[發明專利]一種閥芯直動式數字液壓缸

在審

• 申請號: 201710175066.8
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN106884827A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 孔祥東;巴凱先;俞濱;王東坤;劉雅梁
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 崔鳳英

技術領域

本發明涉及液壓技術領域，尤其涉及一種閥芯直動式數字液壓缸。

背景技術

閥控缸系統是液壓技術中應用的比較廣泛的一種形式，但傳統的閥控缸系統存在難以實現遠距離控制、數字控制和智能控制等缺點。數字液壓缸是數字化技術和液壓技術結合的產物，正在改變著傳統的閥控缸系統。由于數字液壓缸具有結構簡單、成本低、易于實現智能化控制、控制靈活方便等優點，使得數字液壓缸在工業生產中得到普遍應用。

目前數字液壓缸具有多種型式，都是以步進電機帶動閥芯旋轉，在滾珠絲杠的作用下使閥芯產生位移。這種形式的數字液壓缸雖然結構簡單，但旋轉的閥芯會對控制精度產生影響，增加了元件的磨損。

發明內容

本發明旨在提供一種閥芯直動式數字液壓缸，該數字液壓缸可以改變現有數字液壓缸技術上的不足，還有利于減小震動對閥芯的影響。

本發明目的通過下述技術方案來實現：一種閥芯直動式數字液壓缸，包括步進電機、萬向聯軸器、四邊滑閥、滾珠絲杠、活塞桿、缸體，還包括閥芯位置控制機構，所述活塞桿設置在缸體內，所述滾珠絲杠通過滾珠絲杠的螺母安裝在活塞桿的空心腔內，所述閥芯位置控制機構安裝在四邊滑閥的閥芯兩端形成閥芯輸入端和輸出端，閥芯輸入端通過萬向聯軸器與步進電機軸連接，閥芯輸出端與滾珠絲杠的絲杠固接。

作為優選，所述閥芯位置控制機構包括關于閥芯對稱的輸入端彈簧和絲杠螺母副、輸出端彈簧和絲杠螺母副，輸入端彈簧和輸出端彈簧固接在閥芯兩端，輸入端彈簧另一端與輸入端絲杠螺母副的螺母固接，輸入端絲杠螺母副的絲杠通過萬向聯軸器與步進電機軸連接，輸出端彈簧另一端與輸出端絲杠螺母副的螺母固接，輸出端絲杠螺母副的絲杠與滾珠絲杠的絲杠固接。

與現有技術相比，本發明所設置的閥芯位置控制機構，其輸入端彈簧和輸出端彈簧能夠對滑閥提供拉力和壓力，使閥芯只產生移動而不發生轉動，這樣就減小了閥芯轉動對控制系統的影響，減輕了元件的磨損，有助于提高數字液壓缸的控制精度。

附圖說明

圖1為閥芯直動式數字液壓缸結構示意圖。

圖中：1-步進電機接口，2-步進電機，3-螺栓，4-萬向聯軸器，5-四邊滑閥閥體，6-輸入端絲杠螺母副，7-輸入端彈簧，8-螺塞，9-閥芯，10-輸出端彈簧，11-輸出端絲杠螺母副，12-螺栓，13-滾珠絲杠，14-活塞桿，15-缸體，16-管路，17-螺栓，18-缸頭。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步說明：

如圖1所示，本實施例的一種閥芯直動式數字液壓缸，主要由步進電機2、萬向聯軸器4、四邊滑閥(包括四邊滑閥閥體5和閥芯9)、滾珠絲杠13、活塞桿14、缸體15及閥芯位置控制機構組成。閥芯位置控制機構包括關于閥芯對稱的輸入端彈簧7和絲杠螺母副6、輸出端彈簧10和絲杠螺母副11，輸入端彈簧7和輸出端彈簧10固接在閥芯9兩端，輸入端彈簧另一端與輸入端絲杠螺母副6的螺母固接，輸入端絲杠螺母副6的絲杠通過萬向聯軸器4與步進電機軸連接，輸出端彈簧另一端與輸出端絲杠螺母副11的螺母固接，輸出端絲杠螺母副11的絲杠與滾珠絲杠13的絲杠固接。

本發明的工作流程如下：

(1)液壓缸伸出運動

步進電機2得到轉動信號轉過相應的角度，同時帶動輸入端絲杠螺母副6的絲杠順時針轉動，與絲杠進行配合的螺母只向左移動不轉動，在絲杠帶動下螺母向左移動，螺母另一端的輸入端彈簧7相應的被拉伸，拉動閥芯9移動，從而使閥芯9打開，油液進入液壓缸無桿腔，液壓缸移動的同時會使滾珠絲杠13進行動作，滾珠絲杠的轉動會帶動輸出端絲杠螺母副11的絲杠轉動，使得輸出端絲杠螺母副11的螺母向右移動，同時輸出端彈簧10被拉伸，當液壓缸到達設定的位置時，閥芯9兩端的彈簧拉伸程度相同，使閥芯9兩端的受力相同，從而閥芯9回到原位關閉閥口使液壓缸停止運動，這樣就完成了一個液壓缸伸出脈沖運動。

(2)液壓缸收回運動

步進電機2得到轉動信號轉過相應的角度，同時帶動輸入端絲杠螺母副6的絲杠逆時針轉動，與絲杠進行配合的螺母只向右移動，在輸入端絲杠的帶動下螺母向右移動，螺母另一端的輸入端彈簧7相應的被壓縮，帶動閥芯9移動，從而使閥芯9打開，油液進入液壓缸有桿腔，液壓缸移動的同時會使滾珠絲杠13進行動作，滾珠絲杠的轉動會帶動輸出端絲杠轉動，使得輸出端絲杠螺母副的螺母向左移動，同時輸出端彈簧10被壓縮，當液壓缸到達設定的位置時，閥芯9兩端的彈簧壓縮程度相同，使閥芯9兩端的受力相同，從而閥芯9回到原位關閉閥口使液壓缸停止運動，這樣就完成了一個液壓缸收回脈沖運動。