一種擺桿式自伺服液壓缸的制作方法
【專利摘要】一種擺桿式自伺服液壓缸，包括閥套⒄和設(shè)在閥套⒄上方的滑閥套⑸、步進(jìn)電機(jī)⑼，所述閥套⒄內(nèi)正中間位置設(shè)有閥芯齒條⒀，閥芯齒條⒀下端齒面與齒輪擺桿⒂相嚙合，閥芯齒條⒀上端面設(shè)有反饋支架⒃，反饋支架⒃上端與滑閥套⑸通過(guò)反饋銷⒆相連。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工、自伺服性能好、擺動(dòng)桿擺動(dòng)角度大、輸出力矩大、響應(yīng)速度快和控制精度高等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種擺桿式自伺服液壓缸
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓傳動(dòng)自伺服【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)是一種擺桿式自伺服液壓缸。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓傳動(dòng)自伺服技術(shù)是將電機(jī)與液壓技術(shù)相結(jié)合，利用各自的優(yōu)點(diǎn)，用電機(jī)的小力矩直接驅(qū)動(dòng)閥芯使閥口打開，讓高壓油作用在閥體上，進(jìn)而得到大輸出力矩。液壓傳動(dòng)自伺服技術(shù)是液壓控制系統(tǒng)中的核心元件，其具有精度高、反應(yīng)快的特點(diǎn)，在高精度的機(jī)電一體化系統(tǒng)、航空航天機(jī)載驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、大型試驗(yàn)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，因而得到國(guó)內(nèi)外科技人員的關(guān)注。
[0003]目前，一般的電液位置伺服系統(tǒng)通過(guò)使用電液伺服閥，將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)了一些重型機(jī)械設(shè)備的伺服控制。但是輸出的是較大的推拉力，而不能輸出力矩。
[0004]“一種雙葉片液壓自伺服擺動(dòng)缸”(申請(qǐng)?zhí)枮?01310064890.8)專利技術(shù)克服了上述所存在的問(wèn)題，其是通過(guò)電液伺服閥和液壓擺動(dòng)缸將小功率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為大功率的液壓動(dòng)力，進(jìn)而輸出力矩；該伺服閥以液壓油作為工作介質(zhì)，伺服盲區(qū)小和易于控制的特點(diǎn)，但存在元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、油道難以加工、旋轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)角度小、裝配需要很高的配合度等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種擺動(dòng)桿擺動(dòng)角度大、輸出力矩大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、油道易于加工、自伺服性能好、響應(yīng)速度快、控制精度高的擺桿式自伺服液壓缸。
[0006]一種擺桿式自伺服液壓缸，包括閥套17和設(shè)在閥套17上方的滑閥套5、步進(jìn)電機(jī)9，所述閥套17內(nèi)正中間位置設(shè)有閥芯齒條13，閥芯齒條13下端齒面與齒輪擺桿15相嚙合，閥芯齒條13上端面設(shè)有反饋支架16，反饋支架16上端與滑閥套5通過(guò)反饋銷19相連。
[0007]所述閥套17，包括左缸蓋1、右缸蓋12，閥套17上分別開設(shè)有左、右油口 2、11，閥套17內(nèi)部為圓柱形空腔25，圓柱形空腔25的內(nèi)徑與閥芯齒條13的左、右凸臺(tái)外徑的名義尺寸相同；閥套17的中部分別開設(shè)有上孔24、下孔26，反饋支架16穿出上孔24和滑閥套5連接，齒輪擺桿15穿過(guò)下孔26伸出閥套17外。
[0008]所述滑閥套5通過(guò)滑閥托4、7和閥套17相連接，滑閥套5包括前滑閥蓋3、后滑閥蓋8，滑閥套5上從左至右依次開設(shè)有第一油口 30、第二油口 31、第三油口 32、第四油口 33和第五油口 34，滑閥套5內(nèi)設(shè)滑閥芯6，所述滑閥芯6上設(shè)有左凸臺(tái)36和右凸臺(tái)37，左凸臺(tái)36和右凸臺(tái)37的初始位置分別和滑閥套5的第二油口 31和第四油口 33相對(duì)應(yīng)，滑閥芯6的右端直齒38和步進(jìn)電機(jī)9的軸相嚙合。
[0009]所述齒輪擺桿15設(shè)置在齒輪軸21上，齒輪軸21與齒輪擺桿15之間用齒輪銷20固定，齒輪軸21兩端設(shè)有齒輪軸托14。
[0010]所述閥芯齒條13的左、右凸臺(tái)上均開有密封槽27，密封槽27內(nèi)設(shè)有截面為矩形的密封圈。
[0011]所述左缸蓋1、右缸蓋12分別同中心的安裝在閥套17的左端和右端，左缸蓋I與閥套17、右缸蓋12與閥套17之間各有一截面為圓形的密封圈35。
[0012]所述第二油口 31與閥套17的右腔相通，第四油口 33與閥套17的左腔相通，第一油口 30和第五油口 34為回油口。
[0013]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，可通過(guò)向滑閥套的第三油口通高壓油，高壓油經(jīng)過(guò)滑閥套上的油口分別進(jìn)入閥套的左腔或右腔，這時(shí)左右兩腔形成壓力差，便推動(dòng)閥芯齒條移動(dòng)，閥芯齒條移動(dòng)則帶動(dòng)反饋支架移動(dòng)，當(dāng)反饋支架移動(dòng)到其兩個(gè)凸臺(tái)剛好擋住第二油口和第三油口時(shí)，此時(shí)滑閥芯處于中位，閥芯齒條便停止運(yùn)動(dòng)。
[0014]滑閥芯最開始位于中位，也即其左右凸臺(tái)剛好堵住滑閥套的第二、第四油口 ；當(dāng)其向左移動(dòng)，則第二、第三油口相通，此時(shí)處于左位；當(dāng)其向右移動(dòng)，則第三、第四油口相通，此時(shí)處于右位；第二油口與閥套右腔相通，第四油口與閥套左腔相通，第一和第五油口為回油□。
[0015]當(dāng)步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，滑閥芯便向左移動(dòng)，此時(shí)，滑閥芯便由中位變成左位，高壓油由第三油口進(jìn)，再由第二油口進(jìn)入閥套右腔，此時(shí)閥套左右腔形成壓力差，使得閥芯齒條向左移動(dòng)，閥芯齒條左移帶著反饋支架左移及齒輪擺桿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反饋支架左移帶著滑閥套左移，最終使得滑閥芯處于中位。
[0016]當(dāng)步進(jìn)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，滑閥芯便向右移動(dòng)，此時(shí)，滑閥芯便由中位變成右位，高壓油由第三油口進(jìn)，再由第四油口進(jìn)入閥套左腔，此時(shí)閥套左右腔形成壓力差，使得閥芯齒條向右移動(dòng)，閥芯齒條右移帶著反饋支架右移及齒輪擺桿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反饋支架右移帶著滑閥套右移，最終使得滑閥芯處于中位。
[0017]本發(fā)明擺桿式自伺服液壓缸的優(yōu)點(diǎn)是:
1)本發(fā)明的閥套正中間有一個(gè)閥芯齒條，閥芯齒條左右端將閥套內(nèi)部隔成左右兩個(gè)油腔，整個(gè)擺桿式自伺服液壓缸的油道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的內(nèi)油道，另外左右缸蓋、滑閥套、滑閥芯這些零件結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，易于加工，因此零件的加工精度容易保證；
2)本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，可通過(guò)向滑閥套第三油口通高壓油，高壓油經(jīng)過(guò)滑閥套上的油口分別進(jìn)入閥套的左腔或右腔，這時(shí)左右兩腔形成壓力差，便推動(dòng)閥芯齒條移動(dòng)，閥芯齒條移動(dòng)則帶動(dòng)反饋支架移動(dòng)，當(dāng)反饋支架移動(dòng)到其兩個(gè)凸臺(tái)剛好擋住第二油口和第四油口時(shí)，此時(shí)滑閥芯處于中位，閥芯齒條便停止運(yùn)動(dòng)，從而完成整個(gè)自伺服的過(guò)程，由此可見，本發(fā)明的擺桿式自伺服液壓缸自伺服性能較好；
3)本發(fā)明的滑閥芯在步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度后，其位置會(huì)由中位變?yōu)樽笪换蛴椅唬藭r(shí)高壓油進(jìn)入閥套的左腔或右腔，閥套左右兩腔形成壓力差，在壓力差的作用下，閥芯齒條會(huì)向左或向右移動(dòng)，閥芯齒條的移動(dòng)將會(huì)使得齒輪擺桿逆時(shí)針或順時(shí)針擺動(dòng)一定角度，進(jìn)而輸出力矩，由分析可知，其擺動(dòng)桿擺動(dòng)角度大，輸出力矩大；
4)本發(fā)明的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，從滑閥芯開始從中位變?yōu)樽笪换蛴椅黄?，到閥芯齒條在閥套左右兩腔壓力差的作用下向左或向右運(yùn)動(dòng)，再到最終滑閥芯回到中位，這整個(gè)自伺服過(guò)程很快便完成，由此可見，擺桿式自伺服液壓缸響應(yīng)速度快、控制精度高?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1的A-A剖面示意圖；
圖3是閥套的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是圖3的B-B剖面示意圖；
圖5是閥芯齒條的結(jié)構(gòu)意圖；
圖6是圖5的C-C剖面示意圖；
圖7是右缸蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是圖7的D-D剖面示意圖；
圖9是齒輪擺桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖10是滑閥套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是滑閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，I為左缸蓋，2、11為油口，3為前滑閥蓋，4、7為滑閥托，5為滑閥套，6為滑閥芯，8為后滑閥蓋,9為步進(jìn)電機(jī),10為步進(jìn)電機(jī)座，12為右缸蓋,13為閥芯齒條,14為齒輪軸托，15為齒輪擺桿，16為反饋支架，17為閥套，18為滑閥托螺栓,19為反饋銷,20為齒輪銷，21為齒輪軸，22為關(guān)節(jié)銷，23為螺紋孔，24為上孔，25為圓柱形空腔，26為下孔，27為密封槽，28,29為螺孔，30為第一油口，31為第二油口，32為第三油口，33為第四油口，34為第五油口，35為密封圈，36為左凸臺(tái)，37為右凸臺(tái)，38為右端直齒。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明:如圖1-11所示，一種擺桿式自伺服液壓缸，包括右缸蓋1、油口 2、前滑閥蓋3、滑閥托4、滑閥套5、滑閥芯6、滑閥托7、后滑閥蓋8、步進(jìn)電機(jī)9、步進(jìn)電機(jī)座10、油口 11、右缸蓋12、閥芯齒條13、齒輪軸托14、齒輪擺桿15、反饋支架16、閥套17。
[0021]如圖1和圖2所示，左缸蓋1、右缸蓋12分別同中心的安裝在閥套17的左端和右端，左缸蓋I與閥套17、右缸蓋12與閥套17之間各有一如圖8所示的密封圈30，閥芯齒條13同中心的安裝在閥套17的正中間，閥芯齒條13下端齒面與齒輪擺桿15相連，閥芯齒條13上端面有一反饋支架16，反饋支架16上端與滑閥套5用反饋銷19相連，前滑閥蓋3、后滑閥蓋8分別同中心的安裝在滑閥套5的左端和右端，滑閥托4和滑閥托7安裝在閥套17正上部，并用于支撐固定滑閥套5，滑閥芯6同中心的安裝在滑閥套5內(nèi)部，其右端與步進(jìn)電機(jī)9相連，步進(jìn)電機(jī)9安裝在步進(jìn)電機(jī)座10上，步進(jìn)電機(jī)座10安裝在閥套17上。
[0022]如圖1、圖3和圖4所示，所述閥套I內(nèi)有一圓柱形空腔25，圓柱形空腔25內(nèi)徑與閥芯齒條13左右凸臺(tái)外徑的名義尺寸相同；閥套17正上部有油口 2、油口 11以及上孔24，閥套17正下部有一下孔26。
[0023]閥套17正中心有一閥芯齒條13，閥芯齒條13下端齒面與齒輪擺桿15相連，齒輪擺桿15安裝在閥套17的下孔26內(nèi)，閥芯齒條13上端面與反饋支架16相連，反饋支架16安裝在閥套17的上孔24內(nèi)。閥套17上端通過(guò)螺紋孔23用螺栓與滑閥托4、滑閥托7及步進(jìn)電機(jī)座10相連。
[0024]如圖1、圖5和圖6所示，閥芯齒條13和反饋支架16通過(guò)螺孔28用螺栓連接，閥芯齒條13左右端凸臺(tái)上開有密封槽27，左右密封槽27內(nèi)均裝有截面為矩形的密封圈。
[0025]如圖1、圖7和圖8所示，所述左缸蓋I與閥套17、右缸蓋12與閥套17之間各有一截面為圓形的密封圈35，左缸蓋1、右缸蓋12分別通過(guò)螺孔29用螺栓與閥套17相連接。
[0026]如圖1和圖9所示，齒輪擺桿15安裝在齒輪軸21上，其上端齒面與閥芯齒條13相嚙合，齒輪軸21與齒輪擺桿15間用齒輪銷20固定，齒輪軸21兩端與齒輪軸托14相連。
[0027]如圖1和圖10所示，所述滑閥套5正上部有五個(gè)油口，分別為第一油口 30、第二油口 31、第三油口 32、第四油口 33以及第五油口 34。
[0028]如圖1和圖11所示，所述滑閥芯6同中心的安裝在滑閥套5內(nèi)，其右端直齒38與步進(jìn)電機(jī)9軸端齒輪相嚙合，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)9工作時(shí)，滑閥芯6左右運(yùn)動(dòng)，滑閥芯6上有左凸臺(tái)36、右凸臺(tái)37，初始狀態(tài)下，滑閥芯6處于中位，此時(shí)左凸臺(tái)36剛好堵住滑閥套第二油口31，右凸臺(tái)37剛好堵住滑閥套第四油口 33。
【權(quán)利要求】
1.一種擺桿式自伺服液壓缸，包括閥套(17)和設(shè)在閥套(17)上方的滑閥套(5)、步進(jìn)電機(jī)(9)，其特征在于:所述閥套(17)內(nèi)正中間位置設(shè)有閥芯齒條(13)，閥芯齒條(13)下端齒面與齒輪擺桿(15)相嚙合，閥芯齒條(13)上端面設(shè)有反饋支架(16)，反饋支架(16)上端與滑閥套(5)通過(guò)反饋銷(19)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述閥套(17)，包括左缸蓋⑴、右缸蓋(12)，閥套(17)上分別開設(shè)有左、右油口(2、11)，閥套(17)內(nèi)部為圓柱形空腔(25)，圓柱形空腔(25)的內(nèi)徑與閥芯齒條(13)的左、右凸臺(tái)外徑的名義尺寸相同；閥套(17)的中部分別開設(shè)有上孔(24)、下孔(26)，反饋支架(16)穿出上孔(24)和滑閥套(5)連接，齒輪擺桿(15)穿過(guò)下孔(26)伸出閥套(17)外。
3.如權(quán)利要求1所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述滑閥套(5)通過(guò)滑閥托(4,7)和閥套(17)相連接，滑閥套(5)包括前滑閥蓋⑶、后滑閥蓋(8)，滑閥套(5)上從左至右依次開設(shè)有第一油口(30)、第二油口(31)、第三油口(32)、第四油口(33)和第五油口(34)，滑閥套(5)內(nèi)設(shè)滑閥芯(6)，滑閥芯(6)上設(shè)有左凸臺(tái)(36)和右凸臺(tái)(37)，左凸臺(tái)(36)和右凸臺(tái)(37)的初始位置分別和滑閥套(5)的第二油口(31)和第四油口(33)相對(duì)應(yīng)，滑閥芯(6)的右端直齒(38)和步進(jìn)電機(jī)(9)的軸相嚙合。
4.如權(quán)利要求1所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述齒輪擺桿(15)設(shè)置在齒輪軸(21)上，齒輪軸(21)與齒輪擺桿(15)之間用齒輪銷?)固定，齒輪軸(21)兩端設(shè)有齒輪軸托(14)。
5.如權(quán)利要求2所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述閥芯齒條(13)的左、右凸臺(tái)上均開有密封槽(27)，密封槽(27)內(nèi)設(shè)有截面為矩形的密封圈。
6.如權(quán)利要求1所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述左缸蓋⑴、右缸蓋(12)分別同中心的安裝在閥套(17)的左端和右端，左缸蓋⑴與閥套(17)、右缸蓋(12)與閥套(17)之間各有一截面為圓形的密封圈(35)。
7.如權(quán)利要求3所述的擺桿式自伺服液壓缸，其特征在于:所述第二油口(31)與閥套(17)的右腔相通，第四油口(33)與閥套(17)的左腔相通，第一油口(30)和第五油口(34)為回油口。
【文檔編號(hào)】F15B15/20GK103452951SQ201310443713
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】蔣林, 吳若麟, 張宏偉, 胡國(guó), 鄭潔, 曾良才, 孫杉, 梅鵬, 胡琪, 晏晚君, 胡金, 鄭翠, 鄭開柳, 肖俊, 劉曉磊, 陳新元, 傅連東, 趙慧, 劉白雁, 雷斌, 曾鏞, 許仁波 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)