專利名稱：一種內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸，屬于數(shù)字液壓技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電液伺服控制系統(tǒng)和電液比例控制系統(tǒng)用于對(duì)液壓系統(tǒng)的位移、速度、力等物理量進(jìn)行精確控制，但是不能實(shí)現(xiàn)直接的數(shù)字控制，需要通過數(shù)/模-模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，且電液伺服系統(tǒng)對(duì)液壓油的清潔度要求很高，一定程度限制了其應(yīng)用范圍。脈沖液壓油缸，數(shù)字缸等是由步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)和控制液壓閥，配以內(nèi)部以滾珠絲杠結(jié)構(gòu)組成的機(jī)械反饋的液壓缸，可以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字信號(hào)(脈沖)控制，并且能達(dá)到0.0lmm的位置控制精度。但是，由于內(nèi)部機(jī)械反饋機(jī)構(gòu)存在加工制造困難，安裝精度要求高，容易出現(xiàn)故障且維修麻煩等問題，尤其在油缸行程增大后，上述問題更加明顯，這在一定程度上限制了這類液壓缸的行程。而且在實(shí)際應(yīng)用中，還存在換向振動(dòng)、低速爬行、控制回路的增益難以調(diào)整等問題。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種采用數(shù)字信號(hào)直接反饋的內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸由油路集成塊，油路集成塊豎向支撐板,油路集成塊橫向支撐板，第一電機(jī)，第二電機(jī)，滑閥，液壓缸，磁滯伸縮位移傳感器，第一管接頭，第一空心螺絲，第二管接頭，第二空心螺絲組成。所述液壓缸的缸底的外壁設(shè)置有磁滯伸縮位移傳感器，磁滯伸縮位移傳感器與液壓缸的缸底螺紋連接，活塞桿的中心處設(shè)有測(cè)試孔，磁滯伸縮位移傳感器的測(cè)桿活動(dòng)的插入在測(cè)試孔中，磁滯伸縮位移傳感器的磁環(huán)固定套裝在活塞桿上,且位于活塞的端部。液壓缸的上方設(shè)有油路集成塊,油路集成塊位于液壓缸的缸底一端，油路集成塊的一端通過螺栓與液壓缸的缸底固定連接，另一端通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板固定連接，在油路集成塊橫向支撐板的下端對(duì)稱設(shè)有油路集成塊豎向支撐板，油路集成塊豎向支撐板通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板固定連接。在油路集成塊的上方設(shè)有滑閥，滑閥的閥體與油路集成塊螺栓固定連接，在滑閥的閥芯的一端套有反饋螺套，反饋螺套與閥芯螺紋連接，反饋螺套的外表面被閥體內(nèi)的兩只軸承固定，兩只軸承中間設(shè)有隔墊。在滑閥閥體的兩端對(duì)稱設(shè)有第一電機(jī)和第二電機(jī)，第一電機(jī)的電機(jī)軸通過聯(lián)軸節(jié)與閥芯的一端連接，第二電機(jī)的電機(jī)軸插入到反饋螺套的一端，并通過緊定螺釘與反饋螺套固定連接。液壓缸的缸蓋中設(shè)置有油路孔，缸蓋上方設(shè)有第一管接頭，第一空心螺絲旋裝在第一管接頭中，其下端插入到缸蓋的油路孔中，滑閥的閥體中設(shè)置有油路孔，閥體上方設(shè)有第二管接頭，第二空心螺絲旋裝在第二管接頭中，其下端插入到閥體的油路孔中。油管C的一端與第一管接頭連接，另一端與油路集成塊連接，油管A的一端與油路集成塊連接，另一端與滑閥的右端蓋連接，油管B —端與油路集成塊連接，另一端與第二管接頭連接。
由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的內(nèi)反饋部分是磁滯伸縮位移傳感器的磁環(huán)固定套裝在活塞桿上，磁滯伸縮位移傳感器測(cè)量出液壓缸的位移，第二電機(jī)根據(jù)磁滯伸縮位移傳感器檢測(cè)的位移反饋信號(hào)來控制反饋螺套的運(yùn)動(dòng)，第一電機(jī)控制閥芯運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)反饋螺套與閥芯二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸位移的閉環(huán)數(shù)字控制。采用這種內(nèi)反饋的數(shù)字伺服液壓缸，與電液伺服系統(tǒng)相比，增益易調(diào)整，無需數(shù)/模轉(zhuǎn)換，可直接閉環(huán)數(shù)字控制。與采用機(jī)械反饋結(jié)構(gòu)的數(shù)字缸相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，振動(dòng)小，穩(wěn)定性好，并且更適合于液壓缸長(zhǎng)行程、大推力的工作場(chǎng)合。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1的側(cè)視圖
圖3是電機(jī)與滑閥組合結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明:
如圖1，圖2，圖3所示
內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸由油路集成塊I,油路集成塊豎向支撐板34，油路集成塊橫向支撐板33,第一電機(jī)2,第二電機(jī)18,滑閥,液壓缸,磁滯伸縮位移傳感器30,第一管接頭23，第一空心螺絲22，第二管接頭9，第二空心螺絲10組成。第一電機(jī)2和第二電機(jī)18可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)。
液壓缸由缸體21，活塞27，活塞桿25，活塞桿螺母28，缸蓋24，缸底31構(gòu)成，在缸體21的右端設(shè)有缸底31，缸底31通過螺栓與缸體21固定連接，在缸體21的左端設(shè)有缸蓋24，缸蓋24的右端通過螺栓與缸體21固定連接，在缸體21內(nèi)設(shè)有活塞27，活塞27與缸體21之間為密封的滑動(dòng)配合，在活塞27內(nèi)設(shè)有活塞桿螺母28，位于缸底31 —端，活塞桿螺母28與活塞27內(nèi)螺紋配合，缸體21內(nèi)設(shè)有活塞桿25，活塞桿25的一端插入到活塞桿螺母28中，與活塞桿螺母28螺紋連接，活塞桿25的另一端從缸蓋24的中心孔穿出。液壓缸是把從滑閥中過來的油液產(chǎn)生的液壓能轉(zhuǎn)換機(jī)械能，是執(zhí)行元件。
液壓缸的缸底31的外壁設(shè)置有磁滯伸縮位移傳感器30,磁滯伸縮位移傳感器30與液壓缸的缸底31螺紋連接，活塞桿25的中心處設(shè)有測(cè)試孔，磁滯伸縮位移傳感器30的測(cè)桿26活動(dòng)的插入在測(cè)試孔中，磁滯伸縮位移傳感器30的磁環(huán)28固定套裝在活塞桿25上，且位于活塞27的端部。磁滯伸縮位移傳感器30的作用是檢測(cè)出液壓缸的活塞桿25運(yùn)動(dòng)的位移量，反饋給與第二電機(jī)18相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器。
液壓缸的上方設(shè)有油路集成塊1，油路集成塊I位于液壓缸的缸底31 —端，油路集成塊I的一端通過螺栓與液壓缸的缸底31固定連接，另一端通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板33固定連接，在油路集成塊橫向支撐板33的下端對(duì)稱設(shè)有油路集成塊豎向支撐板34，油路集成塊豎向支撐板34通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板33固定連接。油路集成塊橫向支撐板33和豎向支撐板34的作用是支撐油路集成塊I。
滑閥由閥體8，閥套11，閥桿13，閥芯7，左端蓋17，右端蓋3，聯(lián)軸節(jié)4，軸承14，隔墊15，擋墊12，定位套6，限動(dòng)套5，反饋螺套16構(gòu)成，滑閥位于油路集成塊I的上方，滑閥的閥體8與油路集成塊I固定連接，在閥體8的兩端對(duì)稱設(shè)有端蓋，分別通過螺栓與閥體8固定連接，右端蓋3內(nèi)部設(shè)有聯(lián)軸節(jié)4，在閥體8內(nèi)設(shè)有閥芯7，閥芯7的一端與聯(lián)軸節(jié)4螺紋連接，閥體8內(nèi)設(shè)有反饋螺套16，位于左端蓋17 —端，閥芯7的一端加工有外螺紋，擰入反饋螺套16的右端的內(nèi)螺紋中，反饋螺套16的外表面被兩只軸承14固定，兩只軸承14之間設(shè)有隔墊15，在閥芯7的外表面設(shè)有閥桿13，閥芯7右端階梯軸處設(shè)有定位套6，閥桿13被定位套6固定在閥芯7上，閥桿13通過緊定螺釘與閥芯7固定連接，閥桿13的外表面處設(shè)有閥套11，在閥套11的右端設(shè)有限動(dòng)套5，閥套11右端被限動(dòng)套5固定在閥體8的內(nèi)部，閥套11與軸承14中間設(shè)有擋墊12，閥桿13可隨閥芯7在閥套11中軸向移動(dòng)。滑閥在液壓伺服系統(tǒng)中起信號(hào)轉(zhuǎn)換及功率放大的作用，根據(jù)滑閥的閥桿13在閥套11內(nèi)的開口度，可以控制液壓缸的流速及作用力，它對(duì)系統(tǒng)的工作性能影響很大。
在滑閥閥體8的兩端對(duì)稱設(shè)有第一電機(jī)2和第二電機(jī)18,第一電機(jī)2通過右端蓋3用螺釘與閥體8連接，其電機(jī)軸通過聯(lián)軸節(jié)4與閥芯7的一端連接，第二電機(jī)18通過左端蓋17用螺釘與閥體8連接，其電機(jī)軸插入到反饋螺套16的一端，并通過緊定螺釘與反饋螺套16固定連接。第一電機(jī)2控制滑閥的閥芯7運(yùn)動(dòng)，第二電機(jī)18控制滑閥的反饋螺套16運(yùn)動(dòng)。
液壓缸的缸蓋24中設(shè)置有油路孔，缸蓋24上方設(shè)有第一管接頭23，第一空心螺絲22旋裝在第一管接頭23中，其下端插入到缸蓋24的油路孔中，滑閥的閥體8中設(shè)置有油路孔，閥體8上方設(shè)有第二管接頭9，第二空心螺絲10旋裝在第二管接頭9中，其下端插入到閥體8的油路孔中。管接頭和空心螺絲的主要是用于連接油管與閥體8或油管與液壓缸的缸蓋24的中間裝置。
油管C20的一端與第一管接頭23連接，另一端與油路集成塊I連接，油管A19的一端油路集成塊I連接，另一端與滑閥的右端蓋17連接，油管B32 —端與油路集成塊I連接，另一端與第二管接頭9連接。油管的作用傳輸液壓油，并防止液壓油受到污染。
滑閥的閥芯7由第一電機(jī)2帶動(dòng)控制，滑閥的反饋螺套16由第二電機(jī)18帶動(dòng)控制，而磁滯伸縮位移傳感器30將液壓缸位移信號(hào)反饋給第二電機(jī)18相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，通過對(duì)反饋螺套16與閥芯7 二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸位移的閉環(huán)數(shù)字控制。
本發(fā)明的內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸的工作原理是:上位控制系統(tǒng)控制第一電機(jī)2相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器控制第一電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)，第一電機(jī)2產(chǎn)生角位移，由于閥芯7通過聯(lián)軸節(jié)4與第一電機(jī)2的電機(jī)軸相連,故第一電機(jī)2帶動(dòng)閥芯7產(chǎn)生角位移，閥芯7的左端加工有外螺紋，擰入到反饋螺套16的右端的內(nèi)螺紋中，當(dāng)閥芯7旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于反饋螺套16被兩只軸承14固定，不能軸向移動(dòng)，又反饋螺套16的左端與第二電機(jī)18的電機(jī)軸固定連接，此時(shí)第二電機(jī)18沒有開始工作，故反饋螺套16也不能旋轉(zhuǎn)，將迫使閥芯7軸向移動(dòng)，閥芯7帶動(dòng)閥桿13產(chǎn)生軸向位移，打開閥的進(jìn)、回油通道，壓力油經(jīng)閥套11的開口從相應(yīng)的油路集成塊I孔進(jìn)入到液壓缸中，油壓推動(dòng)活塞27做直線位移，活塞27帶動(dòng)活塞桿25直線位移運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，磁滯伸縮位移傳感器30檢測(cè)到活塞桿25的位移距離，把位移信號(hào)反饋給與第二電機(jī)18相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)輸入的位移信號(hào),控制第二電機(jī)18工作,第二電機(jī)18帶動(dòng)反饋螺套16旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向與閥芯7方向相同，使閥芯7慢慢旋回原位，當(dāng)閥芯7退回到原位時(shí)，閥桿13關(guān)閉進(jìn)、出油口，液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，整個(gè)活塞桿25的運(yùn)動(dòng)方向，速度和位移由伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸，包括電機(jī)，滑閥，液壓缸，其特征在于:所述液壓缸的缸底(31)的外壁設(shè)置有磁滯伸縮位移傳感器(30),磁滯伸縮位移傳感器(30)與液壓缸的缸底(31)螺紋連接，活塞桿(25)的中心處設(shè)有測(cè)試孔，磁滯伸縮位移傳感器(30)的測(cè)桿(26)活動(dòng)的插入在測(cè)試孔中，磁滯伸縮位移傳感器(30)的磁環(huán)(29)固定套裝在活塞桿(25)上，且位于活塞(27)的端部，液壓缸的上方設(shè)有油路集成塊(I)，油路集成塊(I)位于液壓缸的缸底(31) —端,油路集成塊(I)的一端通過螺栓與液壓缸的缸底(31)固定連接，另一端通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板(33)固定連接，在油路集成塊橫向支撐板(33)的下端對(duì)稱設(shè)有油路集成塊豎向支撐板(34)，油路集成塊豎向支撐板(34)通過螺栓與油路集成塊橫向支撐板(33)固定連接，在油路集成塊(I)的上方設(shè)有滑閥，滑閥的閥體(8)與油路集成塊(I)螺栓固定連接，在滑閥的閥芯(7)的一端套有反饋螺套(16)，反饋螺套(16)與閥芯(7)螺紋連接，反饋螺套(16)的外表面被閥體⑶內(nèi)的兩只軸承(14)固定，兩只軸承(14)中間設(shè)有隔墊(15)，在滑閥閥體(8)的兩端對(duì)稱設(shè)有第一電機(jī)(2)和第二電機(jī)(18),第一電機(jī)⑵的電機(jī)軸通過聯(lián)軸節(jié)⑷與閥芯(7)的一端連接,第二電機(jī)(18)的電機(jī)軸插入到反饋螺套(16)的一端，并通過緊定螺釘與反饋螺套(16)固定連接，液壓缸的缸蓋(24)中設(shè)置有油路孔，缸蓋(24)上方設(shè)有第一管接頭(23)，第一空心螺絲(22)旋裝在第一管接頭(23)中，其下端插入到缸蓋(24)的油路孔中，滑閥的閥體(8)中設(shè)置有油路孔，閥體(8)上方設(shè)有第二管接頭(9)，第二空心螺絲(10)旋裝在第二管接頭(9)中，其下端插入到閥體(8)的油路孔中，油管C (20)的一端與第一管接頭(23)連接，另一端與油路集成塊(I)連接，油管A(19)的一端與油路集成塊(I)連接，另一端與滑閥的右端蓋(17)連接，油管B (32) —端與油路集成塊(I)連接，另一端與第二管接頭(9)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸，屬于數(shù)字液壓技術(shù)領(lǐng)域。目的是解決電液伺服系統(tǒng)的控制不精確，增益不易調(diào)整問題，本發(fā)明的內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸由電機(jī)、滑閥、液壓缸、磁滯伸縮位移傳感器、油路集成塊及支撐板等組成。本發(fā)明的滑閥的閥芯由第一電機(jī)帶動(dòng)控制，滑閥的反饋螺套由第二電機(jī)帶動(dòng)控制，磁滯伸縮位移傳感器將液壓缸位移信號(hào)反饋給第二電機(jī)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器控制第二電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過對(duì)反饋螺套與閥芯二者相對(duì)運(yùn)動(dòng)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓缸位移的閉環(huán)數(shù)字控制。本發(fā)明的內(nèi)反饋數(shù)字伺服液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制精度高，振動(dòng)小，穩(wěn)定性好，適合于液壓缸長(zhǎng)行程、大推力的工作場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F15B15/08GK103148047SQ20131009209
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者肖志權(quán), 王軍 申請(qǐng)人:肖志權(quán)