[实用新型]曲柄滑块式反馈数字液压缸

说明书

技术领域

本发明涉及数字液压缸领域，尤其涉及一种曲柄滑块式反馈数字液压缸。

背景技术

液压缸是液压系统的核心件，是液压执行元件，能量转换装置。随着社会工业的需要对液压元件控制的精准度提出更高的要求，显然，传统的液压技术不管是精准度还是控制方面都达不到现有的工业生产要求。

因此，为了克服传统液压缸的精确度差的问题，数字液压缸应运而生，数字液压缸是将步进电机、液压滑阀、反馈机构集合在液压缸内部，使用时，接通液压油源，所有的功能直接通过可编程逻辑控制器(PLC)发出的数字脉冲信号来控制液压缸中各部件移动长度矢量。通过将数字控制技术与液压缸结合使液压缸的方向控制，速度控制和位置控制更加精确。

目前，数字液压缸主要包括步进电机或伺服电机、液压缸、液压滑阀、传感器以及反馈机构，通过数字技术控制步进电机的角位移进而控制液压滑阀的开度大小，进而控制油的油量与流速，最终达到控制液压缸的运行速度与位移大小，其中，反馈机构主要是通过传感器采集液压缸的位移速度信息反馈给步进电机，进而调整步进电机的角位移从而实现精确控制液压缸，这一过程是对步进电机的闭环控制，这种步进电机闭环控制存在复杂、滞后、非线性以及抗干扰性差等问题，而且通常这种反馈机构的结构都较为复杂。为了克服步进电机闭环控制的缺点，出现对液压缸位移的闭环数字控制，如中国发明专利(授权公告日CN103148047B授权公告日2016.03.02)公开了内反馈数字伺服液压缸，该发明的滑阀的阀芯由第一电机带动控制，滑阀的反馈螺套由第二电机带动控制，磁滞伸缩位移传感器将液压缸位移信号反馈给第二电机相应的驱动器，驱动器控制第二电机运转，通过对反馈螺套与阀芯二者相对运动的控制，实现对液压缸位移的闭环数字控制，该发明中包括驱动滑阀位移的第一电机以及执行反馈指令的第二电机，由于第二电机需要通过传感器，电机驱动器才能执行反馈动作，因此，这种反馈机构仍然存在反馈响应滞后的缺点。

发明内容

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种曲柄滑块式反馈数字液压缸，该数字液压缸不仅能够精确控制液压缸的运行速度和位移，而且具有结构简单，反馈响应迅速且连续的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

曲柄滑块式反馈数字液压缸，包括滑阀、液压缸及步进电机，所述液压缸包括液压缸腔体以及设于液压缸腔体内可沿液压缸内壁上下移动的活塞，所述活塞将液压缸腔体分为上腔体与下腔体；所述滑阀包括阀腔以及阀腔内左右运动的阀芯，所述阀腔上开有高压油进口、第一出油口、第二出油口、与液压缸上腔体连通的第一流通口以及与液压缸下腔体连通的第二流通口；所述阀芯一端通过联轴器与步进电机连接，所述阀芯另一端与丝杆的一端固定，所述丝杆的另一端设有反馈螺母，所述反馈螺母与丝杆组成丝杆螺母副，其中，所述曲柄滑块式反馈数字液压缸还包括可带动反馈螺母旋转的曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括活塞杆、连杆、曲柄、连接件以及转轴，所述活塞杆下端与活塞固定，所述活塞杆上端从液压缸上腔体内伸出至上腔体上方，所述活塞杆上端通过连接件与连杆的一端绞接，所述连杆的另一端与曲柄绞接，所述曲柄通过转轴与反馈螺母连接。

作为优选，所述连杆包括一根竖杆与一根横杆，所述竖杆的下端与横杆的一端固定组成“L”形杆，所述竖杆的上端与连接件铰接，所述横杆的另一端与曲柄铰接。其中连杆为“L”形杆，使曲柄的转动轨迹平面与活塞推力或拉力所在平面垂直，使螺母转动更加平稳。

作为优选，所述滑阀为四凸肩四边滑阀。采用四凸肩四边滑阀相比于两凸肩四边滑阀，三凸肩四边滑阀具有更好的流体线性关系。

作为优选，所述曲柄滑块式反馈数字液压缸还包括可编程控制器，所述可编程控制器将输出脉冲信号直接传输给电机驱动器，所述电机驱动器带动步进电机运作。通过可编程控制器直接将输出脉冲信号传输给步进电机驱动器带动步进电机转动，无需数/模转换器的转换，实现了真正意义上的“数字”控制而且解决了模拟信号在传输过程中的干扰问题，使控制系统更加稳定。

作为优选，所述可编程控制器的输出脉冲信号根据液压缸运行的位移、速度以及方向进行设定。

本发明的优点在于：

1，本发明中利用曲柄滑块机构带动反馈螺母转动来完成数字液压缸的反馈过程，这种反馈相比于传统的传感反馈，曲柄滑块机构响应更加迅速而且不受信号干扰的影响，相比于齿轮齿条机构这种曲柄滑块机构反馈更加连续从而使液压缸的运行速度与位移更加精确。