CN213064103U - 一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，包括液压缸、曲柄连杆机构、液压阀和步进电机，所述液压缸与曲柄连杆机构相连，曲柄连杆机构与液压阀相连，液压阀与步进电机相连；所述液压缸包括缸体、活塞和伸缩杆，活塞滑动安装于缸体内部，伸缩杆一端固定安装于活塞上，伸缩杆的另一端伸出缸体外，活塞将缸体内部分为有杆腔和无杆腔，其中伸缩杆位于有杆腔内，有杆腔和无杆腔分别与液压阀连通；所述液压阀开设有有高压进油口和出油口。本实用新型通过曲柄滑块机构带动反馈螺母转动来完成数字液压缸的反馈过程，与传统的反馈螺母带动滚珠丝杠转动来实现数字液压缸的反馈相比，制造成本更低，可靠性更高，控制精度更高。
Description
技术领域
本实用新型属于数字液压缸领域，具体涉及一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构。
背景技术
传统的数字液压缸，主要包括步进电机或伺服电机、液压缸、液压阀、传感器以及反馈机构，将液压阀和反馈机构集合在液压缸内部，一般将活塞杆设计成中空结构，通过丝杠和螺母进行反馈，这种结构制造成本较高，而且活塞杆的强度大大降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，解决背景技术中提到的问题。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，包括液压缸、曲柄连杆机构、液压阀和步进电机，所述液压缸与曲柄连杆机构相连，曲柄连杆机构与液压阀相连，液压阀与步进电机相连。
所述液压缸包括缸体、活塞和伸缩杆，活塞滑动安装于缸体内部，伸缩杆一端固定安装于活塞上，伸缩杆的另一端伸出缸体外，活塞将缸体内部分为有杆腔和无杆腔，其中伸缩杆位于有杆腔内，有杆腔和无杆腔分别与液压阀连通。
所述液压阀开设有有高压进油口和出油口。
进一步地，所述曲柄连杆机构包括曲柄和连杆，连杆的一端与曲柄的一端铰接，连杆的另一端与伸缩杆位于缸体外的一端铰接，曲柄的另一端与液压阀相连。
进一步地，所述液压阀包括阀体和阀芯，阀芯安装于阀体内，阀芯在阀体内滑动，阀体还开设有第一流通口和第二流通口，第一流通口与液压缸的有杆腔连通，第二流通口与液压缸的无杆腔连通。
进一步地，所述阀芯的一端伸出阀体外并安装有步进电机，阀芯与步进电机之间通过联轴器连接，阀芯的另一端开设有外螺纹，阀芯开设有外螺纹的一端安装有螺纹配合连接的反馈螺母，反馈螺母远离阀芯的一端固定安装有转轴，转轴的一端伸出阀体外，转轴位于阀体外的一端与曲柄固定连接。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型通过曲柄滑块机构带动反馈螺母转动来完成数字液压缸的反馈过程，与传统的反馈螺母带动滚珠丝杠转动来实现数字液压缸的反馈相比，制造成本更低，可靠性更高，控制精度更高；
2、本实用新型各部件结构简单，便于制造安装，可广泛应用于液压领域。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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是本实用新型实施例的整体结构示意图；
图2是本实用新型实施例的静止状态时的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的运动状态示意图；
图4是本实用新型实施例的另一种运动状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，如图1所示，包括液压缸1、曲柄连杆机构2、液压阀3和步进电机7，液压缸1与曲柄连杆机构2相连，曲柄连杆机构2与液压阀3相连，液压阀3与步进电机7相连。
如图2所示，液压缸1包括缸体11、活塞12和伸缩杆13，活塞12滑动安装于缸体11内部，伸缩杆13一端固定安装于活塞12上，伸缩杆13的另一端伸出缸体11外，活塞12将缸体11内部分为有杆腔14和无杆腔15，其中伸缩杆13位于有杆腔14内。
曲柄连杆机构2包括曲柄21和连杆22，连杆22的一端与曲柄21的一端铰接，连杆22的另一端与伸缩杆13位于缸体11外的一端铰接，曲柄21的另一端与液压阀3相连。
液压阀3包括阀体31和阀芯32，阀芯32安装于阀体32内，阀芯32在阀体32内可滑动，阀体31内开设有高压进油口33、第一流通口35、第二流通口36和出油口34，其中，高压进油口33与油泵相连，高压油从高压进油口33通入阀体31内，第一流通口35与液压缸1的有杆腔14连通，第二流通口36与液压缸1的无杆腔15连通，出油口34与油箱连通，低压油从出油口34流回油箱。
阀芯32的一端伸出阀体31外与步进电机7相连，阀芯32与步进电机7之间通过联轴器6连接，阀芯32的另一端开设有外螺纹，阀芯32开设有外螺纹的一端安装有螺纹配合连接的反馈螺母4，反馈螺母4远离阀芯32的一端固定安装有转轴5，转轴5的一端伸出阀体31外，转轴5位于阀体31外的一端与曲柄21固定连接。
工作原理：
步进电机7的驱动器接收上位机传递的输出脉冲信号并转动一定的角度，步进电机7的转动通过联轴器6带动阀芯32转动，使得与阀芯32螺纹配合连接的反馈螺母4有转动的趋势，但是由于反馈螺母4与曲柄连杆机构2连接，曲柄连杆机构2与液压缸1的伸缩杆13相连，液压缸1运动所需要的驱动力要比转动阀芯32所需要的驱动力大得多，阀芯32转动无法使得伸缩杆13运动，即反馈螺母4无法转动，因此，当步进电机7带动阀芯32转动时，反馈螺母4不转动，使得阀芯32发生轴向位移。阀芯32的移动使高压进油口33、出油口34打开，阀芯32的移动方向决定第一流通口35和第二流通口36进油或出油。
如图2所示，步进电机7不转动，阀芯32处于阀体31的中间位置，阀芯32堵住高压进油口33和出油口34，第一流通口35和第二流通口36均不流通，液压缸1保持静止；
如图3所示，步进电机7逆时针转动，阀芯32向右移动，第一流通口35与高压进油口33连通，第二流通口36与出油口34连通，高压油从高压进油口33和第一流通口35进入液压缸1的有杆腔14，推动活塞12向下运动，无杆腔15内的低压油从第二流通口36和出油口34流回油箱，活塞12带动伸缩杆13向下运动，伸缩杆13的移动带动连杆22和曲柄21转动，伸缩杆13向下移动带动曲柄21逆时针转动，使得转轴5和反馈螺母4逆时针转动，反馈螺母4的转动方向与阀芯32的转动方向相同，由于阀芯32与反馈螺母4之间螺纹副的作用，反馈螺母4的逆时针转动迫使阀芯32向左移动，这样阀芯32受到向左运动的反馈力；
如图4所示，步进电机7顺时针转动，阀芯32向左移动，第二流通口36与高压进油口33连通，第一流通口35与出油口34连通，高压油从高压进油口33和第二流通口36进入液压缸1的无杆腔15，推动活塞12向上运动，有杆腔14内的低压油从第一流通口35和出油口34流回油箱，活塞12带动伸缩杆13向上运动，伸缩杆13向上移动带动曲柄21顺时针转动，使得转轴5和反馈螺母4顺时针转动，反馈螺母4的转动方向与阀芯32的转动方向相同，由于阀芯32与反馈螺母4之间螺纹副的作用，反馈螺母4的顺时针转动迫使阀芯32向右移动，这样阀芯32受到向右运动的反馈力；
因此通过曲柄连杆机构2和反馈螺母4将伸缩杆13的运动反馈到阀芯32，这样可以控制液压阀3的阀芯32的开度大小，从而控制高压油的流量和流速，从而控制液压缸1的运行速度与位移大小，这样实现对活塞12和伸缩杆13的位移负反馈。
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实用新型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。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
Claims (4)
1.一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，包括液压缸(1)、曲柄连杆机构(2)、液压阀(3)和步进电机(7)，其特征在于，所述液压缸(1)与曲柄连杆机构(2)相连，曲柄连杆机构(2)与液压阀(3)相连，液压阀(3)与步进电机(7)相连；
所述液压缸(1)包括缸体(11)、活塞(12)和伸缩杆(13)，活塞(12)滑动安装于缸体(11)内部，伸缩杆(13)一端固定安装于活塞(12)上，伸缩杆(13)的另一端伸出缸体(11)外，活塞(12)将缸体(11)内部分为有杆腔(14)和无杆腔(15)，其中伸缩杆(13)位于有杆腔(14)内，有杆腔(14)和无杆腔(15)分别与液压阀(3)连通；
所述液压阀(3)开设有有高压进油口(33)和出油口(34)。
2.根据权利要求1所述的一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，其特征在于，所述曲柄连杆机构(2)包括曲柄(21)和连杆(22)，连杆(22)的一端与曲柄(21)的一端铰接，连杆(22)的另一端与伸缩杆(13)位于缸体(11)外的一端铰接，曲柄(21)的另一端与液压阀(3)相连。
3.根据权利要求2所述的一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，其特征在于，所述液压阀(3)包括阀体(31)和阀芯(32)，阀芯(32)安装于阀体(31)内，阀芯(32)在阀体(31)内滑动，阀体(31)还开设有第一流通口(35)和第二流通口(36)，第一流通口(35)与液压缸(1)的有杆腔(14)连通，第二流通口(36)与液压缸(1)的无杆腔(15)连通。
4.根据权利要求3所述的一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构，其特征在于，所述阀芯(32)的一端伸出阀体(31)外并安装有步进电机(7)，阀芯(32)与步进电机(7)之间通过联轴器(6)连接，阀芯(32) 的另一端开设有外螺纹，阀芯(32)开设有外螺纹的一端安装有螺纹配合连接的反馈螺母(4)，反馈螺母(4)远离阀芯(32)的一端固定安装有转轴(5)，转轴(5)的一端伸出阀体(31)外，转轴(5)位于阀体(31)外的一端与曲柄(21)固定连接。
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|---|---|---|---|
| CN202021065270.8U CN213064103U (zh) | 2020-06-10 | 2020-06-10 | 一种可变行程数字液压缸缸体曲柄内反馈式控制机构 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113494502A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-10-12 | 六盘水师范学院 | 一种数字液压缸 |
| CN114382744A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-04-22 | 邵阳先进制造技术研究院有限公司 | 一种纺织分切机应用的数字液压缸 |
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2020
- 2020-06-10 CN CN202021065270.8U patent/CN213064103U/zh active Active
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