[实用新型]一种挠性位移传递机构

说明书

技术领域

本实用新型属于机械、流体设备中自动控制的位移信号采集的机构，特别是一种挠性位移传递机构，适用于液压、气动和机电控制系统。

背景技术

在一些液压、气动或机电控制系统中，运动部件或零件移动到位，应该使相应传感器产生工作信号，依据设计的要求，使得此运动部件或零件改变运动方向、停止或是使其他机构启动等，以此完成工作循环或是随后的其他部件或设备的运转，其中，使上述系统中，运动部件或零件移动的信号传递到位移传感器的机构即位移传递机构，通常采用一般机械刚性元件或其多种元件组合而成，例如：连杆、齿轮、杠杆等，但是它们经常受到传递的距离、环境和结构复杂的限制为设计带来了极大的困难，尤其在液压、气动系统或机电控制系统中要求位移传递机构处于压力环境和安装尺寸狭小的环境下，其反映的矛盾尤为突出，甚至于在某些要求条件下是不可能实现的。比较典型的例子是在液压系统的压力转换系统，即常用的增压器的活塞运动的换向器，它们通常采用的是机械推杆、杠杆或齿轮即刚性元件的位移信号传递机构。

在流体即液压/气动的高压和超高压增压/增流（减压）系统中，轴向运动的双向增/减压器是增/减压装置的最主要选择（为简明，以后叙述均以增压器为代表）。其中，保证增压器同轴大、小活塞自动往复运动的装置就是换向机构。换向机构的作用是：在大、小活塞运动到位之前，通过推动低压缸内同轴的换向杆、联动机构、采用接触或非接触方式使换向传感器响应。然后，由信号放大和方向控制阀系统工作，使左右低压缸的供液/排液换向，完成活塞向相反的方向运动。如此循环的往复动作使增压器完成连续的自动增压作用。对于减压器或称增流器也同样适用。以非接触式磁性信号产生方式为例，敏感元件选用磁铁，它在信号管内运动的信号由其外面固定的传感器，如霍尔元件或磁性感应开关感知，此后信号通过上述信号/控制系统和执行装置如换向阀，完成增压器的换向动作。通常，低压缸内的推杆以及联动机构同敏感元件的运动方向同活塞的运动方向一致，即轴向运动方式。图1给出一个典型的双向增压器包括其位移信号的传递装置的示例。在低压活塞即大活塞向一个方向触动突出在低压缸的垂直侧板上的初级推杆，此推杆再推动轴线平行的偏心顶杆，此顶杆接着推进在信号管内的磁铁，使传感器感知信号。然后，通过信号转换放大和执行装置，使进、出双向增压器的低压缸的左、右两条油路换向，因此完成了增压器同轴活塞运动的方向转换，即完成换向动作。给出图1的结构是普遍采用的一种双向增压器的自动换向机构。例如美国的FLOW公司的超高压水射流系统双向增压器采用的换向器，就有属于此类结构。可以看出，此类结构存在三项明显的局限性和缺点。其一，可以采用这种平行或轴向换向机构的先决条件是低压油缸的内径必须大于高压缸的外径，由图1上给出的，D2必须大于D1。考虑到低压缸的密封装置的安排和推杆的安装尺寸，此两个直径的差距必须要达到某一个最低值，否则就不可能采用此种结构。其二，由于此类增压器的上述直径差D2-D1比较小，推杆的直径尺寸受到了极大的限制，以现有的400MP a的水射流切割机为例，此种增压器的推杆，直径只在4mm 左右。它同直径100 mm左右直径的大活塞相比，其差距之大可以看出。如果相关的零件设计和工艺难以避免一些偏差时，在快速的活塞往复冲撞运动中，运动卡滞、零件弯曲甚至损坏的现象时有发生。因此，上述问题的出现，必然影响到增压器的正常运转。其三，低压缸的缸体和挡块之间的液压密封有可能也处于此直径差较小的环形范围之内，加之考虑推杆运动要留出随行油路畅通的间隙，这时又对此类换向机构零件的径向尺寸提出了更为苛刻的条件。上述的諸多矛盾，一直是选择轴向换向装置要慎重考虑的和必须认真解决的问题或是难题。但是，随着超高压的压力上限不断的提高，例如，要求高压达到800—2000MP a的范围，此时高压缸的外直径D1加大，经常接近低压活塞的直径D2，甚至还大于此尺寸。因此，上述的平行刚性推杆位移信号传递装置的换向装置就很难得以采用。当然，在垂直方向安置信号管，采用机械的方向转换机构能够达到此项要求。事实上，此时要带来运动方向转换和涉及总体设计的问题，有时不得不带来结构加大或是机构复杂化的结果。因此，寻求不但能够适用于信号管平行布置，也能够应用在垂直方向甚至于空间任意方向布置的换向器位移信号的传递方法是极为迫切的要求。即要求有适用于各种形式增压器的简便、可靠的换向装置。此课题是目前双向自动增/减压器的系统中以及各种机械系统的位移信号传递中亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种挠性位移传递机构，通过挠性体将微小位移量不受零件的相对空间位置安排的限制直接传递到便于检测的位置。