本發(fā)明涉及機(jī)械工程領(lǐng)域，具體涉及一種具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸。

二.

背景技術(shù)：

本發(fā)明以使液壓缸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移、增強(qiáng)工作可靠性為目的，目前所有伺服液壓缸位移量是連續(xù)的，控制需要大型的控制設(shè)備，且與缸體分離，不能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化。

步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)是液壓缸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的一個(gè)重要因素；本發(fā)明使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑閥閥芯移動(dòng)，且將反饋機(jī)構(gòu)用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并位于數(shù)字缸體內(nèi)部，精度較高，所以本發(fā)明正是解決了液壓缸實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移，能夠增強(qiáng)工作可靠性并實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化的產(chǎn)品。

目前液壓缸的控制方式主要有兩種：伺服控制方式和直接數(shù)字化控制。伺服控制一般采用閉環(huán)控制方式，其精度高、頻率響應(yīng)快，但價(jià)格較貴，主要通過微機(jī)經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換和伺服放大來控制伺服閥或比例閥，達(dá)到液壓系統(tǒng)數(shù)字化控制的目的。直接數(shù)字化控制是目前研究較多的液壓控制方式，可分為兩種類型:一種是對(duì)高速開關(guān)閥的脈寬調(diào)制控制。

三.

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸采用步進(jìn)電機(jī)作為數(shù)字缸滑閥閥芯的驅(qū)動(dòng)裝置，符合步進(jìn)要求，降低能耗，節(jié)省能量。

一種具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，主要包括有驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的數(shù)字缸活塞桿、可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)、可與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連接的起支撐作用的缸體，能夠?qū)崿F(xiàn)位移量數(shù)字化，增強(qiáng)工作可靠性，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)一體化的目的。

所述的具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，其特征在于：所述的可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)包括滾珠絲杠、連接件、與閥芯相連的大螺母組成，其工作首先將活塞直線位移轉(zhuǎn)化為絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度量，絲杠通過連接件帶動(dòng)大螺母旋轉(zhuǎn)，使一段有螺紋的閥芯實(shí)現(xiàn)直線位移，以控制數(shù)字缸運(yùn)行。

所述的具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，其特征在于：所述的可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的活塞桿主要包括活塞桿部件、與活塞桿固連的和絲杠行程運(yùn)動(dòng)副的螺母，所述的滾珠絲杠的螺距與閥芯一端螺紋的螺距可選擇合適的比值。

所述的具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，其特征在于：所述的使絲杠和大螺母固連的連接件主要包括限制大螺母軸向位移的與缸體固連的圓盤，固定的軸承的突起與軸承， 共同起到平穩(wěn)的連接作用。

所述的具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，其特征在于：所述的有驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分主要包括驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)、和與滑閥相連的聯(lián)軸器，所述控制的步進(jìn)電機(jī)一個(gè)脈沖旋轉(zhuǎn)的角度、閥芯一端的螺紋螺距與滾珠絲杠和閥芯螺紋螺距比值決定了數(shù)字缸的一個(gè)步進(jìn)位移值；所述的起支撐作用的缸體主要包括缸體外殼、進(jìn)出油管道、內(nèi)部供滑閥與活塞桿活動(dòng)的空間，內(nèi)部的滑槽使活塞桿不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，以保證機(jī)械反饋量的精度。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及特殊性效果：所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)迅速靈敏，動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力好，能夠降低能耗，節(jié)省能量；所述的可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)，可以增強(qiáng)數(shù)字缸工作的可靠性；所述的使?jié)L珠絲杠與反饋結(jié)構(gòu)中大螺母固連的連接件減少了機(jī)構(gòu)間的摩擦，克服了使用磁耦合反饋機(jī)構(gòu)摩擦大、可靠性差和技術(shù)要求高的缺點(diǎn)，并且工作穩(wěn)定性好，控制簡(jiǎn)單。

四.附圖說明

圖1是本發(fā)明具有新型反饋結(jié)構(gòu)的數(shù)字液壓缸；

圖2是本發(fā)明中有驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的數(shù)字缸活塞桿結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是所述的可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中使?jié)L珠絲杠與反饋結(jié)構(gòu)中大螺母固連的連接件示意圖；

五.具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參見圖1，一種具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸，主要包括有驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的數(shù)字缸活塞桿、可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)、可與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連接的起支撐作用的缸體。

參見圖2，所述的有驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分1包括步進(jìn)電機(jī)組件2.3和步進(jìn)電機(jī)外罩2.2，萬向聯(lián)軸器2.1固定連接，步進(jìn)電機(jī)外罩2.2起到保護(hù)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接的作用，萬向聯(lián)軸器與滑閥閥芯相連，實(shí)現(xiàn)力矩的傳遞。

參見圖3，所述的可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)2，主要包括滾珠絲杠3.1，與絲杠相連的大螺母3.2，滑閥閥芯3.3，球軸承3.4 與球軸承3.5，滾珠絲杠3.1與大螺母3.2通過插銷相連，實(shí)現(xiàn)力矩的傳遞，大螺母3.2的旋轉(zhuǎn)角位移通過螺紋副轉(zhuǎn)化為閥芯3.3的直線位移，滑閥閥芯3.3開有凹口，軸承3.3與軸承3.4起到徑向固定大螺母3.3的作用，減小摩擦。

參見圖4，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的數(shù)字缸活塞桿3，主要包括缸體前端蓋4.1，活塞桿4.2，與絲杠形成反饋的螺母4.3，連接部件4.4，前端蓋4.1起到徑向固定活塞桿的作用，開有油口，活塞桿4.2末端有裝密封圈的凹槽，螺母4.3與活塞桿4.2固連，將活塞桿的直線位移轉(zhuǎn)化為滾珠絲杠3.1的旋轉(zhuǎn)角位移，連接部件4.4通過螺栓與螺母4.3相連。

本實(shí)施方案的可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)2的優(yōu)點(diǎn)在于，機(jī)構(gòu)將活塞桿4.2的直線位移轉(zhuǎn)化為滾珠絲杠3.1的角位移，再轉(zhuǎn)化為閥芯3.3的直線位移，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且工作可靠性高。

參見圖5，所述的可與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連接的起支撐作用的缸體4，主要包括缸體外殼5.1，端蓋5.2，缸體后端蓋5.3，缸體外殼5.1通過螺栓與端蓋5.2相連，端蓋5.2部件上有裝密封圈的凹槽，后端蓋5.3有排油凹槽，以平衡油液流經(jīng)閥芯時(shí)產(chǎn)生的壓力，后端蓋5.3通過螺栓與步進(jìn)電機(jī)外罩2.2相連，缸體可固定在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上。

所述的驅(qū)動(dòng)能力的步進(jìn)電機(jī)部分1、可實(shí)現(xiàn)數(shù)字化位移的數(shù)字缸活塞桿2、可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)3、可與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)連接的起支撐作用的缸體4，之間連接簡(jiǎn)單可靠，具體相對(duì)位置關(guān)系和工作原理如下。

本實(shí)施方案中，步進(jìn)電機(jī)2.3通過聯(lián)軸器2.2和鍵與滑閥閥芯3.3相連，電機(jī)外罩2.2在聯(lián)軸器2.2之外，每當(dāng)控制器發(fā)給步進(jìn)電機(jī)2.3一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)2.3帶動(dòng)閥芯3.3相應(yīng)旋轉(zhuǎn)一定角度，產(chǎn)生開口，油液通道缸體外殼5.1內(nèi)部進(jìn)油腔，使活塞4.2從前端蓋4.1向外產(chǎn)生相應(yīng)位移，同時(shí)通過固連的螺母4.3將位移反饋給滾珠絲杠3.1，滾珠絲杠3.1旋轉(zhuǎn)在軸承3.4與軸承3.5的支撐下，帶動(dòng)大螺母3.2同步旋轉(zhuǎn)，將旋轉(zhuǎn)角位移反饋給閥芯3.3，是閥芯3.3向步進(jìn)電機(jī)2.3方向移動(dòng)，當(dāng)開口量減小為0時(shí)，一個(gè)脈沖內(nèi)的步進(jìn)工作過程結(jié)束；活塞4.2從前端蓋4.1向內(nèi)產(chǎn)生位移過程同理。

本實(shí)施方案的具有新型反饋機(jī)構(gòu)的數(shù)字液壓缸的優(yōu)點(diǎn)在于：1)可將數(shù)字化位移通過滾珠絲杠和與其固連的螺母反饋到滑閥閥芯的反饋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，工作可靠性高；2)數(shù)字液壓缸活塞桿實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化位移，位移量可通過設(shè)計(jì)更改；3)本數(shù)字液壓缸的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一體化，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高，適用于復(fù)雜工況，工程應(yīng)用性強(qiáng)。

本以上所述實(shí)施案例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。