自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸的製作方法

2023-05-19 15:01:36 1

專利名稱：自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓傳動技術，尤其涉及一種採用編碼器與伺服旋閥控制油缸伸 縮的自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸。
背景技術：
目前傳統的伺服液壓系統，有伺服換向閥，油缸的伸出或回縮一般通過液壓伺服 換向閥改變壓力油的供油方向來實現，油缸活塞杆的位置是由外置的或內置的電子直線位 移傳感器或者拉線式編碼器檢測，再將檢測到的數據轉換成電子信號，傳遞到專門的電器 控制系統中，再由電器控制系統控制外置的伺服閥進行相應的調整，以外部電子反饋及外 部控制的形式，控制油缸的伸出或縮回量。油缸活塞杆的伸出或縮回與外部伺服閥之間，只 存在間接的控制關係，同時，這樣的系統需要貴重的伺服閥，伺服閥前級先導閥本身要求的 液壓油清潔度要求高，而且維護難度大，調校過程複雜，技術要求程度高。再由於液壓換向 閥只具有開關動作，所以不能在油缸伸出和縮回的過程中，控制油缸的運行速度。如果使用 調速迴路，一般的系統中的調整過程要靠人來完成，並且不能實現各種特定波形的運動關 系。同時這樣的系統外置元件多、體積大。

發明內容
為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供一種油缸活塞杆的位置與內置的伺服 閥之間，形成了直接的機械控制關係，不再需要通過中間的電子控制系統，進行間接的反饋 與控制；而且結構緊湊、運行準確的自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸。本發明解決其技術問題所採用的技術方法是一種自帶伺服旋閥數字量伸縮油 缸，包括缸體，在所述缸體的另一端的內腔中套裝有活塞與活塞杆；在活塞與活塞杆的中心 設有套筒，在套筒中裝有中間旋轉機構，該中間旋轉機構套裝在缸體一端內腔中的直線導 軌上；所述中間旋轉機構中設有螺孔滑塊；在螺孔滑塊上套裝有螺紋傳動杆，所述螺紋傳 動杆一端為螺紋端，另一端為軸端，其中螺紋端的末端套裝在與上述直線導軌相連的軸座 中，其中的軸端上套裝有旋閥內芯；所述旋閥內芯與套裝在上述缸體一端內腔中的旋閥外 芯內腔中，所述旋閥內芯通過自身的導管與螺紋傳動杆的軸端套在缸體上端蓋的軸孔中， 在旋閥內芯自身導管的外端上裝有同步傳動輪，在螺紋傳動杆軸端的外端裝有編碼器。在所述缸體的一端設有進油口和回油口，在缸體的另一端設有進油口，該進油口 通過管路與上述一端的進油口相通。在所述旋閥外芯上設有與進油口和出油口相通油孔。本發明的有益效果是通過自帶的伺服旋閥，省去了目前常用的液壓系統中的換 向閥以及相關閥塊；省去了伺服液壓系統中外置的伺服閥以及相關閥塊和複雜的位置反饋 電器控制系統，無論是用在常用的液壓系統中，或是伺服液壓系統中，都能通過本專利油缸 的活塞杆位置輸出軸上的編碼器，以及通過外部的顯示器，能簡單直接的顯示出活塞杆的 伸出或縮回的位置；或者利用此編碼器的數據，再通過外部反饋控制活塞杆的伸出或縮回，允許活塞杆在伸出或縮回的過程中，通過增加的中間旋轉機構，進行自由的旋轉，在活塞杆 發生旋轉的時候，活塞杆的軸向位置控制不會受到任何幹擾。本發明具有結構合理、精確度 高和運行可靠的優點。


圖1是本發明結構示意圖。圖中圖中1-缸體、2-進油口、3-回油口、4-管路、5-活塞、6-活塞杆、7-套筒、 8_中間旋轉機構、9-直線導軌、10-螺孔滑塊、11-螺紋傳動杆、12-軸座、13-旋閥內芯、 14-旋閥外芯、15-導管、16-端蓋、17-同步傳動輪、18-編碼器。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明
參見圖1，一種自帶伺服旋閥數字量伸縮油紅，有缸體1，在缸體1的一端設有進油口 2 和回油口 3，在缸體的另一端設有進油口 2，該進油口 2通過管路4與上述一端的進油口 2 相通；所述缸體1的另一端的內腔中套裝有活塞5與活塞杆6，在活塞5與活塞杆6的中心 設有套筒7，在套筒7中裝有中間旋轉機構8，該中間旋轉機構8套裝在上述缸體1 一端內 腔中的直線導軌9上。所述中間旋轉機構8中設有螺孔滑塊10，在該螺孔滑塊10上套裝有 螺紋傳動杆11，所述螺紋傳動杆11 一端為螺紋端，另一端為軸端，其中螺紋端的末端套裝 在與上述直線導軌9相連的軸座12中，其中的軸端上套裝有旋閥內芯13，所述旋閥內芯13 與套裝在上述缸體一端內腔中的旋閥外芯14內腔中；所述旋閥內芯13通過自身的導管15 與螺紋傳動杆11的軸端套在缸體1上端蓋16的軸孔中，在旋閥內芯13自身導管15的外 端上裝有同步傳動輪17 ；在螺紋傳動杆11軸端的外端裝有編碼器18，所述旋閥外芯14上 設有與進油口、出油口相通油孔。在實際應用中，本發明有油缸靜止、活塞杆伸出、活塞杆縮 回、活塞杆旋轉、活塞杆位置測量、數字量伸縮、同步功能七種工作狀態
1、油缸靜止當液壓油通過進油口 2進入有杆腔和旋閥外芯14，由於旋閥外芯14與旋 閥內芯13處於相對關閉狀態，所以無杆腔的液壓油保持不變，液壓油不能進入無杆腔，只 能進入有杆腔，又由於無杆腔的液壓油保持不變，所以活塞5及活塞杆6保持不動。2、活塞杆伸出當液壓油通過進油口 2進入有杆腔和旋閥外芯14，同步傳動輪17 在外部驅動機構帶動下產生旋轉，同步傳動輪17又帶動旋閥內芯13產生旋轉，從而使得旋 閥內芯13與旋閥外芯14產生相對開口，液壓油通過高低壓油轉換腔進入無杆腔，由於無杆 腔面積大於有杆腔的面積，所以活塞5與活塞杆6伸出。當活塞5與活塞杆6向前伸出時， 活塞5與活塞杆6通過中間旋轉機構8中的螺孔滑塊10與螺紋傳動杆11的聯動，帶動旋 閥外芯14旋轉，當旋閥外芯14轉動與旋閥內芯13相同的角度時，旋閥外芯14轉動與旋閥 內芯13又處於相對關閉的位置，從而又把進油口 2關閉，同時讓無杆腔的液壓油保持不變， 這樣就使得活塞5及活塞杆6伸出停止，油缸1進入了靜止狀態。3、活塞杆縮回當液壓油通過進油口 2進入有杆腔和旋閥外芯14，同步傳動輪17 在外部驅動機構帶動下產生反向旋轉，同步傳動輪17又帶動旋閥內芯13產生反向旋轉，從 而使得旋閥內芯13與旋閥外芯14產生相對開口，無杆腔的液壓油通過高低壓油轉換腔進 入回油腔，又從回油腔進入回油口 3，同時液壓油進入有杆腔，在液壓油的作用下，活塞5與 活塞杆6向回縮。當活塞5與活塞杆6縮回時，活塞5與活塞杆6通過中間旋轉機構8的螺孔滑塊10與螺紋傳動杆11的聯動，帶動旋閥外芯14反向旋轉，當旋閥外芯14轉動與旋 閥內芯13相同的角度時，旋閥外芯14轉動與旋閥內芯13又處於相對關閉的位置，從而又 把回油腔的液壓油與高低壓油轉換腔切斷，同時讓無杆腔的液壓油保持不變，這樣就使得 活塞5及活塞杆6伸出停止，油缸1進入靜止狀態。4.活塞杆旋轉當活塞5及活塞杆6因為使用需要或是外部幹擾發生旋轉，同時 沒有軸向移動時，在中間旋轉機構8的作用下，從而使得直線導軌9機構保持相對靜止狀 態，所有相關零部件不會發生軸向位置變化。5、活塞杆位置測量當活塞5及活塞杆6伸出或回縮時，活塞5及活塞杆6的位置 變化通過中間旋轉機構8傳遞給直線導軌9，直線導軌9在螺孔滑塊10與螺紋傳動杆11的 聯動下，將活塞5及活塞杆6伸出或回縮量轉換成相應的角位移，通過編碼器18記錄下來， 其記錄下來的數據，供外部設備用於顯示或反饋控制使用。6、數字量伸縮當外部設備(例如步進電機或伺服電機)通過同步皮帶17，以數字 量的形式驅動同步傳動輪17時，同步傳動輪17的旋轉角位移也數字量。同步傳動輪17將 這個數字的旋轉角度傳遞給旋閥外芯14，從而旋閥外芯14也以相同的數字量的角度進行 正向或反向旋轉。根據上面所述的油缸伸出與縮回的原理，由於活塞5及活塞杆6的位置 變化通過中間旋轉機構8傳遞給直線導軌9，直線導軌9上螺孔滑塊10與螺紋傳動杆11的 聯動，將活塞5及活塞杆6伸出或回縮量轉換成旋閥內芯13的角位移，而當旋閥內芯13的 角位移與旋閥外芯14的角位移一致時，活塞5及活塞杆6將停止伸出與縮回，這樣，活塞5 及活塞杆6的軸向位移與同步傳動輪17的角位移成比例對應關係，從而實現了活塞5及活 塞杆6數字量的伸出與縮回。7、同步功能當多臺外部設備(例如步進電機或伺服電機)通過同步皮帶，以相同 的數字量的形式驅動多條油缸的同步傳動輪17時；或者，一臺外部設備通過一根通軸安裝 多個相同的同步傳動輪17，再通過同步皮帶17，以相同的模擬量的形式驅動多條油缸的同 步傳動輪17時，這兩種驅動方式，都能使得多條油缸的同步傳動輪17獲得相同的旋轉角位 移，根據以上所述，活塞5及活塞杆6的軸向位移與同步傳動輪17的角位移成比例對應關 系，這樣在多條油缸間就實現了同步功能。
權利要求
一種自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸，包括缸體，其特徵是在所述缸體的另一端的內腔中套裝有活塞與活塞杆；在活塞與活塞杆的中心設有套筒，在套筒中裝有中間旋轉機構，該中間旋轉機構套裝在缸體一端內腔中的直線導軌上；所述中間旋轉機構中設有螺孔滑塊；在螺孔滑塊上套裝有螺紋傳動杆，所述螺紋傳動杆一端為螺紋端，另一端為軸端，其中螺紋端的末端套裝在與上述直線導軌相連的軸座中，其中的軸端上套裝有旋閥內芯；所述旋閥內芯與套裝在上述缸體一端內腔中的旋閥外芯內腔中，所述旋閥內芯通過自身的導管與螺紋傳動杆的軸端套在缸體上端蓋的軸孔中，在旋閥內芯自身導管的外端上裝有同步傳動輪，在螺紋傳動杆軸端的外端裝有編碼器。
2.如權利要求1所述的自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸，其特徵是在所述缸體的一端 設有進油口和回油口，在缸體的另一端設有進油口，該進油口通過管路與上述一端的進油 口相通。
3.如權利要求1所述的自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸，其特徵是在所述旋閥外芯上 設有與進油口和出油口相通油孔。
全文摘要
本發明涉及一種自帶伺服旋閥數字量伸縮油缸，在活塞與活塞杆的中心設有套筒，在套筒中裝有中間旋轉機構，該中間旋轉機構套裝在缸體一端內腔中的直線導軌上；所述中間旋轉機構中設有螺孔滑塊；在螺孔滑塊上套裝有螺紋傳動杆，所述螺紋傳動杆一端為螺紋端，另一端為軸端，其中螺紋端的末端套裝在與上述直線導軌相連的軸座中，其中的軸端上套裝有旋閥內芯；所述旋閥內芯與套裝在上述缸體一端內腔中的旋閥外芯內腔中，所述旋閥內芯通過自身的導管與螺紋傳動杆的軸端套在缸體上端蓋的軸孔中，在旋閥內芯自身導管的外端上裝有同步傳動輪，在螺紋傳動杆軸端的外端裝有編碼器。具有結構合理、精確度高和運行可靠的優點。
文檔編號F15B15/16GK101922484SQ20101025953
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月23日 優先權日2010年8月23日
發明者梁曲考, 陳偉光 申請人:韶關市偉光液壓油缸有限公司