[發明專利]一種內驅內部間接反饋式數字液壓缸結構

在審

• 申請號: 201810331032.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108533561A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 李海洋;謝里陽;趙丙峰;李沖;張詩健;趙志強;宋佳昕
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F15B15/14
• 分類號: F15B15/14;F15B15/20
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 李曉光

本發明涉及一種內驅內部間接反饋式數字液壓缸結構，包括：缸體、中空活塞桿、大導程螺旋體、閥芯、閥體以及步進電機，其中中空活塞桿滑動安裝于缸體中，閥體安裝于缸體后端蓋上，并與缸體同軸連接，閥芯設于閥體中，閥芯一端與大導程螺旋體同軸轉動連接，該大導程螺旋體經缸體后端蓋、缸體后腔進入中空活塞桿的中空腔內，中空活塞桿端部、大導程螺旋體入口位置固定安裝一螺母，螺母與大導程螺旋體嚙合；閥芯另一端與步進電機的輸出端固接。本發明液壓缸行程達到0.5～1.0米甚至更長，運行速度更快，價格相對更低；結構優化和有空空間位置的布局設計，使得閥體結構變得緊湊，在滿足一定的行程條件下液壓缸整體結構尺寸更小的優點。

技術領域

本發明涉及一種液壓缸，具體為一種內驅內部間接反饋式數字液壓缸結構。

背景技術

在高、精、尖的機械設備、操縱機構、助力裝置等領域中數字液壓伺服控制系統開始得到廣泛的應用，其中最具代表性設備是數字液壓缸，從機械原理的角度展開研究和設計是數字液壓伺服控制技術的重要基礎。我國液壓元件和液壓產品的設計與開發正在逐步趕超國外先進的同類產品，數字液壓缸產品在智能機器人中的應用同樣越來越多。

數字也液壓缸由數字液壓閥與液壓缸組合而成，利用傳感器等設備將活塞運動的速度和角度等反饋信息，再由數字控制器實現液壓油的流量控制完成對活動組件的精確移動實現所需功能。當前的液壓缸的輸出力和速度的大小靠手動調節或者定值無法調節。當前數字液壓缸系統的控制往往利用電液比例系統實現自動控制，通過數字信號或者模擬式的處理完成運動部件的有序運動，但是該方法環節多，成本高以及抵抗外界干擾的能力較差。當前數字液壓缸存在以下三個問題：

一是運行速度慢，由于數字液壓缸運行速度收到脈沖信號的頻率制約，一般情況下其運行速度較慢；

二是長行程難以實現，目前較為常見的數字液壓缸的螺旋體結構一般采用滾珠絲杠結構，大導程的滾珠絲杠難以生產；

三是造價高，數字液壓缸一般應用于特殊場合，其中各個關鍵零部件加工精度要求苛刻。

發明內容

本發明針對當前數字液壓缸行程小，低速度，低價高，相對尺寸大等不足，本發明要解決的技術問題是提供一種大行程，高速度，低價格的內驅內部間接反饋數字液壓缸。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明一種內驅內部間接反饋式數字液壓缸結構，包括：缸體、中空活塞桿、大導程螺旋體、閥芯、閥體以及步進電機，其中中空活塞桿滑動安裝于缸體中，閥體安裝于缸體后端蓋上，并與缸體同軸連接，閥芯設于閥體中，閥芯一端與大導程螺旋體同軸轉動連接，該大導程螺旋體經缸體后端蓋、缸體后腔進入中空活塞桿的中空腔內，中空活塞桿端部、大導程螺旋體入口位置固定安裝一螺母，螺母與大導程螺旋體嚙合；閥芯另一端與步進電機的輸出端固接。

大導程螺旋體與閥芯通過萬向聯軸器轉動連接，并在缸體后端蓋處設有密封圈。

大導程螺旋體為500～1000mm的螺桿。

大導程螺旋體采用截面為矩形、三角形或者正方形扭轉體結構。

閥芯與閥體之間設有閥芯套，閥芯套為中空管狀結構，在管體上開有5個環形凹槽，每個環形凹槽內設有與閥芯套軸向垂直的通孔。

所述通孔為5個，在閥芯套軸向方向形成兩排，相鄰通孔在徑向方向相間90°設置。

閥體上設有第一、二通油口、高壓進油口以及高壓出油口，第一通油口經前腔油管與缸體的前腔連通，第二通油口經后腔油管與缸體的后腔連通。

閥芯與步進電機連接處設計成花鍵槽結構。

本發明具有以下有益效果及優點：