雙自由度液壓缸的制作方法
【專利摘要】雙自由度液壓缸，包括：活塞桿、缸體和端蓋；活塞桿上連接有活塞，活塞桿通過(guò)連軸套連接液壓馬達(dá)，連軸套不限制活塞桿的軸向滑動(dòng)，連軸套一端通過(guò)鍵與液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸相連，連軸套另一端通過(guò)鋼珠與活塞桿相連；活塞桿的另一端連接載荷；活塞的側(cè)面均布有反向的兩組溝槽，兩組溝槽的幾何形狀相同、相互間隔布置，且都平行于所述的活塞桿的軸心線；第一組溝槽只貫徹到所述活塞的一個(gè)端面，而第二組溝槽只貫徹至所述的活塞另一個(gè)端面；第一組溝槽數(shù)量是Z個(gè)，Z為自然數(shù)，所述溝槽的圓心角為π/(2Z)，組內(nèi)溝槽的相鄰溝槽的圓心角為2π/Z，不同組的相鄰的溝槽的圓心角為π/Z；缸體中部有偶數(shù)個(gè)徑向油孔；油孔直徑小于等于所述活塞單個(gè)溝槽寬度，相鄰兩個(gè)徑向油孔的圓心角等于π/Z。
【專利說(shuō)明】雙自由度液壓缸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓缸。

【背景技術(shù)】
[0002]城市道路中間隔離護(hù)欄和道路兩側(cè)護(hù)欄的清洗車通常是滾筒式，當(dāng)滾筒單向旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾筒外壁上的紡織品與護(hù)欄直接接觸，達(dá)到清除護(hù)欄表面污染物的目的。由于滾筒是單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)，滾筒外壁上的紡織品與護(hù)欄也是單自由度摩擦的，這種單自由度摩擦?xí)?dǎo)致護(hù)欄表面污染物清除不徹底的現(xiàn)象。
[0003]滾筒是由護(hù)欄清洗車的液壓缸驅(qū)動(dòng)的，清洗車的液壓缸只能單相驅(qū)動(dòng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要克服現(xiàn)有滾筒式護(hù)欄清洗車的液壓缸只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷，提供一種能夠雙自由度運(yùn)動(dòng)的液壓缸，雙自由度液壓缸活塞桿可以同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和線性運(yùn)動(dòng)。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]雙自由度液壓缸，包括:活塞桿、缸體和端蓋；其特征在于:所述活塞桿上連接有活塞，所述活塞桿通過(guò)連軸套連接液壓馬達(dá)，所述連軸套不限制活塞桿的軸向滑動(dòng)，所述連軸套一端通過(guò)鍵與液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸相連，所述連軸套另一端通過(guò)鋼珠與活塞桿相連；所述的活塞桿的另一端連接載荷；
[0007]所述活塞的側(cè)面均布有反向的兩組溝槽，所述兩組溝槽的幾何形狀相同、相互間隔布置，且都平行于所述的活塞桿的軸心線；其中的第一組溝槽只貫徹到所述活塞的一個(gè)端面，而第二組溝槽只貫徹至所述的活塞另一個(gè)端面；所述的第一組溝槽數(shù)量是Z個(gè)，Z為自然數(shù)，所述溝槽的圓心角為π / (2Ζ)，所述的組內(nèi)溝槽的相鄰溝槽的圓心角為2 31 /Ζ，不同組的相鄰的溝槽的圓心角為π/Ζ;
[0008]所述缸體中部有偶數(shù)個(gè)徑向油孔；所述的油孔直徑小于等于所述活塞單個(gè)溝槽寬度，相鄰兩個(gè)徑向油孔的圓心角等于π/Ζ。
[0009]所述的油孔的數(shù)目可以選2或4。
[0010]通過(guò)控制液壓馬達(dá)可以實(shí)現(xiàn)液壓缸活塞桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使得活塞溝槽與缸體油孔周期性交替溝通，實(shí)現(xiàn)液壓缸活塞兩側(cè)容腔油液交替進(jìn)出，活塞兩側(cè)油壓交替變化驅(qū)動(dòng)活塞桿線性滑動(dòng)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為:
[0012]雙自由度液壓缸采用活塞桿雙自由度設(shè)計(jì)而成，即活塞桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)又可以軸向滑動(dòng)，活塞桿由液壓馬達(dá)通過(guò)連軸套驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使得活塞上的溝槽與缸體上的油孔周期性交替溝通，由于活塞兩側(cè)溝槽等距離間隔，使得進(jìn)出液壓缸兩腔油液的流量大小及方向產(chǎn)生相位差為η的周期性變化，從而驅(qū)動(dòng)液壓缸活塞桿實(shí)現(xiàn)周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)改變液壓系統(tǒng)壓力、液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速、改變活塞溝槽數(shù)和增加活塞溝槽與缸體油孔接觸面積等方法可以實(shí)現(xiàn)控制活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅值。
[0013]本發(fā)明具有的創(chuàng)新點(diǎn):液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)液壓缸活塞桿實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)活塞桿可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述液壓缸活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率受液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速和活塞設(shè)置溝槽數(shù)影響，所述液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速越高，活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率越高，所述活塞設(shè)置溝槽數(shù)越多，活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率越高，但活塞桿振幅越小。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:可以同時(shí)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和線性運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)，提高滾筒式護(hù)欄清洗車的清洗效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2是活塞桿的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖3是缸體的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖4是缸體與活塞配合徑向剖視圖。
[0019]圖5是端蓋基本結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖6是本發(fā)明活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)角位移與活塞桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)仿真曲線圖。
[0021]圖7是本發(fā)明活塞桿與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的連軸套基本結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0023]雙自由度液壓缸，包括:活塞桿、缸體和端蓋；其特征在于:所述活塞桿上連接有活塞，所述活塞桿通過(guò)連軸套連接液壓馬達(dá)，所述連軸套不限制活塞桿的軸向滑動(dòng)，所述連軸套一端通過(guò)鍵與液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸相連，所述連軸套另一端通過(guò)鋼珠與活塞桿相連；所述的活塞桿的另一端連接載荷；
[0024]所述活塞的側(cè)面均布有反向的兩組溝槽，所述兩組溝槽的幾何形狀相同、相互間隔布置，且都平行于所述的活塞桿的軸心線；其中的第一組溝槽只貫徹到所述活塞的一個(gè)端面，而第二組溝槽只貫徹至所述的活塞另一個(gè)端面；所述的第一組溝槽數(shù)量是Z個(gè)，Z為自然數(shù)，所述溝槽的圓心角為π / (2Ζ)，所述的組內(nèi)溝槽的相鄰溝槽的圓心角為2 31 /Ζ，不同組的相鄰的溝槽的圓心角為π/Ζ;
[0025]所述缸體中部有偶數(shù)個(gè)徑向油孔；所述的油孔直徑小于等于所述活塞單個(gè)溝槽寬度，相鄰兩個(gè)徑向油孔的圓心角等于π/Ζ。
[0026]所述的油孔的數(shù)目可以選2或4。
[0027]參照?qǐng)D1，一種雙自由度液壓缸包括活塞桿1、缸體3、端蓋2和端蓋4。
[0028]參照?qǐng)D2，活塞桿I 一端有螺紋，可以與外界負(fù)載連接，另一端有鍵槽，可以通過(guò)連軸套與液壓馬達(dá)連接，活塞8兩側(cè)分別設(shè)置一組等數(shù)量、相同幾何尺寸的溝槽，所述一組溝槽6，相鄰溝槽圓心角等于單個(gè)溝槽圓心角Θ的四倍，所述另一組溝槽7，相鄰溝槽圓心角等于單個(gè)溝槽圓心角Θ的四倍，所述一組溝槽6與所述另一組溝槽7相鄰溝槽圓心角是單個(gè)溝槽圓心角Θ的二倍。
[0029]參照?qǐng)D3，缸體3兩端各開(kāi)始四個(gè)螺栓孔，固定所述端蓋2和端蓋4 (參照?qǐng)D5)，形成雙自由度液壓缸的兩個(gè)油腔，所述缸體3軸向長(zhǎng)度中間徑向開(kāi)有油孔9和油孔10，所述油孔9和油孔10在缸體3內(nèi)孔處的直徑等于所述活塞8上溝槽6和溝槽7的溝槽寬度，所述油孔9和油孔10的圓心角等于二倍的所述活塞8上單個(gè)溝槽圓心角Θ。
[0030]參照?qǐng)D4，所述缸體3的油孔9和油孔10與所述活塞8的溝槽6和溝槽7相匹配，所述活塞8在液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，溝槽6和溝槽7與油孔9和油孔10周期性溝通，缸體3的兩個(gè)油腔周期性的進(jìn)、排油，所述活塞桿I實(shí)現(xiàn)周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)(參照?qǐng)D6)。
[0031]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在液壓缸活塞桿的雙自由度運(yùn)動(dòng)，該發(fā)明專利在護(hù)欄清洗車或洗車行洗車機(jī)等方面的應(yīng)用可以有效提高清洗效率，利于節(jié)能減排。
[0032]本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列
[0033]舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.雙自由度液壓缸，包括:活塞桿、缸體和端蓋；其特征在于:所述活塞桿上連接有活塞，所述活塞桿通過(guò)連軸套連接液壓馬達(dá)，所述連軸套不限制活塞桿的軸向滑動(dòng)，所述連軸套一端通過(guò)鍵與液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)軸相連，所述連軸套另一端通過(guò)鋼珠與活塞桿相連；所述的活塞桿的另一端連接載荷； 所述活塞的側(cè)面均布有反向的兩組溝槽，所述兩組溝槽的幾何形狀相同、相互間隔布置，且都平行于所述的活塞桿的軸心線；其中的第一組溝槽只貫徹到所述活塞的一個(gè)端面，而第二組溝槽只貫徹至所述的活塞另一個(gè)端面；所述的第一組溝槽數(shù)量是Z個(gè)，Z為自然數(shù)，所述溝槽的圓心角為η /(2Z)，所述的組內(nèi)溝槽的相鄰溝槽的圓心角為2 π /Ζ，不同組的相鄰的溝槽的圓心角為π /Z ； 所述缸體中部有偶數(shù)個(gè)徑向油孔；所述的油孔直徑小于等于所述活塞單個(gè)溝槽寬度，相鄰兩個(gè)徑向油孔的圓心角等于η/Ζ。
2.如權(quán)利要求1所述的雙自由度液壓缸，其特征在于:所述的缸體油孔是2個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的雙自由度液壓缸，其特征在于:所述的缸體油孔是4個(gè)。
【文檔編號(hào)】F15B15/20GK104047920SQ201410174499
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】白繼平, 胡啟祥, 吳永華, 張業(yè)明 申請(qǐng)人:浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院