一種插電式集成液壓作動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，提供的是一種無需油管連接的機(jī)、電、液一體化裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]液壓作為機(jī)械工程關(guān)鍵技術(shù)體系，未來相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期發(fā)展的方向即“緊湊、高效、智能(或數(shù)字化)、可靠”。
[0003]在傳統(tǒng)的采用液壓系統(tǒng)傳遞功率機(jī)械設(shè)備中，通常能量傳遞基本都采用傳統(tǒng)分配模式一一即由集中的液壓泵站提供液壓油，通過油管輸送給布置在機(jī)械各個(gè)部位的不同執(zhí)行元件(如液壓缸)，通常泵站油箱龐大，布置困難，而且布管縱橫交錯(cuò)、很容易造成彎折引起輸油不暢，不僅功率匹配困難、沿程損失大，可靠性低，維修維護(hù)困難、還易產(chǎn)生安全隱串
■/Q1、O
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種“超常、緊湊、智能”的新型機(jī)、電、液一體化裝置、將伺服電機(jī)與油泵、油箱、油缸、補(bǔ)償器等進(jìn)行高度集成化設(shè)計(jì)，形成一個(gè)獨(dú)立控制的作動(dòng)器，插電就可動(dòng)作、可獨(dú)立使用，獨(dú)立安裝、也可用在主機(jī)中實(shí)現(xiàn)功率電傳，液壓傳動(dòng)由分配式供能向分布式供能變。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。
[0006]一種插電式集成液壓作動(dòng)器，具有中心帶桿油缸7及以帶桿油缸7缸壁為內(nèi)缸壁的環(huán)形腔18，環(huán)形腔上設(shè)置有補(bǔ)償器14 ;油缸7及環(huán)形腔18支承在缸座26上；缸座中部設(shè)置有安裝空間13 ;全部流道采用了集成在缸座的內(nèi)部安裝空間13內(nèi)，設(shè)置有一臺(tái)伺服電機(jī)1、六個(gè)單向閥、兩個(gè)液控單向閥，一個(gè)安全閥，由以下的方式進(jìn)行閥系設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)帶桿油缸7中作動(dòng)桿件的變速、換向、自動(dòng)補(bǔ)油、鎖緊、安全控制:
[0007]第一單向閥3的出油口、第二單向閥4的進(jìn)油口、第三單向閥5的出油口與第一液控單向閥6的進(jìn)油口、第二液控單向閥8的控制口 X2、雙向油泵的出油口 Cl連接；第一液控單向閥6的出油口與a 口連接，a 口通向液壓缸的無桿腔；第四單向閥10的出油口、第五單向閥11的進(jìn)油口、第六單向閥12的出油口與第二液控單向閥8的進(jìn)油口、第一液控單向閥6的控制口 X1、雙向油泵的出油口 C2連接；第二液控單向閥8的出油口與b 口連接，b 口通向液壓缸的有桿腔；第一單向閥3、第六單向閥12的進(jìn)油口與T 口連接、T 口連油箱；第二單向閥4、第五單向閥11的出油口與安全閥9的進(jìn)油口連接；第三單向閥5、第四單向閥10的進(jìn)油口與安全閥9的出油口連接。
[0008]本發(fā)明液壓系統(tǒng)完全無油管連接，獨(dú)立使用、獨(dú)立安裝、結(jié)構(gòu)極緊湊、體積與重量相對(duì)很小，通過伺服伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)作動(dòng)器的獨(dú)立智能控制、維修維護(hù)簡便、通用性與互換性好、易于密封、可靠性高。
[0009]本新型液壓裝置在一些特殊領(lǐng)域和場合會(huì)產(chǎn)生重要意義。如在航空領(lǐng)域等，功率電傳作動(dòng)系統(tǒng)是“多電飛機(jī)”的重要組成部分，功率電傳，液壓傳動(dòng)由傳統(tǒng)分配模式到分布模式，而液壓能源集成技術(shù)是其核心技術(shù)，在飛機(jī)技術(shù)變革中扮演著至關(guān)“重要的角色。由于其獨(dú)特的性能，在航空領(lǐng)域、深海設(shè)備、電動(dòng)工程機(jī)械、機(jī)器人等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
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[0010]圖1為本發(fā)明方案原理圖。
[0011]圖2為本發(fā)明用于深海環(huán)境時(shí)的結(jié)構(gòu)方案簡圖。
[0012]圖3、圖4為本發(fā)明用于常規(guī)環(huán)境時(shí)的結(jié)構(gòu)方案簡圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]參看圖1、本裝置包含了伺服電機(jī)(I)、雙向液壓泵(2)、單向閥(3、4、5)、液控單向閥(6、8)、油缸(7)、安全閥(9)、單向閥(10、11、12)、油箱(13)、補(bǔ)償器等組成(14)
[0014]這些元件集成為一體，形成一個(gè)完整的裝置，通過電纜接插件與外部電源連接。
[0015]結(jié)構(gòu)如圖2、圖3、圖4。本發(fā)明由伺服電機(jī)1、雙向液壓泵2、單向閥(3、4、5)、液控單向閥(6、8)、油缸7、安全閥9、單向閥(10、11、12)、補(bǔ)償器14、帶桿油缸缸壁17、環(huán)形腔(即油箱)18、活塞19、缸蓋21、活塞桿22、外蓋23、電纜24、電纜接插件25、缸座26等組成。
[0016]其中伺服電機(jī)與泵機(jī)械連接，并安裝在缸座上(不限缸座)
[0017]單向閥3的出油口、單向閥4的進(jìn)油口、單向閥5的出油口與液控單向閥6的進(jìn)油口、液控單向閥8的控制口 X2、雙向油泵的出油口 Cl連接；
[0018]液控單向閥6的出油口與a 口連接，a 口通向液壓缸的無桿腔；
[0019]單向閥10的出油口、單向閥11的進(jìn)油口、單向閥12的出油口與液控單液控單向閥8的進(jìn)油口、液控單向閥6的控制口 X1、雙向油泵的出油口 C2連接；
[0020]液控單向閥8的出油口與b 口連接，b 口通向液壓缸的有桿腔；
[0021]油泵的進(jìn)出油口可互換；
[0022]單向閥3、12的進(jìn)油口與T 口連接、T 口連油箱。
[0023]單向閥4、11的出油口與安全閥9的進(jìn)油口連接；
[0024]單向閥5、10的進(jìn)油口與安全閥9的出油口連接；
[0025]外筒、缸筒、缸座、外蓋固定連接并形成環(huán)形腔18 (即油箱)；
[0026]活塞桿與活塞固定連接；
[0027]單向閥、安全閥、液控單向閥、雙向液壓泵之間的流道都集成(或大部分)在缸座內(nèi)；
[0028]對(duì)于深海環(huán)境使用作動(dòng)器，補(bǔ)償器(如采用柱塞型)安裝在環(huán)形腔18上；
[0029]對(duì)于常規(guī)環(huán)境使用的作動(dòng)器，如(圖3)補(bǔ)償器采用彈簧機(jī)構(gòu)；或(圖4)壓縮氣體機(jī)構(gòu)。
[0030]下面以深海環(huán)境時(shí)的結(jié)構(gòu)(圖2)為例，說明作動(dòng)器的工作原理，使用時(shí)，作動(dòng)器通過電纜接插件與外部通電。
[0031]當(dāng)需要油缸的活塞桿伸出時(shí):雙向液壓泵正轉(zhuǎn)，Cl 口為出油口，C2 口為進(jìn)油口，液控單向閥6打開，同時(shí)液控單向閥8在X2 口的作用下打開。Cl 口壓力油通過液控單向閥6進(jìn)入a 口，a 口通向液壓缸的無桿腔，油缸的活塞桿伸出。有桿腔的回油經(jīng)b 口、液控單向閥b，進(jìn)入雙向液壓泵吸油口 C2。油箱內(nèi)的油液由于補(bǔ)償器作用保持為海水壓力。由于液壓缸進(jìn)油量大于液壓缸回油量，雙向液壓泵C2 口壓力降低，油箱中油液在海水壓力的作用下，打開單向閥12為回油路的C2 口補(bǔ)油。當(dāng)Cl 口超過安全閥調(diào)定壓力時(shí)，安全閥打開，Cl口的壓力油經(jīng)單向閥4、安全閥、單向閥10進(jìn)入回油路。
[0032]當(dāng)需要油缸的活塞桿縮回時(shí):雙向液壓泵反轉(zhuǎn)，C2 口為出油口，Cl 口為進(jìn)油口，液控單向閥8打開，同時(shí)液控單向閥6在Xl 口的作用下打開。C2 口壓力油通過液控單向閥8進(jìn)入b 口，b 口通向液壓缸的有桿腔，油缸的活塞桿縮回。無桿腔的回油經(jīng)a 口、液控單向閥a，進(jìn)入雙向液壓泵吸油口 Cl。由于液壓缸回油量大于液壓缸進(jìn)油量，雙向液壓泵Cl 口壓力升高，打開單向閥4，回油路的多出的油液克服油箱中海水壓力進(jìn)入油箱。當(dāng)C2 口超過安全閥調(diào)定壓力時(shí)，安全閥打開，C2 口的壓力油經(jīng)單向閥11、安全閥、單向閥5，進(jìn)入回油路。
[0033]當(dāng)需要調(diào)整油缸活塞桿縮回或伸出速度時(shí):通過控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)整液壓泵的流量，從而控制油缸活塞桿縮回或伸出速度。
[0034]當(dāng)需要鎖緊油缸時(shí):伺服電機(jī)停轉(zhuǎn)，液壓泵停轉(zhuǎn)，由于系統(tǒng)內(nèi)泄，X1、X2 口壓力降低，液控單向閥6、液控單向閥8關(guān)閉，將油缸鎖緊。
[0035]深海環(huán)境與常規(guī)環(huán)境與補(bǔ)償器略有不同，深海環(huán)境采用如柱塞型補(bǔ)償器，常規(guī)環(huán)境采用彈簧或壓縮氣體做補(bǔ)償器，其作用是形成補(bǔ)償進(jìn)出油箱油液的變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種插電式集成液壓作動(dòng)器，其特征在于，具有中心帶桿油缸(7)及以帶桿油缸(7)缸壁為內(nèi)缸壁的環(huán)形腔(18)，環(huán)形腔上設(shè)置有補(bǔ)償器(14);帶桿油缸(7)及環(huán)形腔(18)支承在缸座(26)上；缸座中部設(shè)置有安裝空間(13);全部流道采用了集成在缸座的內(nèi)部安裝空間(13)內(nèi)，設(shè)置有一臺(tái)伺服電機(jī)(I)、六個(gè)單向閥、兩個(gè)液控單向閥，一個(gè)安全閥，由以下的方式進(jìn)行閥系設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)帶桿油缸(7)中作動(dòng)桿件的變速、換向、自動(dòng)補(bǔ)油、鎖緊、安全控制: 第一單向閥(3)的出油口、第二單向閥(4)的進(jìn)油口、第三單向閥(5)的出油口與第一液控單向閥(6)的進(jìn)油口、第二液控單向閥(8)的控制口 X2、雙向油泵的出油口 Cl連接；第一液控單向閥(6)的出油口與a 口連接，a 口通向液壓缸的無桿腔；第四單向閥(10)的出油口、第五單向閥(11)的進(jìn)油口、第六單向閥(12)的出油口與第二液控單向閥(8)的進(jìn)油口、第一液控單向閥(6)的控制口 X1、雙向油泵的出油口 C2連接；第二液控單向閥⑶的出油口與b 口連接，b 口通向液壓缸的有桿腔；第一單向閥(3)、第六單向閥(12)的進(jìn)油口與T 口連接、T 口連油箱；第二單向閥(4)、第五單向閥(11)的出油口與安全閥(9)的進(jìn)油口連接；第三單向閥(5)、第四單向閥(10)的進(jìn)油口與安全閥(9)的出油口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之插電式集成液壓作動(dòng)器，其特征在于，所述補(bǔ)償器可采用柱塞型或彈簧或壓縮氣體型補(bǔ)償器。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種插電式集成液壓作動(dòng)器，具有中心帶桿油缸7及以帶桿油缸7缸壁為內(nèi)缸壁的環(huán)形腔18，環(huán)形腔上設(shè)置有補(bǔ)償器14；油缸7及環(huán)形腔18支承在缸座26)上；缸座中部設(shè)置有安裝空間13；全部流道采用了集成在缸座的內(nèi)部安裝空間13內(nèi)。本發(fā)明將伺服電機(jī)與油泵、油箱、油缸、補(bǔ)償器、電源接插件等進(jìn)行高度集成化設(shè)計(jì)，形成一個(gè)獨(dú)立控制的作動(dòng)器，插電就可動(dòng)作、可獨(dú)立安裝、獨(dú)立使用，也可用在主機(jī)中實(shí)現(xiàn)功率電傳，液壓傳動(dòng)由分配式供能向分布式供能轉(zhuǎn)變。由于其獨(dú)特的性能，本發(fā)明在航空領(lǐng)域、深海設(shè)備、電動(dòng)工程機(jī)械、機(jī)器人等方面有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】F15B11-08, F15B15-18
【公開號(hào)】CN104564865
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014169
【發(fā)明人】王國志, 于蘭英, 劉桓龍, 吳文海, 鄧斌, 秦劍
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日