CN111637113B - 一种气缸及其活塞位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气缸技术领域，公开了一种气缸，包括：气缸主体以及活塞到位检测装置；气缸主体的缸体上开设压差检测口，所述压差检测口包括：第一气口和第二气口，且所述第一气口和所述第二气口在活塞运动方向上的距离大于所述气缸主体的活塞的厚度；所述活塞到位检测装置包括：第一气口引出管、第二气口引出管、二位三通插装阀以及气压传感器；所述第一气口引出管连接在所述第一气口和所述二位三通插装阀的第一进气口之间；所述第二气口引出管连接在所述第二气口和所述二位三通插装阀的第二进气口之间；所述二位三通阀的出气口与所述气压传感器的感应端相连，所述气压传感器的信号输出端与所述气缸主体的控制器相连。本发明提供的气缸及其活塞到位检测装置能够可靠的实现活塞的到位控制和检测。

Description

一种气缸及其活塞位置检测装置
技术领域
本发明涉及气缸技术领域，特别涉及一种气缸及其活塞位置检测装置。
背景技术
往复运动式气缸广泛应用在各个领域中，通过固定在其上的气缸换向阀实现活塞两侧的气体充放，实现高压腔和低压腔的切换，从而实现活塞的往复运动控制。其中，活塞位置信息的精确检测是执行气缸动作前提；现有技术中，大多通过在缸体或者活塞杆上设置电子电路传感结构或者机械接触到位检测结构等用于活塞的到位检测。如CN200985353Y提供了一种通过在缸体底端盖上设置行程开关和气动行程阀感应活塞的挤压，从而判断到位情况并控制气缸换向阀执行换向操作的方案；但是，此种结构相对复杂；更重要的是，受限于附加感应元件与气缸内部结构配合设置的复杂性和活塞往复动作过程的震动和摩擦环境，导致附加感应元件与到位的活塞之间容易出现配合间隙或者接触压力不足等扰动问题，导致很难稳定触发，也使得到位检测精度不稳定，不可靠；也存在极易损坏、难于维护的问题，严重制约着气缸的高质量运转。
发明内容
本发明提供一种气缸及其活塞位置检测装置，解决现有技术中气缸活塞的检测方案的结构复杂，检测精度不稳定且不可靠的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种气缸，包括：气缸主体以及活塞到位检测装置；
所述气缸主体的缸体上开设压差检测口，所述压差检测口包括：第一气口和第二气口，且所述第一气口和所述第二气口在活塞运动方向上的距离大于所述气缸主体的活塞的厚度；
所述活塞到位检测装置包括：第一气口引出管、第二气口引出管、二位三通插装阀以及气压传感器；
所述第一气口引出管连接在所述第一气口和所述二位三通插装阀的第一进气口之间；
所述第二气口引出管连接在所述第二气口和所述二位三通插装阀的第二进气口之间；
所述二位三通阀的出气口与所述气压传感器的感应端相连，所述气压传感器的信号输出端与所述气缸主体的控制器相连。
进一步地，所述压差检测口的数量为两个，且每个所述压差检测口均对应连接有一个所述活塞到位检测装置；
两个所述压差检测口分别设置在所述缸体的第一端部区域和第二端部区域。
进一步地，所述压差检测口的数量为三个以上；
所述三个以上的压差检测口按照设定的在活塞运动方向上的距离布置在所述缸体上。
进一步地，所述活塞到位检测装置还包括：高压气流引出管；
所述高压气流引出管的第一端与所述二位三通插装阀的出气口相连，所述高压气流引出管的第二端与所述气缸主体的换向阀的控制气口相连。
进一步地，所述高压气流引出管上设置有开关阀。
进一步地，所述开关阀为电磁阀，所述电磁阀与所述气缸控制器相连。
进一步地，所述换向阀为二位五通气控阀。
进一步地，所述高压气流引出管上设置有气压传感器。
进一步地，所述气压传感器为压力继电器，所述压力继电器与所述气缸控制器相连。
一种气缸活塞位置检测装置，包括：第一气口引出管、第二气口引出管、二位三通插装阀以及气压传感器；
所述第一气口引出管和所述第二气口引出管分别与所述二位三通插装阀的两个进气口相连；
所述二位三通插装阀的出气口与所述气压传感器的感应端相连。
进一步地，所述二位三通插装阀的出气口还设置有高压气流引出管。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的气缸，通过活塞到位检测装置检测标定缸体的轴向位置以轴向位置两侧的压差作为感应对象进行定位，从而在活塞轴向移动过程中实现活塞的高精度到位检测；具体来说，通过缸体上设置的压差检测口，确切来说是两个保持一定轴向距离设置的第一气口和第二气口，当活塞处于两者之间时，所述第一气口和所述第二气口则分别与活塞两侧的高压腔和低压腔连通，形成气压差信号，实现活塞定位；并且，由于通过腔体气压进行定位，定位过程与活塞的轴向往复移动统一在一起并且是引出腔内气体作为介质，相对于现有技术中需要活塞接触挤压实现的到位感应结构，基于压差检测口的无附加元件的无接触到位感应结构具备极佳的定位可靠性和稳定性；由于没有附加元件与气缸内部的配合模式，结构简单，从而活塞的摩擦和震动环境并不会影响到位感应，使得抗扰动性能极佳。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例一提供的气缸的结构示意图；
图2为本发明实施例二提供的气缸的结构示意图；
附图标记说明：
1-气缸主体，11-缸体，12-活塞，13-第一压差检测口，14-第二压差检测口，21-第一二位三通插装阀，22-第二二位三通插装阀，31-第一高压气流引出管，32-第二高压气流引出管，41-第一气压传感器，42-第二气压传感器，5-控制器，6-换向阀。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种气缸及其活塞位置检测装置，解决现有技术中气缸活塞的检测方案的结构复杂，检测精度不稳定且不可靠的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例一
参见图1，一种气缸，包括：气缸主体1以及活塞到位检测装置；
所述气缸主体1的缸体11上开设第一压差检测口13，所述第一压差检测口13包括：第一气口和第二气口，且所述第一气口和所述第二气口在活塞运动方向上的距离大于所述气缸主体1的活塞12的厚度；从而形成一个压差触发结构，即一旦活塞12处于所述第一气口和所述第二气口之间时，所述第一气口和所述第二气口分别连接高压腔和低压腔，从而导致两个气口之间形成明显的压差，通过感应压差信号从而实现了活塞位置的高时效定位；相对于现有技术中的机械接触挤压感应结构容易出现接触挤压易受元件配合间隙，摩擦和振动的扰动因素影响的情况，本申请此种定位结构方式简便，并且高契合性的统一在活塞12的移动过程中，并不会额外要求活塞的接触挤压等配合操作，因此定位检测稳定可靠，抗扰动性能好；同时，在活塞的移动过程中，必然会有某一刻位于压差检测口之间，使得定位精度也相对更高。
所述活塞到位检测装置包括：第一气口引出管、第二气口引出管、第一二位三通插装阀21以及第一气压传感器41；所述第一气口引出管连接在所述第一气口和所述第一二位三通插装阀21的第一进气口之间；所述第二气口引出管连接在所述第二气口和所述第一二位三通插装阀21的第二进气口之间；从而当所述第一气口和所述第二气口之间形成压差时，所述第一二位三通插装阀21的阀芯自高压侧向低压侧移动，从而导通高压侧的气口与出气口，将高压气流引出，向外输送到位信号。
所述第一二位三通阀21的出气口与所述第一气压传感器41的感应端相连，所述第一气压传感器41的信号输出端与所述气缸主体1的控制器5相连，从而通过所述第一气压传感器41将所述高压气流表达的到位信号转换成电信号给所述控制器5，实现信号转换用作气缸控制检测信号，所述控制器5与气缸的气体流向换向阀6相连，从而基于到位检测信号控制活塞12两侧的腔体的充放气，实现活塞12两侧高压腔和低压腔的转换，从而实现活塞12的往复运动控制。
除此之外，本实施例中，所述活塞到位检测装置还包括：第一高压气流引出管31；所述第一高压气流引出管31的第一端与所述第一二位三通插装阀21的出气口相连，所述高压气流引出管31的第二端与所述气缸主体1的换向阀6的控制气口相连，从而在所述第一压差检测口13触发压差导通后，高压气流流向换向阀6的控制气口促使其动作，切换高压腔和低压腔，实现活塞的往复移动控制，与电信号控制回路互为替补，保证活塞定位控制的可靠性和稳定性，提升抗扰动能力。
通常来说，为了保证两个控制回路的协调性，所述第一高压气流引出管31上设置有开关阀，用于保证纯机械控制的可靠性。值得说明的是，所述开关阀为电磁阀，所述电磁阀与所述气缸的控制器5相连，从而协调控制，可实现控制模式切换或者同步调控制。
基于上述双回路控制结构，所述换向阀6为二位五通气控阀；当然也可以是其它能够执行上述控制模式的阀件。
进一步地，所述第一气压传感器41为压力继电器；当然也可以是其它的气压传感器，此处不做限制。
本实施例还提供了活塞到位检测装置的实施方案，即一种气缸活塞位置检测装置，包括：第一气口引出管、第二气口引出管、第一二位三通插装阀21以及第一气压传感器41；所述第一气口引出管和所述第二气口引出管分别与所述第一二位三通插装阀21的两个进气口相连；所述第一二位三通插装阀21的出气口与所述第一气压传感器41的感应端相连。所述第一二位三通插装阀21的出气口还设置有第一高压气流引出管31。其工作过程上文已经描述，此处不再赘述。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上增加了压差检测口和对应的活塞到位检测装置的数量，从而能够实现活塞的多点到位检测，从而能够实现到位控制，也就能够控制气缸的活塞的行程，从而控制对外力臂长短。
下面以两个压差检测口为例进行说明。
参见图2，所述第一压差检测口13设置在缸体11的底部，所述第二压差检测口14设置在缸体11的顶部，且每个所述压差检测口均对应连接有一个所述活塞到位检测装置；从而形成上下限位的控制，执行活塞12的往复控制。
具体来说，对应所述第二压差检测口14依次设置第二二位三通插装阀22，第二高压引出管32，第二气压传感器42；所述第二高压引出管32与所述二位五通阀的控制气口相连，所述第二气压传感器42与控制器5相连。
当然，所述压差检测口的数量为三个以上；所述三个以上的压差检测口按照设定的在活塞运动方向上的距离布置在所述缸体11上。也就是说，可以形成多个行程距离的控制结构。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的气缸，通过活塞到位检测装置检测标定缸体的轴向位置以轴向位置两侧的压差作为感应对象进行定位，从而在活塞轴向移动过程中实现活塞的高精度到位检测；具体来说，通过缸体上设置的压差检测口，确切来说是两个保持一定轴向距离设置的第一气口和第二气口，当活塞处于两者之间时，所述第一气口和所述第二气口则分别与活塞两侧的高压腔和低压腔连通，形成气压差信号，实现活塞定位；并且，由于通过腔体气压进行定位，定位过程与活塞的轴向往复移动统一在一起并且是引出腔内气体作为介质，相对于现有技术中需要活塞接触挤压实现的到位感应结构，基于压差检测口的无附加元件的无接触到位感应结构具备极佳的定位可靠性和稳定性；由于没有附加元件与气缸内部的配合模式，结构简单，从而活塞的摩擦和震动环境并不会影响到位感应，使得抗扰动性能极佳。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种气缸，其特征在于，包括：气缸主体以及活塞到位检测装置；
所述气缸主体的缸体上开设压差检测口，所述压差检测口包括：第一气口和第二气口，且所述第一气口和所述第二气口在活塞运动方向上的距离大于所述气缸主体的活塞的厚度；
所述活塞到位检测装置包括：第一气口引出管、第二气口引出管、二位三通插装阀、高压气流引出管以及气压传感器；
所述第一气口引出管连接在所述第一气口和所述二位三通插装阀的第一进气口之间；
所述第二气口引出管连接在所述第二气口和所述二位三通插装阀的第二进气口之间；
所述二位三通阀的出气口与所述气压传感器的感应端相连，所述气压传感器的信号输出端与所述气缸主体的控制器相连；
所述高压气流引出管的第一端与所述二位三通插装阀的出气口相连，所述高压气流引出管的第二端与所述气缸主体的换向阀的控制气口相连；
其中，所述压差检测口的数量为两个，且每个所述压差检测口均对应连接有一个所述活塞到位检测装置，两个所述压差检测口分别设置在所述缸体的第一端部区域和第二端部区域；
或者，所述压差检测口的数量为三个以上，所述三个以上的压差检测口按照设定的在活塞运动方向上的距离布置在所述缸体上。
2.如权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述高压气流引出管上设置有开关阀。
3.如权利要求2所述的气缸，其特征在于，所述开关阀为电磁阀，所述电磁阀与气缸控制器相连。
4.如权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述换向阀为二位五通气控阀。
5.如权利要求1所述的气缸，其特征在于，所述气压传感器为压力继电器。
6.一种气缸活塞位置检测装置，应用于权利要求1～5任一项所述的气缸；其特征在于，包括：第一气口引出管、第二气口引出管、二位三通插装阀以及气压传感器；
所述第一气口引出管和所述第二气口引出管分别与所述二位三通插装阀的两个进气口相连；
所述二位三通插装阀的出气口与所述气压传感器的感应端相连；所述二位三通插装阀的出气口还设置有高压气流引出管。
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