[发明专利]微型数字油缸

说明书

本发明涉及一种微型数字油缸，缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套，活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；阀套内配合连接有活塞，活塞前端通过垫套与缸体连接，活塞与垫套之间相对运动，活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与P口相连通；阀套上开有小孔，一个小孔接通的回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。

技术领域

本发明涉及一种微型液压缸数字控制元件，尤其是一种微型数字油缸。

背景技术

传统液压滑阀阀芯控制采用电磁铁或力矩马达控制阀芯位移，它们输出的力或力矩精度都很差(10％左右)，要达到高精度控制必须通过反馈(位置电反馈LVDT，或弹簧反馈)修正，另外电磁铁或力矩马达输出功率非常小，无法直接驱动大流量阀芯，只能通过多级控制来解决问题，能耗大。尤其是油泵的排量控制，利用弹簧和阀的复杂结构达到控制的目的，能耗更大，精度更差，调节很困难，无法达到精确控制目的。众所周知，近几年电气控制技术的进步速度远远比机械液压控制技术快得多，已经到了不得不把电气控制技术应用到液压技术中，真正实现把能量传递(传动)由液压完成，控制完全交给电来完成；如果不这样，液压传动应用领域会进一步被电传动大幅度压缩(近几年这种情况愈演愈烈，例如电动缸等)。

基于现有油缸的数字控制技术，需要设计一种新的油缸结构，利用电机的步进(或伺服)控制，通过电机的微小信号输出，带动油缸活塞产生微小的直线位移，从而实现了数字油缸的微型化。

发明内容

本发明是要提供一种微型数字油缸，该油缸可以实现电液一体化控制，主要利用电机的步进(或伺服)控制，电机的转角和转速都可以实现微小的数字信号输出，通过电机输出轴带动阀套转动，接通高压油路，高压油路进入活塞的两腔产生压力差，从而推动活塞进行往复直线运动；电机输出的数字信号和油缸活塞实现微小的直线运动距离(位置)成一定比例关系，最终实现油缸活塞数字化位移输出；在实际应用中，可以替代电磁铁、力马达的控制功能，输出精度及输出功率均高于电磁铁、力马达控制。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种微型数字油缸，包括电机、缸体、阀套、活塞，所述缸体内配合连接安装旋转密封圈的阀套阀套通过卡环与缸体轴向固定连接，阀套后端的连接轴通过联轴器与电机的输出轴连接，电机通过安装座与缸体固定连接；安装座通过安装板与电机固定；所述阀套内配合连接有活塞，所述活塞后部圆形槽端面与阀套内孔端面之间设有波形弹簧，活塞前端通过垫套与缸体连接，且活塞与垫套之间相对运动，活塞与垫套之间装有多个钢球，所述活塞与阀套两端之间分别形成一个回油腔和一个压力油腔，所述活塞上开有两根螺旋槽和小孔，一个小孔连通回油腔T作为活塞的T口，另一个小孔连通压力油腔P作为活塞P口，两条螺旋槽与活塞P口相连通；所述阀套上开有小孔，一个小孔接通回油腔作为阀套T口，另一个小孔接通压力油腔P腔作为阀套P口；所述缸体端面开有压力油进油口，压力油进油口通过活塞P口与压力油腔P相连通。

进一步，所述电机为含有驱动器的步进电机或伺服电机。

进一步，所述微型数字油缸通过螺钉连接被控制元件，通过电机转角、转速的数字量输出来控制活塞直线运动的数字量输出，并由活塞推动被控制元件实现数字位移量移动。

进一步，在微型数字油缸不工作时，压力油从被控制元件的压力油输出口进入到阀套的压力油腔，所述阀套P口和阀套T口分别与活塞的螺旋槽相切，压力油进入螺旋槽后分两路，一路通过螺旋槽、阀套T口进入回油腔T，另一路通过活塞P口进入压力油腔P，压力油腔P压力为进油压力的一半，被控制元件的阀芯压力与压力油腔P压力相等，使活塞不运动。