TWI686548B - 液壓線性致動器 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種液壓線性致動器，係包括：一外殼組，其一端具有一上缸筒、另一端具有一下缸筒，並具有一梭動閥設置於該上缸筒與該下缸筒間之外殼組內部，該上缸筒內同軸插設一活塞，該下缸筒內同軸插設一活塞桿，該活塞與該活塞桿之間的外殼組內部定義一液壓空間，該活塞與該上缸筒之間定義一氣室，該活塞桿相對於該上缸筒之另一末端設置一上鎖電門，一保持桿同軸插設於該活塞桿內、並以一彈簧套筒與該上鎖電門相連接；其中該活塞桿朝向該上缸筒之一端外緣設有定位鋼珠，該下缸筒朝向該上缸筒之一端內緣設有與該定位鋼珠相配合之環型卡槽。

Description

液壓線性致動器

本發明係與液氣壓致動技術有關，特別係指一種液壓線性致動器。

一般具自鎖功能液壓線性致動器機構係透過不同的機構設計，由外部液壓透過電磁閥控制，進入致動器內，形成位置鎖定。具自鎖功能之線性液壓致動器相較於電機致動器，在同樣的空間限制下，最大的優勢在於可提供較大的出力及鎖定後可承受較大的負荷或衝擊力；目前具自鎖功能之液壓線性致動器，有些使用徑向鎖定機構，來拘束致動器活塞桿的軸向位移，或像千斤頂類似機構，為單向拘束功能。

航空界使用之液壓線性致動器，多為雙向鎖定之致動器，需能耐高振動及疲勞環境，不容許有任何鬆動的機會；一般徑向鎖定機構，容易受外界環境影響，所能承受的負荷或衝擊力較小，耐振度也較差，若能改善此點，將可應用於航空裝備。

為解決先前技術之缺點，本發明係提供一種液壓線性致動器，結合保持桿、鋼珠卡槽方式設計與液氣壓制動 設計，使本發明之液壓線性致動器於伸長狀態時具有很高的剛性、可承受重大負荷。

本發明係為一種液壓線性致動器，該液壓線性致動器係包括：一外殼組，其一端具有一上缸筒、另一端具有一下缸筒，並具有一梭動閥設置於該上缸筒與該下缸筒間之外殼組內部，該上缸筒內同軸插設一活塞，該下缸筒內同軸插設一活塞桿，該活塞與該活塞桿之間的外殼組內部定義一液壓空間，該活塞與該上缸筒之間定義一氣室，該活塞桿相對於該上缸筒之另一末端設置一上鎖電門，一保持桿同軸插設於該活塞桿內、並以一彈簧套筒與該上鎖電門相連接；其中該活塞桿朝向該上缸筒之一端外緣設有定位鋼珠，該下缸筒朝向該上缸筒之一端內緣設有與該定位鋼珠相配合之環型卡槽。

本發明之一實施例中，更包括一油量指示桿，係設置於該外殼組一側，用於顯示該液壓線性致動器內部之液壓油量。

本發明之一實施例中，更包括一氣瓶，該氣瓶係透過一電磁閥與該氣室相連通，該電磁閥係為三口二位閥，該氣瓶內部之氣體係為高壓氮氣。

本發明之一實施例中，該梭動閥更包括一止回閥與一節流閥。

本發明之一實施例中，該保持桿一端具有錐形前 端，另一端具有與該定位鋼珠外型相配合之鋼珠凹槽與斜坡。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11‧‧‧外殼組

111‧‧‧上缸筒

112‧‧‧下缸筒

112A‧‧‧環型卡槽

12‧‧‧梭動閥

121‧‧‧止回閥

122‧‧‧節流閥

13‧‧‧活塞

14‧‧‧活塞桿

141‧‧‧保持桿

141A‧‧‧定位銷

142‧‧‧定位鋼珠

131‧‧‧油量指示桿

15‧‧‧上鎖電門

16‧‧‧彈簧套筒

17‧‧‧氣瓶

171‧‧‧電磁閥

N‧‧‧高壓氣體

O‧‧‧液壓油

21‧‧‧保持桿

21A‧‧‧錐形前端

21B‧‧‧鋼珠凹槽

21C‧‧‧斜坡

圖1係為本發明之液壓線性致動器第一實施例鎖定狀態結構示意圖。

圖2、圖3係為本發明之液壓線性致動器第一實施例伸長狀態結構示意圖。

圖4係為本發明之保持桿外型實施例示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

圖1係為本發明之液壓線性致動器第一實施例鎖定狀態結構示意圖，如圖所示，該第一實施例係包括：一外殼組11，其一端具有一上缸筒111、另一端具有一下缸筒112，並具有一梭動閥12設置於該上缸筒111與該下缸筒112間之外殼組內部，該上缸筒111內同軸插設一活塞13，該下缸筒112內同軸插設一活塞桿14，該活塞13與該活塞桿14之間的外殼 組內部定義一液壓空間、其內部預填充滿液壓油，該活塞13與該上缸筒111之間定義一氣室，一油量指示桿131係設置於該外殼組11一側，用於顯示該液壓線性致動器內部之液壓油量；該活塞桿14相對於該上缸筒111之另一末端設置一上鎖電門15，一保持桿141同軸插設於該活塞桿14內、並以一彈簧套筒16與該上鎖電門15相連接；該活塞桿14朝向該上缸筒111之一端外緣設有複數定位鋼珠142，該下缸筒112朝向該上缸筒111之一端內緣設有與該定位鋼珠142外型相配合之環型卡槽112A；該保持桿141朝向該梭動閥12之一端係設有定位銷141A；一氣瓶17，該氣瓶14係透過一電磁閥171與該活塞13與上缸筒111間之氣室相連通。

請繼續參閱圖1，電磁閥171在未開啟時，氣瓶17不會輸送高壓氣體，該液壓線性致動器之氣室(該活塞13右端與該上缸筒111間的空間)直接與大氣連通，彈簧套筒16外的彈簧，因安裝時有預壓力的關係，將保持桿141回推至與外殼組11組裝底部，定位鋼珠142則受限於保持桿141位置，將活塞桿14卡在環形卡槽112A內，完成該液壓線性致動器之初始鎖定狀態。

請一併參閱圖2、圖3，係為本發明之液壓線性致動器第一實施例伸長狀態結構示意圖，當電磁閥171被開啟後，阻隔了該液壓線性致動器之氣室(該活塞13右端與該上缸筒111間的空間)與大氣連通道，高壓氣體(氮氣)N從氣瓶17流 入致動器氣室，活塞13受高壓氮氣N推擠，液壓油O通過梭動閥12、止回閥121與節流閥122流入下缸筒112，梭動閥12內具有之一心軸受油壓力移動而關閉梭動閥12，迫使液壓油O只剩止回閥121方向可以流通，將保持桿141及活塞桿14向左推，一開始活塞桿14因定位鋼珠142卡在環形卡槽112A內而無法移動，此時定位鋼珠142會受活塞桿14的剪應力作用，當保持桿141移動至定位鋼珠142可以向內縮而離開環形卡槽112A時，解鎖動作發生，活塞桿14開始向左移動至下缸筒112底部(圖左端)，接著止回閥121因液壓油O停止流動而關閉，形成伸長狀態，其間保持桿141會觸及彈簧套筒16，其錐形前端將上鎖電門15往上推，觸發上鎖電門15狀態由開路變為通路，回報該液壓線性致動器已到位。此時液壓線性致動器伸長鎖住，可發揮如同結構件功能，能承受由活塞桿14傳遞過來傳來巨大衝擊力或負荷，壓縮下缸筒112內的液壓油O變成高壓區，但由於止回閥121為單向流通，梭動閥12也早已關閉，故上缸筒111及下缸筒112內的液壓油O無法流通，液壓油的有效液壓容積模數(Effective Bulk Modulus)高，可壓縮性低，具有很高的剛性(Stiffness)，與下缸筒112及活塞桿14形成剛性結構件，故能承受重大負荷。

當液壓線性致動器伸長任務結束後，關閉電磁閥171，電磁閥171恢復未開啟狀態，液壓線性致動器氣室的高壓氮氣N由電磁閥171一側流出大氣，上缸筒112內的液壓油O 已無壓力，梭動閥12內部彈簧力自動將心軸推回原位後，上缸筒111與下缸筒112恢復導通狀態，此時推動活塞桿14，下缸筒112內的液壓油O通過梭動閥12回到上缸筒111內，當活塞桿14內的定位鋼珠142隨著移動至環形卡槽112A處，保持桿141受彈簧套筒之16彈簧力將定位鋼珠142推回原位，定位鋼珠142將活塞桿14重新鎖住，完成整個回推鎖定狀態，該液壓線性致動器回復如圖1之狀態。

本發明之一實施例中，更包括一定位銷141A，該定位銷141A係設置於該保持桿141，該定位銷係用於拘束該保持桿141不會旋轉、只會在該活塞桿14內軸向移動。

本發明之一實施例中，該節流閥係為一可調整之節流螺栓，可控制活塞桿之移動速度，避免機件因速度太快碰撞而損壞，延長使用壽命。

本發明之一實施例中，該油量指示桿係設置於該外殼組一側，當該液壓線性致動器處於上鎖狀態，液壓油經過梭動閥流入上缸筒、將該活塞往上缸筒方向(如圖1、2右端方向)推擠，該活塞進一步推壓該油量指示桿，使用者只要觀察油量指示桿伸出的長度，就能得知該液壓線性致動器內的液壓油量是否足夠。

圖4係為本發明之保持桿外型實施例示意圖，該保持桿21一端具有錐形前端21A，另一端具有鋼珠凹槽21B與斜坡21C。在鎖定狀態時，前述之定位鋼珠會被限制在鋼珠凹 槽21B內無法移動，當解鎖動作發生時，從梭動閥而來的油壓作用於保持桿21上，當油壓力大於彈簧套統之彈簧預壓力時，保持桿21開始向左移動，定位鋼珠開始隨著斜坡21C滑下，一旦定位鋼珠離開環形卡槽時，原本被拘束住的活塞桿也受油壓力開始向左(保持桿錐形前端之方向)移動，直到活塞桿碰到下缸筒底部(該液壓線性致動器之最大伸長狀態)才會停止移動。

藉此，本發明係提供一種液壓線性致動器，結合保持桿、鋼珠卡槽方式設計與液氣壓制動設計，使本發明之液壓線性致動器具有雙向自鎖之特性，並於伸長狀態時具有很高的剛性、可承受重大負荷。保持桿與鋼珠卡槽結構均位於液壓線性致動器內部，不易受外界因素影響、可靠性高。本發明之液壓線性致動器具有油量指示桿，便於使用者觀察內部液壓油量，增加檢修維護便利性。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧外殼組

111‧‧‧上缸筒

112‧‧‧下缸筒

112A‧‧‧環型卡槽

12‧‧‧梭動閥

13‧‧‧活塞

14‧‧‧活塞桿

141‧‧‧保持桿

141A‧‧‧定位銷

142‧‧‧定位鋼珠

131‧‧‧油量指示桿

15‧‧‧上鎖電門

16‧‧‧彈簧套筒

17‧‧‧氣瓶

171‧‧‧電磁閥

Claims (8)

1. 一種液壓線性致動器，該液壓線性致動器係包括：一外殼組，其一端具有一上缸筒、另一端具有一下缸筒，並具有一梭動閥設置於該上缸筒與該下缸筒間之外殼組內部，該上缸筒內同軸插設一活塞，該下缸筒內同軸插設一活塞桿，該活塞與該活塞桿之間的外殼組內部定義一液壓空間，該活塞與該上缸筒之間定義一氣室，該活塞桿相對於該上缸筒之另一末端設置一上鎖電門，一保持桿同軸插設於該活塞桿內、並以一彈簧套筒與該上鎖電門相連接；其中該活塞桿朝向該上缸筒之一端外緣設有定位鋼珠，該下缸筒朝向該上缸筒之一端內緣設有與該定位鋼珠相配合之環型卡槽。
2. 如請求項1所述之液壓線性致動器，其中更包括一油量指示桿，係設置於該外殼組一側，用於顯示該液壓線性致動器內部之液壓油量。
3. 如請求項1所述之液壓線性致動器，其中更包括一氣瓶，該氣瓶係透過一電磁閥與該氣室相連通。
4. 如請求項3所述之液壓線性致動器，其中該電磁閥係為三口二位閥。
5. 如請求項3所述之液壓線性致動器，其中該氣瓶內部之氣體係為高壓氮氣。
6. 如請求項1所述之液壓線性致動器，其中該梭動閥更包括一止回閥與一節流閥。
7. 如請求項6所述之液壓線性致動器，其中該節流閥係為一節流螺栓。
8. 如請求項1所述之液壓線性致動器，其中該保持桿一端具有錐形前端，另一端具有與該定位鋼珠外型相配合之鋼珠凹槽與斜坡。

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