[发明专利]柔性缸体液压机构

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种机械技术领域的液压机构，具体是一种柔性缸体液压机构。

背景技术

在天文望远镜用的微位移促动器中，为了同时满足微位移驱动器的大行程、高精度以及大负载的技术要求，需要加入运动缩放机构。其中液压机构传递动力大，运动平稳；与其它机构相比可在很大范围内实现无级调速，可实现大缩放比；反应快，冲击小，能高速起动、制动和转向；易于实现过载保护，适用于运动缩放机构。

液压缩放机构主要由连接运动输入/输出端的活塞、液压油液以及口径不同的液压缸组成，通过缸体的口径大小不同实现传动比。传统液压机构存在着液压油泄漏及可压缩性，缸体变形，活塞与缸体之间的摩擦乃至爬行，传递过程中能量的损失造成的传动效率低等问题，这对于微位移促动器的分辨率要求是十分有害的；同时，传统液压机构元件制造精度高，制造成本高，液压机构在平时运行中需要专业技术人员较高水平的维护，日常运行、维护成本较高。

经对现有技术文献的检索发现，于靖军等在《航空学报》(ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA)2004年1月第25卷第1期上发表的“全柔性微位移放大机构的设计技术研究”，该文中提出全柔性微位移放大机构，即全部机构采用柔性铰链以及柔性杆件材料代替传统杠杆机构，以克服摩擦、空回等问题。其主要不足在于：由于全部采用柔性部件，柔性杆件的弹性变形导致传动比非线性问题突出。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种基于柔性封闭式缸体的液压缩放机构，使其采用柔性管代替传统液压机构缸体，通过对柔性缸体轴向挤压、伸缩运动代替传统液压机构中活塞与缸体之间的摩擦运动。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明包括：第一柔性缸体壁、运动输入端、运动输出端、第二柔性缸体壁、连接板、液压油、油箱，其中：第一柔性缸体壁一端与运动输入端密封固接，另一端与连接板密封固接，第二柔性缸体壁一端与运动输出端密封固接，另一端与连接板密封连接，第一柔性缸体壁的直径大于第二柔性缸体壁的直径，连接板上和第一柔性缸体壁、第二柔性缸体壁相对的位置设有通孔，连接板和油箱之间密封连接，油箱内装有液压油。

所述运动输入端与连接板之间设有第一弹簧，第一弹簧处于压缩状态。

所述第一弹簧设置在第一柔性缸体壁内部，既可以使系统外观结构简洁，也可以有效的解决长期使用过程中弹簧出现锈蚀等问题。

所述运动输出端和连接板之间设有第二弹簧，第二弹簧处于压缩状态。

所述第二弹簧，其弹性系数和直径均小于第一弹簧的弹性系数，以避免运动端产生微量位移时弹簧的负载能力发生较大波动。

所述连接板，其通过紧固螺钉、螺母、弹簧垫圈与油箱密封连接。

所述连接板与油箱之间设有密封圈。

所述油箱，其底部设有注油口，注油口用密封螺钉密封。

所述油箱，其底部为锥体状，可以有效的避免在灌油过程中系统内残留的气泡。

所述第一柔性缸体壁和第二柔性缸体壁，其口径不同，实现了一定的传动比，利用柔性缸体壁受力时具有良好的轴向收缩特性以及一定的径向刚性，可在毫米量级的小范围内实现传动功能。

所述第一柔性缸体壁、第二柔性缸体壁，其轮廓线形状为拟正弦曲线、波纹曲线、锯齿形曲线等曲线形式。

所述第一柔性缸体壁、第二柔性缸体壁，其长度为轮廓线波长的整数倍，即整个轮廓线为周期的整数倍，在一个整周期内，柔性缸体壁在受到轴向拉伸及挤压时，波峰与波谷的径向变形量可实现互补，在实际应用过程中，较多的周期个数将降低减低柔性缸体壁的刚性，在缸内液体压强作用下，会导致缸体沿径向产生微量的变形，因而柔性缸体壁的周期个数不宜过多，缸体壁长度不宜过长，在位移输入端的缸体壁满足位移量要求得前提下越短越好。

所述连接板，其设有的通孔由若干个均匀分布的节流孔组成，为整个系统提供一定量的阻尼，防止系统瞬态相应出现较大的超调。

所述第一弹簧、第二弹簧为圆截面的圆柱弹簧，由于工作空间限制、加工成本，以及圆柱弹簧弹性系数接近常数的特性，第一弹簧和第二弹簧采用圆截面的圆柱弹簧来分担外界载荷。

所述液压油，选用高粘稠度类型，通过粘稠度高的新型石油型液压油液可加大系统阻尼，同时可以有效降低体积膨胀系数，且安全性、稳定性好。