[发明专利]一种可平衡重力的双作用单出杆对称液压缸

说明书

本发明属于液压伺服执行元件领域，并具体公开了一种可平衡重力的双作用单出杆对称液压缸。该液压缸包括缸筒、顶部端盖、底部端盖、中空活塞杆、活塞和缸内油管，其中：缸筒竖直放置，其上方通过顶部端盖进行密封，其下方通过底部端盖进行密封；中空活塞杆穿过顶部端盖进入缸筒的内部，其下端与活塞连接，以带动活塞上下运动；缸内油管穿过活塞进入中空活塞杆的内部。本发明中缸筒与中空活塞杆之间的环形截面面积等于缸内油管的外圆截面面积，从而实现对称往复运动，并且所需安装空间较小，同时通过设置第三工作腔用于平衡重力，不需要额外配置液压缸，故对于该液压缸运动可采用对称伺服阀进行控制，控制精度更高。

技术领域

本发明属于液压伺服执行元件领域，更具体地，涉及一种可平衡重力的双作用单出杆对称液压缸。

背景技术

双作用液压缸是指能由活塞的两侧输入压力油的液压缸。现有的双作用对称液压缸多为双出杆，在工作时，液压缸两端均有活塞杆伸出，因此所要求的工作空间较大，在仅有单侧有负载时，液压缸另一端的空间被浪费。

当负载为竖直方向时，现有双作用对称液压缸极大提高了安装高度或需在地底打孔，且进行对称控制时需额外配备液压缸平衡重力，极大地浪费了空间资源和财力资源。然而在要求负载在竖直方向进行往复对称运动的场合，由于平衡重力后，对称液压缸便于控制，控制算法简单易行；控制系统的测量和指令不需要进行换算，从而控制精度更高；伺服阀不需要配用非对称定制阀，成本更低等特性，对称液压缸的需求量大。

因此，针对上述需求，设计一种空间体积小、安全、低成本、高精度、便于控制且集驱动和平衡重力为一体的对称液压缸，对于液压系统体积的减小、成本的降低、负载运动的精确控制和控制算法的优化具有十分重要意义和工程应用价值。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可平衡重力的双作用单出杆对称液压缸，其中缸筒与中空活塞杆之间的环形截面面积等于缸内油管的外圆截面面积，从而保证第一工作腔和第二工作腔有效作用面积相等，实现对称往复运动，同时设置第三工作腔用于平衡重力，能够有效提高运动控制的精确性并减小安装空间。

为实现上述目的，本发明提出了一种可平衡重力的双作用单出杆对称液压缸，其包括缸筒、顶部端盖、底部端盖、中空活塞杆、活塞和缸内油管，其中：所述缸筒竖直放置，其上方通过所述顶部端盖进行密封，其下方通过所述底部端盖进行密封；所述中空活塞杆穿过所述顶部端盖进入所述缸筒的内部，其下端与所述活塞连接，以带动所述活塞上下运动；所述缸内油管穿过所述活塞进入所述中空活塞杆的内部；

所述中空活塞杆与缸筒之间的空间构成第一工作腔，并与所述顶部端盖上的第一工作口连通；所述缸内油管的内部空间构成第二工作腔，并与所述底部端盖上的第二工作口连通；所述缸筒与中空活塞杆之间的环形截面面积等于所述缸内油管的外圆截面面积，以保证所述活塞运动的对称性；所述缸内油管与缸筒之间的空间构成第三工作腔，并与所述缸筒上的第三工作口连通，用于平衡负载重力。

作为进一步优选地，所述顶部端盖的下端设置有环形凹槽，同时所述活塞的上端设置有环形凸台，两者相互配合形成间隙节流,用于上行行程末端缓冲。

作为进一步优选地，所述底部端盖的上端设置有环形凹槽，同时所述活塞的下端设置有环形凸台，两者相互配合形成间隙节流,用于下行行程末端缓冲。

作为进一步优选地，所述中空活塞杆与顶部端盖之间设置有顶部端盖密封。

作为进一步优选地，所述活塞与缸筒之间设置有活塞密封。

作为进一步优选地，所述缸内油管与活塞之间设置有活塞内密封。

作为进一步优选地，所述缸内油管的顶部设有导向法兰，同时该导向法兰的下部设有补油孔。

作为进一步优选地，所述缸内油管的长度大于所述缸筒的长度。