專利名稱:一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，雙向定量泵的兩個泵油口分別通過管路連通單出桿雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個泵油口之間并聯(lián)另一管路，該管路上串聯(lián)兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個泵油口連通，兩個單向閥的進口相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上并聯(lián)的管路連通雙向定量泵的溢流口，所述兩個單向閥、雙向定量泵、單出桿雙作用等速液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路。本實用新型中，單向閥、雙向定量泵、液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路，由此避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要配置油源泵站導致的體積龐大，不便于使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發(fā)熱低、油液的使用壽命長，系統(tǒng)能耗低。
【專利說明】
一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸
技術(shù)領域
[0001] 本實用新型屬于直驅(qū)式單出桿液壓缸結(jié)構(gòu)改進技術(shù)領域，尤其是一種自循環(huán)單出 桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸。
【背景技術(shù)】
[0002] 在飛行模擬器液壓系統(tǒng)、六自由度運動平臺液壓系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)空間有限制的應用場 合，需要使用單出桿雙作用液壓缸，常規(guī)的單出桿雙作用液壓缸為非對稱結(jié)構(gòu)，一側(cè)為無桿 腔，另一側(cè)為有桿腔，這種兩腔面積的非對稱性，會造成液壓缸正反向運動特性的非對稱， 即非等速特性，易產(chǎn)生超壓及氣蝕現(xiàn)象，系統(tǒng)控制難度大。人們經(jīng)過改進，研制出單出桿雙 作用等速液壓缸(也被稱為單出桿雙作用對稱液壓缸），其是一種特殊結(jié)構(gòu)的液壓缸，既有 單出桿缸結(jié)構(gòu)尺寸小的優(yōu)點，也有等速液壓缸正反向運動特性對稱的優(yōu)點?，F(xiàn)有的使用單 出桿雙作用等速液壓缸的應用環(huán)境中需要使用伺服閥控系統(tǒng)，其存在以下缺陷：⑴對油液 污染敏感，伺服閥對油液清潔度要求高，要配備過濾精度高的過濾器;⑵系統(tǒng)存在大量的溢 流、節(jié)流損失，系統(tǒng)效率低，油液溫升高，需配備冷卻裝置;⑶需要配備一套恒壓油源栗站系 統(tǒng)，結(jié)構(gòu)復雜。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供結(jié)構(gòu)簡單、體積小、油液清潔度 要求低、無溢流節(jié)流損失且使用壽命長的一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸。
[0004] 本實用新型采取的技術(shù)方案是：
[0005] -種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，包括單出桿雙作用等速液壓缸、 雙向定量栗和電機，電機驅(qū)動雙向定量栗，其特征在于:所述雙向定量栗的兩個栗油口分別 通過管路連通所述單出桿雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個栗油口之間并聯(lián)另一管 路，該管路上串聯(lián)兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個栗油口連通，兩個單向閥的進 口相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上并聯(lián)的管路連通所述雙向定量栗的溢流口， 所述兩個單向閥、雙向定量栗、單出桿雙作用等速液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路。
[0006] 而且，兩個栗油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別并聯(lián)連通一個多功能油 □ 〇
[0007] 而且，每個單向閥并聯(lián)一個溢流閥，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的 出口與單向閥的進口連通。
[0008] 而且，所述單出桿雙作用等速液壓缸的后端安裝閥塊，在閥塊的兩端分別安裝所 述電機和所述雙向定量栗，在閥塊的兩側(cè)分別安裝兩個單向閥和兩個溢流閥。
[0009] 而且，所述單出桿雙作用等速液壓缸包括缸體、缸頭和缸底，缸頭和缸底分別安裝 在缸體的兩端，缸體內(nèi)滑動安裝活塞，該活塞朝向缸頭的端面一體制出外活塞桿，該外活塞 桿靠近缸頭的端部內(nèi)同軸固定一芯管，該芯管的一端與外活塞桿內(nèi)緣固定且其封閉的端部 伸出缸頭外，芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內(nèi)延伸且另一端部為開口狀態(tài)，該 開口處的內(nèi)緣安裝磁環(huán)，該開口內(nèi)間隙套裝所述缸底上安裝的位移傳感器的測量桿，所述 外活塞桿內(nèi)緣與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內(nèi)活塞桿，該內(nèi)活塞桿的端部與芯管 直徑較大處的端面之間和內(nèi)活塞桿的內(nèi)緣與芯管另一端外緣之間均保留間隙，該內(nèi)活塞桿 與缸底固定，在缸底上制出兩個油口，一個油口與所述芯管位于缸底處的端面、芯管伸出缸 頭端部內(nèi)的端面和芯管直徑較大處的端面連通，另一個油口與所述活塞上除去外活塞桿以 后的環(huán)狀端面連通。
[0010] 本實用新型的優(yōu)點和積極效果是：
[0011] 本實用新型中，雙向定量栗的兩個栗油口分別連通液壓缸的兩個缸油口，雙向定 量栗的溢流口與兩個單向閥并聯(lián)，每個單向閥并聯(lián)一個溢流閥，上述單向閥、雙向定量栗、 液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路，由此避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要配置油源栗站導致的體 積龐大，不便于使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發(fā)熱低、油液的使 用壽命長，系統(tǒng)能耗低，而且液壓缸采用獨特的結(jié)構(gòu)，其中有桿油腔和無桿油腔的作用面積 相同，實現(xiàn)了正反向運動特性的對稱，尤其適合于飛行模擬器液壓系統(tǒng)、六自由度運動平臺 液壓系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)空間有限制且對液壓缸要求較高的應用場合。
【附圖說明】

[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0013]圖2是圖1的單出桿雙作用等速液壓缸的截面圖；
[0014]圖3是圖1的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合實施例，對本實用新型進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性 的，不能以下述實施例來限定本實用新型的保護范圍。
[0016] -種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，如圖1、2、3所示，包括單出桿雙作 用等速液壓缸3、雙向定量栗4和電機8,電機驅(qū)動雙向定量栗，本實用新型的創(chuàng)新在于:所述 雙向定量栗的兩個栗油口（1.1和1.2)分別通過管路27連通所述單出桿雙作用等速液壓缸 的兩個缸油口（A和B)，兩個栗油口之間并聯(lián)另一管路29,該管路上串聯(lián)兩個單向閥7,兩個 單向閥的出口分別和兩個栗油口（1.1和1.2)連通，兩個單向閥的進口相互連通，兩個單向 閥的進口之間的管路上并聯(lián)的管路(1.3)連通所述雙向定量栗的溢流口，所述兩個單向閥、 雙向定量栗、單出桿雙作用等速液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路。
[0017] 本實施例中，兩個栗油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別并聯(lián)連通一個多功 能油口（Ka和Kb)，兩個多功能油口可以實現(xiàn)補充油液、安裝壓力儀表或排氣等功能。每個單 向閥并聯(lián)一個溢流閥6，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的出口與單向閥的進口 連通。
[0018] 如圖1所示，單出桿雙作用等速液壓缸的后端安裝閥塊5,在閥塊的兩端分別安裝 所述電機8和所述雙向定量栗4,在閥塊的兩側(cè)中的每一側(cè)均安裝一個單向閥7和一個溢流 閥6。優(yōu)選的方案是:上述電機使用步進電機，這樣控制精度更高，運行更平穩(wěn)。
[0019] 如圖2所示，所述單出桿雙作用等速液壓缸包括缸體16、缸頭12和缸底24,缸頭和 缸底分別安裝在缸體的兩端，缸體內(nèi)滑動安裝活塞18,該活塞朝向缸頭的端面一體制出外 活塞桿13,該外活塞桿靠近缸頭的端部內(nèi)同軸固定一芯管1，該芯管的一端與外活塞桿內(nèi)緣 固定且其封閉的端部伸出缸頭外，芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內(nèi)延伸且另一 端部為開口狀態(tài)，該開口處的內(nèi)緣安裝磁環(huán)25，該開口內(nèi)間隙套裝所述缸底上安裝的位移 傳感器9的測量桿20,所述外活塞桿內(nèi)緣與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內(nèi)活塞桿 19,該內(nèi)活塞桿的端部與芯管直徑較大處的端面之間保留間隙26,內(nèi)活塞桿的內(nèi)緣與芯管 另一端外緣之間保留間隙15,該內(nèi)活塞桿與缸底固定，在缸底上制出兩個油口 21(A)、22 (B)，一個油口B的出口與所述芯管位于缸底處的端面23、芯管伸出缸頭端部內(nèi)的端面11和 芯管直徑較大處的端面14連通，另一個油口A的出口與所述活塞上除去外活塞桿以后的環(huán) 狀端面17連通。
[0020] 具體來說，缸體內(nèi)徑70mm，外活塞桿外徑56mm，外活塞桿內(nèi)徑42mm，標號11、14和23 的面積之和等于外活塞桿的內(nèi)徑，所以液壓缸伸出時的作用面積為A2,液壓缸縮回時的作 用面積為標號17的面積，記為&，經(jīng)過計算：
由此實現(xiàn) 了伸出和縮回時的作用面積相同，使兩個動作的運動特性對稱。
[0021]位移傳感器的分辨率為0.001mm，其接線插頭能以16位二進制數(shù)字量輸出活塞桿 的絕對位置，油缸的工作壓力lOMPa，能產(chǎn)生最大推拉力為14kN。在缸體前端安裝微型消聲 器2。
[0022]本實用新型使用時：
[0023] 1.步進電機8運動，雙向定量栗向1.2 口輸出高壓油，高壓油自B 口進入后使外活塞 桿伸出，油液自A口回流至雙向定量栗的1.1 口，完成油液的自循環(huán)；
[0024] 外活塞桿縮回時，上述油液循環(huán)方向相反。
[0025] 2.在外活塞桿伸出時，由于雙向定量栗存在一定的泄油，這些油由管路1.3流到左 側(cè)的單向閥處，并通過該單向閥回到1.1口；
[0026] 在外活塞桿縮回時，泄油自右側(cè)的單向閥回到1.2 口。
[0027] 3.當外活塞桿頂住負載時，一旦壓力過大，A、B口無油液流動，高壓油通過溢流閥 單向閥后在管路中循環(huán)，避免了步進電機和雙向定量栗因壓力過大導致的損壞，提高了使 用安全性。
[0028] 本實用新型中，雙向定量栗的兩個栗油口分別連通液壓缸的兩個缸油口，雙向定 量栗的溢流口與兩個單向閥并聯(lián)，每個單向閥并聯(lián)一個溢流閥，上述單向閥、雙向定量栗、 液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路，由此避免了現(xiàn)有技術(shù)中需要配置油源栗站導致的體 積龐大，不便于使用的缺陷，而且油液的清潔度要求較低且無溢流損失，發(fā)熱低、油液的使 用壽命長，系統(tǒng)能耗低，而且液壓缸采用獨特的結(jié)構(gòu)，其中有桿油腔和無桿油腔的作用面積 相同，實現(xiàn)了正反向運動特性的對稱，尤其適合于飛行模擬器液壓系統(tǒng)、六自由度運動平臺 液壓系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)空間有限制且對液壓缸要求較高的應用場合。
【主權(quán)項】
1. 一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，包括單出桿雙作用等速液壓缸、雙 向定量栗和電機，電機驅(qū)動雙向定量栗，其特征在于:所述雙向定量栗的兩個栗油口分別通 過管路連通所述單出桿雙作用等速液壓缸的兩個缸油口，兩個栗油口之間并聯(lián)另一管路， 該管路上串聯(lián)兩個單向閥，兩個單向閥的出口分別和兩個栗油口連通，兩個單向閥的進口 相互連通，兩個單向閥的進口之間的管路上并聯(lián)的管路連通所述雙向定量栗的溢流口，所 述兩個單向閥、雙向定量栗、單出桿雙作用等速液壓缸和管路構(gòu)成密閉的自循環(huán)油路。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，其特征在于： 兩個栗油口與兩個缸油口之間的兩個管路上分別并聯(lián)連通一個多功能油口。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，其特征在 于:每個單向閥并聯(lián)一個溢流閥，溢流閥的進口與單向閥的出口連通，溢流閥的出口與單向 閥的進口連通。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，其特征在于： 所述單出桿雙作用等速液壓缸的后端安裝閥塊，在閥塊的兩端分別安裝所述電機和所述雙 向定量栗，在閥塊的兩側(cè)分別安裝兩個單向閥和兩個溢流閥。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自循環(huán)單出桿雙作用等速數(shù)字電動液壓缸，其特征在于： 所述單出桿雙作用等速液壓缸包括缸體、缸頭和缸底，缸頭和缸底分別安裝在缸體的兩端， 缸體內(nèi)滑動安裝活塞，該活塞朝向缸頭的端面一體制出外活塞桿，該外活塞桿靠近缸頭的 端部內(nèi)同軸固定一芯管，該芯管的一端與外活塞桿內(nèi)緣固定且其封閉的端部伸出缸頭外， 芯管直徑較小的另一端向缸底所制的開孔內(nèi)延伸且另一端部為開口狀態(tài)，該開口處的內(nèi)緣 安裝磁環(huán)，該開口內(nèi)間隙套裝所述缸底上安裝的位移傳感器的測量桿，所述外活塞桿內(nèi)緣 與所述芯管直徑較小的另一端之間嵌裝內(nèi)活塞桿，該內(nèi)活塞桿的端部與芯管直徑較大處的 端面之間和內(nèi)活塞桿的內(nèi)緣與芯管另一端外緣之間均保留間隙，該內(nèi)活塞桿與缸底固定， 在缸底上制出兩個油口，一個油口與所述芯管位于缸底處的端面、芯管伸出缸頭端部內(nèi)的 端面和芯管直徑較大處的端面連通，另一個油口與所述活塞上除去外活塞桿以后的環(huán)狀端 面連通。
【文檔編號】F15B11/08GK205715008SQ201620361948
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】李陽, 王超光, 于安才, 劉兵, 齊楊
【申請人】天津優(yōu)瑞納斯智能裝備有限公司