[发明专利]全工位压力控制装置、液压驱动机构及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种全工位压力控制装置、液压驱动机构及其应用。

背景技术

直线驱动机构在工程上经常使用，主要包括液压缸、气弹簧和气压缸等。其中，液压驱动由于其更容易获得较大的力和力矩，更易于实现往复运动和实现较大范围的无极变速的原因，更加适用于工程。

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠，在实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用，但是如果想让其在行程范围内的任意位置停止，需要添加行程开关、手动阀或者控制器等硬件进行配合，增加投入成本，且不易安装或维修。

气弹簧是一种可以起支撑、缓冲、制动、高度调节及角度调节等功能的工业配件，它由以下几部分构成：压力缸、活塞杆、活塞、密封导向套、填充物、缸内控制元件与缸外控制元件和接头等。原理是在密闭的压力缸内充入油气混合物，使腔体内的压力高于大气压的几倍或者几十倍，利用活塞杆的横截面积小于活塞的横截面积从而产生的压力差来实现活塞杆的运动。

现有气弹簧的种类主要包括自由型气弹簧、自锁型气弹簧、平衡式气弹簧和牵引式气弹簧，其中自由型气弹簧和牵引式气弹簧均不能实现在空间任意位置停住，只能在最大行程处停住，且气弹簧长时间工作使用后会导致寿命短。

而自锁型气弹簧和平衡式气弹簧虽然能够实现在任意位置停住，但是其停止在某一位置处，有很大的锁紧力，需要复杂的机械结构，制造起来非常复杂、不易调节，且制作成本高，价格昂贵，且一旦超过了锁紧力，锁紧就会失效，不能施加较大的牵引力，因此这种气弹簧通常只使用于医疗器械上，并不适合机械工程应用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种全工位压力控制装置、可调载荷液压缸及其应用，本发明利用简单的机械结构就具有在任意位置停止的功能，实现全工位工作，同时也可根据工作环境等灵活调整载荷。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一目的是提供一种全工位压力控制装置，该控制装置能够使活塞具有在任意位置停止的功能。

一种全工位压力控制装置，包括设置于活塞杆上的活塞，所述活塞至少设置有两个开向相反的单向阀，关闭的单向阀使活塞两端的受压压力腔不连通；

通过对活塞施加大于受压压力腔压力的力，使对应方向的单向阀打开，活塞沿该方向移动，直到施加的力小于受压压力腔的压力，活塞停止移动，实现活塞的任意位置停止。

进一步的，每个单向阀均包括中空紧固件、弹性件和阀芯，所述中空紧固件对弹性件施加力，以使其压缩并抵靠阀芯，对单向阀阀门实现封堵；

当活塞两端的压力腔中任一腔体产生的压力克服弹性件对阀芯的施加力时，对应开向的单向阀导通，直至恢复平衡，实现活塞在活塞杆上任意位置的停止。

进一步的，所述活塞与活塞杆的连接端部设置有密封圈。

此处的密封圈优选为O型橡胶密封圈，O型橡胶密封圈的体积小，且与活塞杆的形状相适配，更易装配。当然，本领域技术人员能够在本发明的工作原理的基础上将O型橡胶密封圈替换为其他形状或使用其他材质，这些均属于常规替换，应当属于本发明的保护范围。

进一步的，所述活塞与缸体的接触处设置有密封圈。

此处的密封圈优选为YX唇型密封圈，YX唇型密封圈更适用于往复运动，且与密封副耦合面更好的紧贴。当然，本领域技术人员能够在本发明的工作原理的基础上将YX唇型密封圈替换为其他形状，这些均属于常规替换，应当属于本发明的保护范围。

进一步的，所述弹性件为弹簧，且弹簧的直径根据压力控制装置所受的载荷确定。

进一步的，中空紧固件为中空螺钉。优选为中空内六角螺钉，能够较好的使压力腔中的填充物流动，同时能够固定在活塞中。

进一步的，所述单向阀包括弹性件、卡块和卡槽，活塞的中空腔里面设置卡槽，利用弹性件将与卡槽形状相配合的卡块进行封堵，当压力大于弹性件的卡合力之后，卡块和卡槽不紧密接触，填充物流动，直至恢复平衡，实现活塞在活塞杆上任意位置的停止。

所述单向阀包括锥台，活塞的中空腔里面设置锥孔，通过锥孔与锥台的配合来实现闭合与打开。

本发明的第二目的是提供一种可调载荷液压缸，该液压缸基于上述压力控制装置，在压力控制装置实现任意位置可停时，使该液压缸实现了可调载荷的功能，同时，该可调载荷液压缸工作介质为液压油，不存在疲劳问题，且单向阀的弹性元件只在开启时受力，有效延长了使用寿命。