CN211231109U - 多级机械锁紧液压缸 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多级机械锁紧液压缸，该多级机械锁紧液压缸包括：一级缸筒；二级缸筒，包括一级活塞，所述一级活塞与缸筒过盈配合；活塞杆，包括二级活塞，二级活塞与二级缸筒过盈配合；解锁油路，用于解锁一级活塞以及二级活塞；伸出油路，用于推动二级缸筒以及活塞杆伸出；缩回油路，用于推动所述二级缸筒和活塞杆缩回。上述的多级机械锁紧液压缸通过一级缸筒内与一级活塞过盈配合，二级缸筒和二级活塞过盈配合，在需要移动活塞杆时，通过油液涨开一级缸筒和二级缸筒以移动活塞杆，在活塞杆移动到预设位置后进行泄压，使得一级缸筒抱住一级活塞，二级缸筒抱住二级活塞，从而可以实现两级液压缸在任意位置机械锁紧的功能。

Description

多级机械锁紧液压缸

技术领域

本实用新型属于液压机械领域，具体涉及一种多级机械锁紧液压缸。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

液压系统因其成熟、低成本、高功率密度比等优点，广泛应用于各种行走机械中。随着电池和电机技术的发展，电能越来越容易获得，以电动缸为代表的电驱技术在工业领域上得到了越来越广泛的应用，然而电动缸结构复杂、体积重量大、成本高、可靠性不足等缺点限制了其在行走机械上的应用。

将电气和液压传动融合的电液缸是行走机械电驱技术的新发展方向，目前电液缸是电机泵和液压缸的简单集成，实现了电能转换为液压能、液压能转为机械能的过程。在多级液压缸领域，由于液压的行程范围更大，采用液压锁实现位置保持，液压锁泄漏和油液热胀冷缩倒置无法实现长期精确的位置保持功能，长时间保持容易下沉，因而保持活塞位置的难度较大，控制性能较差。

实用新型内容

鉴于以上内容，有必要一种多级机械锁紧液压缸，旨在改善多级液压缸位置保持精度较低的问题。

一种多级机械锁紧液压缸，包括：

一级缸筒；

二级缸筒，包括一级活塞，所述一级活塞的圆周面与所述一级缸筒之间设有一级解锁腔，所述二级缸筒设于所述一级缸筒内并且所述一级活塞的圆周面与所述一级缸筒过盈配合使得所述一级缸筒抱紧所述一级活塞；

活塞杆，包括二级活塞，所述二级活塞的圆周面与所述二级缸筒之间设有二级解锁腔，所述活塞杆设于所述二级缸筒内并且所述二级活塞与所述二级缸筒过盈配合使得二级缸筒抱紧所述二级活塞；

解锁油路，与所述一级解锁腔和二级解锁腔连通，用于向所述一级解锁腔输送油液涨开所述一级缸筒使得所述一级缸筒与所述一级活塞之间间隙配合以解锁所述一级活塞，以及用于向所述二级解锁腔输送油液涨开所述二级缸筒使得所述二级缸筒与所述二级活塞之间间隙配合以解锁所述二级活塞；

伸出油路，与所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔连通，用于向所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔输送油液以推动所述二级缸筒相对所述一级缸筒伸出以及推动所述活塞杆相对所述二级缸筒伸出；

缩回油路，与所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔连通，用于向所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔输送油液以推动所述二级缸筒相对所述一级缸筒缩回以及推动所述活塞杆沿所述二级缸筒缩回。

优选地，所述解锁油路包括：

解锁油口，设于所述活塞杆，用于连接解锁油管；

第一解锁油路，与所述解锁油口和所述一级解锁腔连接，用于向所述一级活塞的一级解锁腔输送油液以涨开所述一级缸筒；

第二解锁油路，与所述解锁油口和所述二级解锁腔连接，用于向所述二级活塞的二级解锁腔输送油液以涨开所述二级缸筒。

优选地，所述第一解锁油路包括：

解锁管，一端与所述解锁油口连接，另外一端与所述二级缸筒的二级缸头连接以跟随所述二级缸筒移动；

第一径向通道，穿过所述二级缸筒的二级缸头和一级活塞，并且中部与所述解锁管连接，两端与所述一级解锁腔连接。

优选地，所述第二解锁油路包括：

解锁通道，一端与所述解锁油口连接；

第二径向通道，穿过所述二级活塞并且中部与所述解锁通道连接，两端端与所述二级解锁腔连接。

优选地，所述解锁通道位于所述活塞杆内并且沿所述活塞杆的长度方向延伸，所述解锁管位于所述解锁通道内。

优选地，所述一级活塞的端部还设有第一密封圈以将所述一级解锁腔与所述一级缸筒的无杆腔隔绝；以及

所述二级活塞的两端还设有第二密封圈以将所述二级解锁腔分别与所述二级缸筒的有杆腔和无杆腔隔绝。

优选地，所述一级缸筒的有杆腔与所述一级解锁腔连通，使得所述一级解锁腔内的油液进入所述一级缸筒的有杆腔内以推动所述二级缸筒缩回。

优选地，所述伸出油路具有设于所述活塞杆的伸出油口，所述伸出油口与所述伸出油路连接；所述二级缸筒的二级缸头内设有连接通道，所述二级缸筒的无杆腔通过所述连接通道连接所述一级缸筒的无杆腔，使得所述伸出油路向所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔输送油液；以及

所述缩回油路具有设于所述活塞杆的缩回油口，所述缩回油口与所述缩回油路连接，用于经所述缩回油路向所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔输送油液。

优选地，所述伸出油路和缩回油路设于所述活塞杆内并且沿所述活塞杆的长度方向延伸。

相较于现有技术，上述的多级机械锁紧液压缸通过具备机械锁紧功能的液压缸嵌套，即，一级缸筒内与一级活塞过盈配合，二级缸筒和二级活塞过盈配合，在需要移动活塞杆时，通过油液涨开以及缸筒和二级缸筒以移动活塞杆，在活塞杆移动到预设位置后进行泄压，使得一级缸筒抱住一级活塞，二级缸筒抱住二级活塞，从而可以实现两级液压缸在任意位置机械锁紧的功能，能够高精度长期保持运动位置不动，不因环境温度、液压油液泄露、阀件卡滞等影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是多级机械锁紧液压缸的结构示意图。

图2是图1中液压缸的A向的结构示意图。

图3是图1中III-III的剖面结构示意图。

图4是图3中IV处的局部放大示意图。

图5是图2中V-V的剖面结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本实用新型的各实施例中，为了便于描述而非限制本实用新型，本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

图1是多级机械锁紧液压缸的结构示意图，图2是图1中液压缸的A向的结构示意图。本实施方式中，该多级机械锁紧液压缸为两级嵌套结构，如图1和图2所示，该多级机械锁紧液压缸包括一级缸筒10、二级缸筒20和活塞杆30。

图3是图1中III-III的剖面结构示意图，图4是图3中IV处的局部放大示意图，图 5是图1中V-V的剖面结构示意图。

所述一级缸筒10内具有一圆柱状的空腔，该空腔一端敞口，另外一端设有一级缸头12 以将空腔的端部密封。该一级缸头12的端部连接有缸头支耳11，用于连接其他部件，例如工作斗等。本实施方式中，缸头支耳11通过螺纹连接于一级缸头12并且缸头支耳11还套设有一调节螺母121，用于调节缸头支耳11的位置。在将缸筒支耳旋入一级缸头12至合适位置后，旋紧调节螺母121以固定缸头支耳11。

所述二级缸筒20设于一级缸头12的空腔内，并且二级缸筒20内也具有一端部敞口的空腔。所述二级缸筒20包括一级活塞21和二级缸头23。二级缸筒20的空腔的另外一端设有二级缸头23以将二级缸头23的空腔的端部密封。一级活塞21设置于二级缸筒20的端部并且将二级缸头23的圆周面包裹。本实施方式中，一级活塞21的圆周面与一级缸筒10的空腔过盈配合，在没有油液压力的作用时，一级缸筒10在弹形形变作用下将一级活塞21抱紧，使得一级活塞21不能在一级缸筒10的空腔内移动，实现“机械锁紧”一级活塞21的功能。为了能够涨开一级缸筒10，所述一级活塞21的圆周面还设有一级解锁腔22，使得一级解锁腔22位于一级活塞21的圆周面与一级缸筒10之间，在一级解锁腔22内冲入高压油液后，该高压油液可以对抗一级缸筒10的弹性形变作用并涨开该一级缸筒10，使得一级缸筒10与一级活塞21之间间隙配合，此时，一级活塞21可以在一级缸筒10的空腔内移动，达到“解锁”一级活塞21的目的。本实施方式中，该一级解锁腔22可以是一个或者多个沿一级活塞21的周向方向延伸的槽体，优选为弧度为360°的环形槽体。

活塞杆30大体呈杆状结构，包括二级活塞31和活塞支耳33。本实施方式中，二级活塞 31设于活塞杆30的一端部。活塞杆30设于二级缸筒20的空腔内，另外一端部从二级缸筒20的敞口端伸出。活塞支耳33连接于活塞杆30的远离二级活塞31的端部，用于连接其他部件。本实施方式中，所述二级活塞31的圆周面与所述二级缸筒20之间设有二级解锁腔32。本实施方式中，二级活塞31的圆周面与二级缸筒20过盈配合，在没有油液压力的作用时，二级缸筒20在弹性形变作用将二级活塞31抱紧，使得二级活塞31不能在二级缸筒20的空腔内移动，实现“机械锁紧”二级活塞31的功能。在需要移动活塞杆30的时候，为了能够涨开二级缸筒20，所述二级活塞31的圆周面还设有二级解锁腔32，使得二级解锁腔32位于二级活塞31的圆周面与二级缸筒20之间，在二级解锁腔32内冲入高压油液后，该高压油液可以对抗二级缸筒20的弹性形变并涨开该二级缸筒20，使得二级缸筒20与二级活塞31之间间隙配合。此时，二级活塞31可以在二级缸筒20的空腔内移动，达到“解锁”二级活塞31的目的。本实施方式中，该二级解锁腔32可以是一个或者多个沿二级活塞31的周向方向延伸的槽体，优选为弧度为360°的环形槽体。

为便于液压缸的外部油液与液压缸连接，将液压缸设计为倒置型，即活塞杆30固定，一级缸筒10和二级缸筒20随负载伸缩。配合于液压缸的解锁、伸出和缩回动作，上述的液压缸还包括解锁油路、伸出油路50和缩回油路60。

解锁油路与所述一级解锁腔22和二级解锁腔32连通，用于向所述一级解锁腔22输送油液涨开所述一级缸筒10使得所述一级缸筒10与所述二级缸筒20之间间隙配合以解锁所述二级缸筒20，以及用于向所述二级解锁腔32输送油液涨开所述二级缸筒20使得所述二级缸筒20与所述活塞之间间隙配合以解锁所述活塞。本实施方式中，解锁油路包括解锁油口 40、第一解锁油路和第二解锁油路。解锁油口40为解锁油液的连接接口。本实施方式中，解锁油口40设于所述活塞杆30，并且可以连接解锁油管，解锁油管内的高压油液可以经解锁油口40进入第一解锁油路和第二解锁油路。

第一解锁油路与所述解锁油口40和所述一级解锁腔22连接，用于向所述一级活塞21 的一级解锁腔22输送油液以涨开所述一级缸筒10。本实施方式中，第一解锁油路包括解锁管41和第一径向通道42。所述解锁管41内部中空并且设于活塞杆30内。解锁管41的一端与解锁油口40连通，另外一端插入二级缸筒20的二级缸头23内，使得解锁管41可以跟随二级缸筒20和二级活塞31移动。第一径向通道42设于二级缸筒20和一级活塞21内，沿二级缸头23和一级活塞21的径向方向延伸，穿过所述二级缸缸的二级缸头23和一级活塞 21，两端与所述一级解锁腔22连接，中部与所述解锁管41连接。

解锁油液可以经解锁管41进入第一径向通道42到达一级解锁腔22内，将一级缸筒10 涨开以解锁一级活塞21。

第二解锁油路与所述解锁油口40和所述二级解锁腔32连接，用于向所述二级活塞31 的二级解锁腔32输送油液以涨开所述二级缸筒20。本实施方式中，第二解锁油路包括解锁通道43和第二径向通道44。本实施方式中，解锁通道43设于活塞杆30内并且沿活塞杆30的长度方向延伸。解锁通道43的一端与所述解锁油口40连接，使得解锁油液可以进入解锁通道43内。并且，上述的解锁杆也可以放置于该解锁通道43内，在一级活塞21移动的过程中，解锁杆在解锁通道43内跟随一级活塞21的移动而移动。第二径向通道44设于二级活塞31内并且沿二级活塞31的径向方向延伸，穿过所述二级活塞31并且中部与所述解锁通道43连接，两端端与所述二级解锁腔32连接。所述二级活塞31的两端还设有第二密封圈311以将所述二级解锁腔32分别与所述二级缸筒20的有杆腔和无杆腔隔绝。解锁油液可以经解锁通道43进入第二径向通道44到达二级解锁腔32内，将二级缸筒20涨开以解锁二级活塞31。所述一级活塞21的端部还设有第一密封圈211以将所述一级解锁腔22与所述一级缸筒10的无杆腔隔绝。

在需要解锁液压缸时，高压油液经解锁油口40进入解锁通道43内。一方面，高压油液依次经解锁管41和第一径向通道42进入一级解锁腔22涨开一级缸筒10，以解锁一级活塞21。另一方面，高压油液经解锁通道43和第二径向通道44进入二级解锁腔32涨开二级缸筒20，以解锁二级活塞31。

伸出油路50与所述一级缸筒10和二级缸筒20的无杆腔连通，用于向所述一级缸筒10 和二级缸筒20的无杆腔输送油液以推动所述二级缸筒20沿所述一级缸筒10伸出以及推动所述活塞杆30沿所述二级缸筒20伸出。本实施方式中，所述伸出油路50具有设于所述活塞杆30的伸出油口51，所述伸出油路50设于所述活塞杆30内并且沿所述活塞杆30的长度方向延伸，所述伸出油口51与所述伸出油路50连接。所述二级缸筒20的二级缸头23内设有连接通道231，所述二级缸筒20的无杆腔通过所述连接通道231连接所述一级缸筒10的无杆腔，使得所述伸出油路50向所述一级缸筒10和二级缸筒20的无杆腔输送油液。

缩回油路60与所述一级缸筒10和二级缸筒20的有杆腔连通，用于向所述一级缸筒10 和二级缸筒20的有杆腔输送油液以推动所述二级缸筒20沿所述一级缸筒10缩回以及推动所述活塞杆30沿所述二级缸筒20缩回。所述一级缸筒10的有杆腔与所述一级解锁腔22连通，使得所述一级解锁腔22内的油液进入所述一级缸筒10的有杆腔内以推动所述二级缸筒20缩回。本实施方式中，所述缩回油路60具有设于所述活塞杆30的缩回油口61，所述缩回油路60设于所述活塞杆30内并且沿所述活塞杆30的长度方向延伸，所述缩回油口61与所述缩回油路60连接，用于经所述缩回油路60向所述一级缸筒10和二级缸筒20的有杆腔输送油液。

以下详细描述上述多级机械锁紧液压缸的控制方法，该控制方法包括如下步骤。

首先，解锁一级活塞21和二级活塞31。具体的，油液从解锁油管经解锁油口40进入解锁通道43内。一方面，高压油液依次经解锁管41和第一径向通道42进入一级解锁腔22涨开一级缸筒10使得所述一级缸筒10与一级活塞21之间间隙配合，以解锁一级活塞21。另一方面，高压油液经解锁通道43和第二径向通道44进入二级解锁腔32涨开二级缸筒20使得所述二级缸筒20与所述二级活塞31之间间隙配合，以解锁二级活塞31。

然后，根据控制指令，在需要控制活塞杆30伸出的时候，油液进入所述一级缸筒10的无杆腔以驱动所述二级缸筒20伸出，以及进入所述二级缸筒20的无杆腔以驱动所述活塞杆 30伸出。

在需要控制活塞杆30缩回的时候，油液进入所述一级缸筒10的有杆腔以驱动所述二级缸筒20缩回，以及进入所述二级缸筒20的有杆腔以驱动所述活塞杆30缩回。

在活塞杆30伸出或者缩回至指定位置后，要求保持所述活塞杆30的位置时，卸载所述一级解锁腔22和二级解锁腔32内的油压，使得所述一级缸筒10与所述一级活塞21之间形成过盈配合以抱紧所述一级活塞21，以及所述二级缸筒20与所述二级活塞31之间形成过盈配合以抱紧所述二级活塞31。

上述的多级机械锁紧液压缸通过具备机械锁紧功能的液压缸嵌套，即，一级缸筒10内与一级活塞21过盈配合，二级缸筒20和二级活塞31过盈配合，在需要移动活塞杆30时，通过油液涨开以及缸筒和二级缸筒20以移动活塞杆30，在活塞杆30移动到预设位置后进行泄压，使得一级缸筒10抱住一级活塞21，二级缸筒20抱住二级活塞31，从而可以实现两级液压缸在任意位置机械锁紧的功能，能够高精度长期保持运动位置不动，不因环境温度、液压油液泄露、阀件卡滞等影响。

在本申请所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的部件结构和控制方法，可以通过其它的方式实现，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种多级机械锁紧液压缸，其特征在于，包括：

一级缸筒；

二级缸筒，包括一级活塞，所述一级活塞的圆周面与所述一级缸筒之间设有一级解锁腔，所述二级缸筒设于所述一级缸筒内并且所述一级活塞的圆周面与所述一级缸筒过盈配合使得所述一级缸筒抱紧所述一级活塞；

活塞杆，包括二级活塞，所述二级活塞的圆周面与所述二级缸筒之间设有二级解锁腔，所述活塞杆设于所述二级缸筒内并且所述二级活塞与所述二级缸筒过盈配合使得二级缸筒抱紧所述二级活塞；

解锁油路，与所述一级解锁腔和二级解锁腔连通，用于向所述一级解锁腔输送油液涨开所述一级缸筒使得所述一级缸筒与所述一级活塞之间间隙配合以解锁所述一级活塞，以及用于向所述二级解锁腔输送油液涨开所述二级缸筒使得所述二级缸筒与所述二级活塞之间间隙配合以解锁所述二级活塞；

伸出油路，与所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔连通，用于向所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔输送油液以推动所述二级缸筒相对所述一级缸筒伸出以及推动所述活塞杆相对所述二级缸筒伸出；

缩回油路，与所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔连通，用于向所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔输送油液以推动所述二级缸筒相对所述一级缸筒缩回以及推动所述活塞杆沿所述二级缸筒缩回。

2.如权利要求1所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述解锁油路包括

解锁油口，设于所述活塞杆，用于连接解锁油管；

第一解锁油路，与所述解锁油口和所述一级解锁腔连接，用于向所述一级活塞的一级解锁腔输送油液以涨开所述一级缸筒；

第二解锁油路，与所述解锁油口和所述二级解锁腔连接，用于向所述二级活塞的二级解锁腔输送油液以涨开所述二级缸筒。

3.如权利要求2所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述第一解锁油路包括：

解锁管，一端与所述解锁油口连接，另外一端与所述二级缸筒的二级缸头连接以跟随所述二级缸筒移动；

第一径向通道，穿过所述二级缸筒的二级缸头和一级活塞，并且中部与所述解锁管连接，两端与所述一级解锁腔连接。

4.如权利要求3所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述第二解锁油路包括：

解锁通道，一端与所述解锁油口连接；

第二径向通道，穿过所述二级活塞并且中部与所述解锁通道连接，两端端与所述二级解锁腔连接。

5.如权利要求4所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述解锁通道位于所述活塞杆内并且沿所述活塞杆的长度方向延伸，所述解锁管位于所述解锁通道内。

6.如权利要求5所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，

所述一级活塞的端部还设有第一密封圈以将所述一级解锁腔与所述一级缸筒的无杆腔隔绝；以及

所述二级活塞的两端还设有第二密封圈以将所述二级解锁腔分别与所述二级缸筒的有杆腔和无杆腔隔绝。

7.如权利要求6所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述一级缸筒的有杆腔与所述一级解锁腔连通，使得所述一级解锁腔内的油液进入所述一级缸筒的有杆腔内以推动所述二级缸筒缩回。

8.如权利要求7所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述伸出油路具有设于所述活塞杆的伸出油口，所述伸出油口与所述伸出油路连接；所述二级缸筒的二级缸头内设有连接通道，所述二级缸筒的无杆腔通过所述连接通道连接所述一级缸筒的无杆腔，使得所述伸出油路向所述一级缸筒和二级缸筒的无杆腔输送油液；以及

所述缩回油路具有设于所述活塞杆的缩回油口，所述缩回油口与所述缩回油路连接，用于经所述缩回油路向所述一级缸筒和二级缸筒的有杆腔输送油液。

9.如权利要求8所述的多级机械锁紧液压缸，其特征在于，所述伸出油路和缩回油路设于所述活塞杆内并且沿所述活塞杆的长度方向延伸。

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