体的液压油的压力差，所述压力差控制所述空心活塞杆的前进和后退。

2.如权利要求1所述的数字液压缸，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈设置于所述空心活塞杆与所述缸体的接触处，所述密封圈将所述缸体的内腔分成所述有杆腔体和无杆腔体。

3.如权利要求2所述的数字液压缸，其特征在于，还包括油箱，所述有杆腔体设有杆腔油路接口，所述无杆腔体设有无杆腔油路接口，所述比例压力阀的接口分别与所述油箱、有杆腔油路接口和无杆腔油路接口连通。

4.如权利要求3所述的数字液压缸，其特征在于，所述控制系统根据所述电机反馈的电流信号控制所述比例压力阀调节所述无杆腔体流入液压油的流量，及调节所述有杆腔体流出液压油的流量，所述无杆腔体和有杆腔体的液压油的压力差并配合所述丝杆与丝杆螺母传动推动所述空心活塞杆前进。

5.如权利要求3所述的数字液压缸，其特征在于，所述控制系统根据所述电机反馈的电流信号控制所述比例压力阀调节所述有杆腔体流入液压油的流量，及调节所述无杆腔体流出液压油的流量，所述有杆腔体和无杆腔体的液压油的压力差并配合所述丝杆与丝杆螺母传动推动所述空心活塞杆后退。

6.如权利要求1-5任一项所述的数字液压缸，其特征在于，所述伺服电机为绝对值伺服电机。

7.如权利要求1-5任一项所述的数字液压缸，其特征在于，所述丝杆与所述空心活塞杆锁定。