[发明专利]自带泵一体化调速调压伺服油缸

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压油缸，尤其涉及一种利用单片机控制，直接通过电机带动小型泵驱动的液压油缸。属于自动控制技术领域的伺服液压油缸。

背景技术

在中小型机器人的设计制造中，普遍使用的是高精度的电机和相应大减速比的减速器，以较高的电机速度获得理想的力矩和速度输出。要确保足够的强度，零配件自身的重量就会很大。造成整机尺寸过大，耗能高。而且高精度的电机和相应高精度大减速比的减速器制造难度大，工艺要求极高，价格昂贵，而且越小型化问题越突出。传统液压系统虽然也能够得到理想的力矩和速度输出，但只适用于大型的机械设备使用，若小型化后应用于中小型机器人中，外部的传统接头、复杂管路、换向阀、节流阀等器件将会使装置的重量、整机尺寸、耗能和成本成倍提高，而且装配工艺复杂，维护成本高，故障率高，过长的管路也使得电能——机械能转换效率降低。

为了充分利用已有技术来克服现有技术的不足，本发明将调速电机、驱动泵、开关式止动阀、伺服油缸组合在一起，成为结构紧凑的一体化调速调压伺服油缸。由于省去了外部的传统接头、复杂管路、换向阀、节流阀等器件而采用电机带动的泵直接驱动并控制伺服油缸，没有了长而复杂的管路，在伺服油缸在不动作时泵也是不工作的，所以整体重量轻，耗能也相对传统结构少得多。综合的电能——机械能转换效率和响应速度比传统液压系统高。一体化调速调压伺服油缸不涉及复杂精密的齿轮传动结构，大大降低了制造工艺、制造周期和制造成本。也更加容易实现整个伺服液压系统集成化、小型化。对伺服油缸的控制就和使用减速电机一样容易，只需控制电机的转向和速度就可以，在以较低的能量输入得到相同理想的力矩和速度输出的同时，减少了零件数量，降低故障率，简化了装配工艺和整机结构。适用安装在如拟人机器人、灵巧手等空间狭小、结构复杂、控制单元数量大而控制精度要求、力矩和速度要求很高的装置中。

发明内容

液压油缸腔体内设有活塞和与之相连的活塞杆，活塞一侧的腔体为有杆腔，活塞另一侧的腔体为无杆腔，止动阀阀腔内设有可通电产生磁性的线圈，控制管路开启关闭的柱塞阀芯，阀芯的一端连接有复位弹簧；另一端带通孔柱塞在得电吸合时可使两端控制阀口导通(或关闭)，控制阀口两端与前端前油管和后端泵体相通；前油管与有杆腔相通，后油管与泵相通。电机启动的同时止动阀吸合，两端控制阀口导通。电机正转时，有杆腔内的油经过前油管——开关式止动阀——泵——后油管进入无杆腔腔体，反转时，无杆腔内的油经过后油管——泵——开关式止动阀——前油管进入有杆腔腔体。活塞两端一端为推，另一端就吸。停止时，电机停转，开关式止动阀锁死，活塞杆锁死在停止位置。通过读取码盘调整电机的速度以达到控制活塞杆停止位置的目的。

附图说明

附图1为本发明实施例装置的整体立体半切剖视图

附图2为本发明实施例装置的阀体关闭位置立体半切剖视图

附图3为本发明实施例装置的阀体开启位置立体半切剖视图

一体化伺服液压油缸。其包括包含(2)缸体外壳、(21)缸体端盖、(4)活塞、(11)活塞杆、(1)前端盖、(5)后端盖、(3)前油管、(15)后油管组成的油缸体。油缸体后设有开关式止动阀，止动阀包括(6)线圈、(7)阀腔、(13)柱塞阀芯、(12)复位弹簧、开关式止动阀后设有连接码盘的电机和泵，其包括(10)电机定子、(18)电机转子、(16)电机轴、(19)电机端盖、(9)电机及阀体端盖、(14)泵至阀口端盖管路、(20)码盘、(17)泵腔、(8)泵转子。

具体实施方式

如附图1整体立体半切剖视图所示，本发明的一体化伺服液压油缸主要由4个部分组成。

1、液压油缸部分，其包括包含(2)缸体外壳、(21)缸体端盖、(4)活塞、(11)活塞杆、(1)前端盖、(5)后端盖、(3)前油管、(15)后油管组成。

2、开关式止动阀部分，止动阀包括(6)线圈、(7)阀腔、(13)柱塞阀芯、(12)复位弹簧、

3、设有连接码盘的电机，其包括(10)电机定子、(18)电机转子、(16)电机轴、(19)电机端盖、(9)电机及阀体端盖、(20)码盘、

4、泵体部分，包括(14)泵至阀口端盖管路、(17)泵腔、(8)泵转子。

基本原理是；单片机依靠码盘反馈获得转速数据并控制电机，并同时控制止动阀。电机带动小型泵高速旋转，将动能传递至液压油从而驱动液压油缸。电机正转时，有杆腔内的油经过前油管——开关式止动阀——泵——后油管进入无杆腔腔体，反转时，无杆腔内的油经过后油管——泵——开关式止动阀——前油管进入有杆腔腔体。