CN220118427U - 具有位移检测功能的伸缩油缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有位移检测功能的伸缩油缸，包括：缸体，缸体具有油腔和安装腔；活塞杆，活塞杆的一端设于油腔内，且活塞杆位于油腔内的端部套设有活塞；位移检测单元，位移检测单元径向安装在缸体上且位移检测单元的一端伸入安装腔内，位移检测单元利用中高频信号检测活塞杆的位移；保护罩，保护罩的至少部分位于安装腔内，保护罩能够将位移检测单元与油液隔绝。本实用新型的位移监测单元径向安装在缸体上，且采用中高频信号检测活塞杆的位移，不仅可以缩短油缸的轴向长度，而且位移检测单元与活塞杆之间不用直接接触，能够降低装配难度。

Description

具有位移检测功能的伸缩油缸

技术领域

本实用新型涉及油缸技术领域，具体涉及一种具有位移检测功能的伸缩油缸。

背景技术

油缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。油缸被普遍应用于工程机械、工程车辆等设备中。普通的油缸无法检测活塞杆伸出的长度，导致无法确认活塞杆的移动行程是否达到要求，会影响油缸的执行精度。因此，带位移检测的油缸应运而生。

但是，现有的带位移检测的油缸大多采用磁致伸缩位移传感器来检测活塞杆的位移，磁致伸缩位移传感器轴向安装在缸体内，并且，传感器的伸缩杆需要与活塞杆连接才能监测活塞杆的位移变化。这种方式，不仅装配、维护比较复杂，而且，还会增加油缸的轴向长度，无疑也会增加油缸的自重。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提供一种具有位移检测功能的伸缩油缸，位移监测单元径向安装在缸体上，且采用中高频技术检测活塞杆的位移，不仅可以缩短油缸的轴向长度，而且位移检测单元与活塞杆之间不用直接接触，能够降低装配难度，方便维护和更换。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有位移检测功能的伸缩油缸，包括：缸体，所述缸体具有油腔和安装腔；活塞杆，所述活塞杆的一端设于所述油腔内，且所述活塞杆位于所述油腔内的端部套设有活塞；位移检测单元，所述位移检测单元径向安装在所述缸体上且所述位移检测单元的一端伸入所述安装腔内，所述位移检测单元利用中高频信号检测所述活塞杆的位移；保护罩，所述保护罩的至少部分位于所述安装腔内，所述保护罩能够将所述位移检测单元与油液隔绝。

由此，位移监测单元径向安装在缸体上，且利用中高频信号检测活塞杆的位移，不仅可以缩短油缸的轴向长度，还能够降低装配难度。

进一步的，所述保护罩位于所述安装腔与所述油腔的连接处，以使所述安装腔成为一封闭腔室，所述位移检测单元的一端位于所述封闭腔室内。

进一步的，所述保护罩包裹在所述位移检测单元上。

进一步的，所述保护罩采用中高频信号易于穿透的材料制成。

进一步的，所述位移检测单元的中高频信号的发射方向与所述活塞杆的轴线平行。

进一步的，所述安装腔的内壁上设有第一台阶面，所述安装腔位于所述第一台阶面左侧的内径为D1，所述安装腔位于所述第一台阶面右侧的内径为D2，D1＞D2。

进一步的，所述安装腔内还设有第一弹性挡圈，所述第一弹性挡圈的边缘处嵌设在所述安装腔的内壁上。

进一步的，所述保护罩位于所述第一台阶面与所述第一弹性挡圈之间。

进一步的，所述保护罩与所述安装腔的内壁之间设有第一密封件。

进一步的，所述缸体上径向开设有一通孔，所述通孔具有第二台阶面。

进一步的，所述位移检测单元安装在所述通孔内，所述第二台阶面能够对所述位移检测单元进行限位。

进一步的，所述保护罩安装在所述通孔内，所述保护罩具有一容纳空间，所述位移检测单元安装在所述容纳空间内。

进一步的，所述保护罩设有一限位边，所述限位边与所述第二台阶面相抵接。

进一步的，所述通孔内设有第二弹性挡圈，所述第二弹性挡圈的边缘处嵌设在所述通孔的内壁上，所述限位边位于所述第二弹性挡圈与所述第二台阶面之间。

进一步的，所述缸体上开设有第一油口，所述通孔与所述第一油口位于同一径向直线上。

进一步的，所述第一油口与所述油腔相连通。

进一步的，所述第一油口与所述安装腔相连通。

进一步的，所述缸体远离所述位移检测单元的一端与所述活塞杆之间设有导向套，所述导向套与所述缸体连接，所述导向套与所述活塞杆之间设有密封组件。

进一步的，所述活塞的外周壁与所述缸体内壁之间设有第二密封件。

进一步的，所述缸体上还开设有第二油口，所述第二油口与所述油腔相连通。

进一步的，所述中高频信号的频率范围是0.5MHz～5MHz。

进一步的，所述中高频信号易于穿透的材料为聚丙乙烯、聚苯硫醚、液晶高分子聚合物或聚醚醚酮。

本实用新型的有益效果是，

本实用新型的位移检测单元径向安装在缸体上，位移检测单元的信号收发端伸入安装腔内，使得中高频信号能够被活塞杆的端面反射，实现对活塞杆的位移监测；保护罩能够保护位移检测单元，提高位移检测单元的使用寿命。由此，一方面，可以缩短伸缩油缸的轴向长度，有利于减小伸缩油缸的尺寸和重量，更加适配多样化的安装空间；另一方面，采用非接触时的检测方式，位移检测单元不需要与活塞杆之间进行连接，装配方式更加简便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型实施例1的伸缩油缸的剖视图。

图2是本实用新型实施例1的保护罩的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的台阶面的示意图。

图4是本实用新型实施例1的密封组件的示意图。

图5是本实用新型实施例2的伸缩油缸的剖视图。

图6是本实用新型实施例2的保护罩的结构示意图。

图中：1、缸体；2、活塞杆；3、活塞；4、位移检测单元；5、保护罩；6、第一弹性挡圈；7、第一密封件；8、第二弹性挡圈；9、密封组件；10、第二密封件；11、滑动轴套；12、导向环；13、密封圈；14、导向套；101、油腔；102、安装腔；1021、第一台阶面；103、通孔；1031、第二台阶面；104、第一油口；105、第二油口；501、容纳空间；502、限位边；91、防尘圈挡圈；92、防尘圈；93、开口挡圈；94、杆用密封圈；95、缓冲圈。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1至图4所示，本实施例的具有位移检测功能的伸缩油缸，包括：缸体1、活塞杆2、位移检测单元4以及保护罩5，缸体1具有油腔101和安装腔102(在未安装保护罩5时，油腔101与安装腔102相连通)，活塞杆2的一端设于油腔101内，且活塞杆2位于油腔101内的端部套设有活塞3，位移检测单元4径向安装在缸体1上且位移检测单元4的一端伸入安装腔102内，位移检测单元4利用中高频信号检测活塞杆2的位移，保护罩5位于安装腔102内，保护罩5能够将位移检测单元4与油液隔绝。

需要说明的是，本实施例位移检测单元4能够发送中高频信号，中高频信号被活塞杆2的端面反射后又被位移检测单元4接收，位移检测单元4能够通过计算发送、接收中高频信号的时间差得到活塞杆2相对于位移检测单元4的距离。

本实施例的位移检测单元4径向安装在缸体1上，并且，位移检测单元4的信号收发端伸入安装腔102内，使得中高频信号能够被活塞杆2的端面反射。为了保护位移检测单元4，提高位移检测单元4的使用寿命，本实施例在安装腔102内设置了保护罩5，以将油腔101的油液与位移检测单元4隔绝(本实施例的位移检测单元4自身并没有设置防护外壳)。由此，一方面，可以缩短伸缩油缸的轴向长度，有利于减小伸缩油缸的尺寸和重量，更加适配多样化的安装空间；另一方面，采用非接触时的检测方式，位移检测单元4不需要与活塞杆2之间进行连接，装配方式更加简便。

需要说明的是，保护罩5采用中高频信号易于穿透的材料制成，例如是聚丙乙烯(PPE，热塑性特种工程塑料)、聚苯硫醚(PPS，热塑性特种工程塑料)、液晶高分子聚合物(LCP)或聚醚醚酮(PEEK，热塑性材料)。中高频信号的频率范围是0.5MHz～5MHz。位移检测单元4的中高频信号的发射方向与活塞杆2的轴线平行，这样，便于中高频信号能够被活塞杆2的端面反射并且反射后的信号仍然能够被位移检测单元4接收到。

例如，本实施例的保护罩5位于安装腔102与油腔101的连接处，以使安装腔102成为一封闭腔室，位移检测单元4的一端位于封闭腔室内。此时，保护罩5完全位于安装腔102内部。安装腔102的内壁上设有第一台阶面1021，安装腔102位于第一台阶面1021左侧的内径为D1，安装腔102位于第一台阶面1021右侧的内径为D2，D1＞D2。安装腔102内还设有第一弹性挡圈6(第一弹性挡圈6为环形)，第一弹性挡圈6的边缘处嵌设在安装腔102的内壁上。保护罩5位于第一台阶面1021与第一弹性挡圈6之间。也就是说，第一台阶面1021与第一弹性挡圈6能够对保护罩5的左右两侧进行限位，有利于提高保护罩5的稳定性。并且，保护罩5与安装腔102的内壁之间设有第一密封件7，第一密封件7能够进一步防止油液进入安装腔102内部。第一密封件7包括开口挡圈和杆用密封圈，保护罩5的外周壁上开设有用于安装第一密封件7的凹槽。

例如，缸体1上径向开设有一通孔103，通孔103具有第二台阶面1031。在本实施例中，位移检测单元4安装在通孔103内，第二台阶面1031能够对位移检测单元4进行限位。缸体1上开设有第一油口104，通孔103与第一油口104位于同一径向直线上。即，第一油口104与位移检测单元4的位置相对。这样，相比第一油口104与位移检测单元4并排设置的方式，本实施例的设置方式能够进一步伸缩油缸的轴向长度。

在本实施例中，第一油口104通过油道与油腔101相连通。第一油口104与安装腔102不连通。缸体1上还开设有第二油口105，第二油口105与油腔101相连通。缸体1远离位移检测单元4的一端与活塞杆2之间设有导向套14，导向套14与缸体1连接，导向套14与活塞杆2之间设有密封组件9。活塞3的外周壁与缸体1内壁之间设有第二密封件10。也就是说，活塞3将油腔101分成有杆腔和无杆腔，当液压油从第一油口104进入无杆腔内时，在液压油的作用下，活塞杆2能够向左移动伸出，当活塞3的左端面与导向套14接触后，活塞杆2停止伸出。当液压油从第二油口105进入有杆腔时，在液压油的作用下，活塞杆2向右移动缩回。

例如，密封组件9包括从左至右依次设置的防尘圈挡圈91、防尘圈92、开口挡圈93、杆用密封圈94和缓冲圈95。导向套14与活塞杆2之间还设有滑动轴套11，滑动轴套11位于缓冲圈95的右侧。例如，第二密封件10为孔用密封圈，并且，孔用密封圈的左右两侧均设有导向环12。

实施例2

如图5至图6所示，本实施例与实施例1的主要区别在于，保护罩5的结构以及保护罩5的装配方式。在本实施例中，保护罩5的一部分位于安装腔102内，并且，保护罩5包裹在位移检测单元4上。保护罩5安装在通孔103内，保护罩5具有一容纳空间501，位移检测单元4安装在容纳空间501内。保护罩5设有一限位边502，限位边502与第二台阶面1031相抵接。通孔103内设有第二弹性挡圈8(第二弹性挡圈8为环形)，第二弹性挡圈8的边缘处嵌设在通孔103的内壁上，限位边502位于第二弹性挡圈8与第二台阶面1031之间。保护罩5与通孔103内壁之间还设有提高密封性的密封圈13。密封圈13可以防止油腔101内的油液外泄，同时也能够防止外部杂质进入油缸内部。在本实施例中，第一油口104与安装腔102相连通。即，液压油进入第一油口104后，经过安装腔102后再进入油腔101内。

与实施例1相比，实施例2对缸体1的加工要求更为简单，保护罩5安装更加方便。

综上所述，本实用新型的具有位移检测功能的伸缩油缸，位移检测单元4径向安装在缸体1上，使得位移检测单元4安装、更换更加方便；并且，位移检测单元4采用中高频技术探测活塞杆2的位移，不需要将位移检测单元4与活塞杆2进行连接，可以简化伸缩油缸的装配过程。位移检测单元4的信号收发端伸入安装腔102内，安装腔102的空间较大，对位移检测单元4的信号收发的遮挡少，能够减少信号的衰减，提高检测精度。并且，本实用新型的位移检测单元4的安装方式，还有利于缩短伸缩油缸的轴向长度，使得伸缩油缸整体更为紧凑，在一定程度上能够降低生产成本。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要如权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (22)

1.一种具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，包括：

缸体(1)，所述缸体(1)具有油腔(101)和安装腔(102)；

活塞杆(2)，所述活塞杆(2)的一端设于所述油腔(101)内，且所述活塞杆(2)位于所述油腔(101)内的端部套设有活塞(3)；

位移检测单元(4)，所述位移检测单元(4)径向安装在所述缸体(1)上且所述位移检测单元(4)的一端伸入所述安装腔(102)内，所述位移检测单元(4)利用中高频信号检测所述活塞杆(2)的位移；

保护罩(5)，所述保护罩(5)的至少部分位于所述安装腔(102)内，所述保护罩(5)能够将所述位移检测单元(4)与油液隔绝。

2.如权利要求1所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)位于所述安装腔(102)与所述油腔(101)的连接处，以使所述安装腔(102)成为一封闭腔室，所述位移检测单元(4)的一端位于所述封闭腔室内。

3.如权利要求1所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)包裹在所述位移检测单元(4)上。

4.如权利要求2或3所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)采用中高频信号易于穿透的材料制成。

5.如权利要求1所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述位移检测单元(4)的中高频信号的发射方向与所述活塞杆(2)的轴线平行。

6.如权利要求2所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述安装腔(102)的内壁上设有第一台阶面(1021)，所述安装腔(102)位于所述第一台阶面(1021)左侧的内径为D1，所述安装腔(102)位于所述第一台阶面(1021)右侧的内径为D2，D1＞D2。

7.如权利要求6所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述安装腔(102)内还设有第一弹性挡圈(6)，所述第一弹性挡圈(6)的边缘处嵌设在所述安装腔(102)的内壁上。

8.如权利要求7所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)位于所述第一台阶面(1021)与所述第一弹性挡圈(6)之间。

9.如权利要求2所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)与所述安装腔(102)的内壁之间设有第一密封件(7)。

10.如权利要求2或3所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述缸体(1)上径向开设有一通孔(103)，所述通孔(103)具有第二台阶面(1031)。

11.如权利要求10所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述位移检测单元(4)安装在所述通孔(103)内，所述第二台阶面(1031)能够对所述位移检测单元(4)进行限位。

12.如权利要求10所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)安装在所述通孔(103)内，所述保护罩(5)具有一容纳空间(501)，所述位移检测单元(4)安装在所述容纳空间(501)内。

13.如权利要求12所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述保护罩(5)设有一限位边(502)，所述限位边(502)与所述第二台阶面(1031)相抵接。

14.如权利要求13所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述通孔(103)内设有第二弹性挡圈(8)，所述第二弹性挡圈(8)的边缘处嵌设在所述通孔(103)的内壁上，所述限位边(502)位于所述第二弹性挡圈(8)与所述第二台阶面(1031)之间。

15.如权利要求10所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述缸体(1)上开设有第一油口(104)，所述通孔(103)与所述第一油口(104)位于同一径向直线上。

16.如权利要求15所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述第一油口(104)与所述油腔(101)相连通。

17.如权利要求15所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述第一油口(104)与所述安装腔(102)相连通。

18.如权利要求1所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述缸体(1)远离所述位移检测单元(4)的一端与所述活塞杆(2)之间设有导向套(14)，所述导向套(14)与所述缸体(1)连接，所述导向套(14)与所述活塞杆(2)之间设有密封组件(9)。

19.如权利要求1所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述活塞(3)的外周壁与所述缸体(1)内壁之间设有第二密封件(10)。

20.如权利要求15所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述缸体(1)上还开设有第二油口(105)，所述第二油口(105)与所述油腔(101)相连通。

21.如权利要求4所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述中高频信号的频率范围是0.5MHz～5MHz。

22.如权利要求4所述的具有位移检测功能的伸缩油缸，其特征在于，所述中高频信号易于穿透的材料为聚丙乙烯、聚苯硫醚、液晶高分子聚合物或聚醚醚酮。