[发明专利]一种阀套可随动的机械反馈式数字液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及数字液压技术领域，具体涉及一种阀套可随动的机械反馈式数字液压缸。

背景技术

传统的数字液压缸基本分为步进/伺服电机直接驱动和控制液压阀的阀芯运动，配以滚珠丝杠与阀芯直接连接的机械反馈结构，可以实现直接数字信号控制，并且能达到0.01mm的位置控制精度。但是，由于阀芯一端与步进/伺服电机的输出轴联接，另一端与液压缸的滚珠丝杠联接，两端会同时受到步进/伺服电机的推动力和滚珠丝杠的反馈力，在全工作周期内不易实现推动力和反馈力的动态匹配，影响了阀芯及液压缸的动态响应，也存在着失效隐患。

发明内容

针对上述存在问题，本发明提出一种阀套可随动的机械反馈式数字液压缸结构，可以解决数字液压缸阀芯的两向固联问题，从根本上改善阀芯的受力情况，从而使阀芯运动性能得到提高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阀套可随动的机械反馈式数字液压缸，包括伺服电机、螺杆、阀芯、阀套、阀体、滚珠丝杠、丝杠螺母、活塞杆、缸体，伺服电机的主轴通过联轴器与螺杆一端连接，螺杆另一端与阀芯的内螺纹相配合，阀芯嵌装于阀套内，螺杆可带动阀芯沿阀套轴向滑动，阀套嵌装于阀体内，阀芯的外侧壁设有多个凸台，阀套的内侧壁设有与阀芯的凸台相对应的沟槽，阀芯和阀套配合构成三位四通液压阀，阀体侧壁径向设有与三位四通液压阀相对应的油路通孔，阀套在靠近缸体端设有内螺纹与滚珠丝杠一端的外螺纹相配合，阀套在滚珠丝杠带动下可沿阀体轴向滑动，滚珠丝杠另一端嵌装于空心的活塞杆中，丝杠螺母设置在活塞杆的活塞上，滚珠丝杠只能做转动，所述活塞杆在内部摩擦力及外负载的作用下，只能做平动，不可做转动。

本发明在数字液压缸阀芯外侧增加了阀套结构，通过阀套的随动实现液压缸的位置动态反馈，从而断开了阀芯与滚珠丝杠的机械联接，改善了阀芯的可控性。本发明的阀芯由伺服电机带动控制，阀套由滚珠丝杠带动控制，通过对反馈阀套与阀芯二者相对运动的控制，实现对数字液压缸位移的闭环数字控制。

与传统数字液压缸相比，本发明具有如下技术优势：

(1)控制系统简单

采用高精度的滚珠丝杠实现数字液压缸的反馈控制，并利用阀芯和阀套的相对位置来控制阀的开度大小，不需要复杂的控制系统，因此该控制系统相对于普通数字液压缸更简单。

(2)可靠性高

在数字液压缸内部采用全机械式高精度反馈，大大提高了数字液压缸的内部传动的可靠性，使液压缸工作安全可靠。

附图说明

图1是阀套可随动的机械反馈式数字液压缸的结构示意图。

图2是图1的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明：

如图1～2所示，机械反馈式数字液压缸由伺服电机1、联轴器2、螺杆3、阀芯4、密封圈5、阀前盖6、阀套7、阀体8、缸后盖9、密封圈10、轴承11、滚珠丝杠12、丝杠螺母13、活塞杆14和缸体15组成。伺服电机1用于接收脉冲信号并通过联轴器2将旋转运动传递给螺杆3，螺杆3与阀芯临近伺服电机1一端的内螺纹相配合，阀芯4嵌套于阀套7内并可轴向滑动，阀套7嵌套于阀体8内并可轴向滑动，该阀套7靠近缸体一端设有内螺纹并与滚珠丝杠12一端的外螺纹相配合，丝杠螺母13固定于活塞杆14一端，滚珠丝杠12嵌套于空心的活塞杆14中，只能做旋转运动。活塞杆14在内部摩擦力及外负载的作用下，只能做平动，不可转动。阀体8两端固定连接缸后盖9和阀前盖6，缸后盖9与缸体15连接，阀前盖6与伺服电机1的外壳连接。缸体15的无杆腔端部设有轴承，轴承通过缸体15和缸后盖9实现轴向固定，只可旋转，用于支撑滚珠丝杠。阀体8开有轴向的圆柱形孔，用于嵌装阀套7，阀芯4的外侧壁设有四个凸台c、d、e、f，阀套7的内侧壁设有与阀芯的四个凸台相对应的沟槽，阀芯4和阀套7配合构成三位四通液压阀，阀体15侧壁径向设有与三位四通液压阀相对应的油路通孔A、B、T、P，阀体侧壁的油路通孔开口位置处设有轴向扩展的油路开口槽，每个油路开口槽之间以及油路开口槽与阀体端面之间互不连通。油路开口槽的孔径为油路通孔直径的3倍。

如图2所示，阀芯4和阀套7配合构成的三位四通液压阀中，阀套7和阀体8的轴向依次排列对应T、A、P、B接口的油孔和油路，阀芯4分别对应的A、B接口油孔的凸台d、e与阀套7的内壁之间围成与P口连通的空腔，凸台c与凸台d之间、凸台e与凸台f之间与阀套7的内壁围成与T接口连通的空腔。