CN201092989Y - 数字直行程电液执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种数字直行程电液执行机构，涉及直行程液压执行机构技术领域。主要结构是：具有永磁直线往复泵，由永磁直线往复电机和两只柱塞副构成，永磁直线往复泵两端的缸体通过设有电控阀的管道与带有活塞的缸筒的两端连通，永磁直线往复泵两端的缸体通过设有单向阀的管道与油箱连通，缸筒的两端分别通过设有电控阀的管道与油箱连通。本实用新型的特点是：结构简单，体积小、紧凑，动作平稳、可靠、精度高，磨损小，耐用，寿命长，使用方便，可大幅度降低成本，易于小型化、微型化，可用计算机实现数字控制，应用领域广。

Description

数字直行程电液执行机构

技术领域

本实用新型涉及直行程液压执行机构技术领域。

背景技术

直行程液压执行机构，就其执行部件液压缸来讲，远比电动执行机构简单，电动执行机构需要复杂的减速***将高速旋转的电机减速，最后借助于螺母丝杠付将旋转运动变为直线运动，其机构复杂，故障率高。电动执行机构减速链存在间隙，液压执行机构不存在间隙，故其重复精度高；且液压本身的润滑作用使其寿命大大增长。液压执行机构不能广泛应用，在于它的液压***繁杂，不像电源那样容易取得。液压执行机构，为使工作缸动作，必须有电机、油泵、油箱、各种控制阀组成液压站及其相互连接的管路，使其结构变得庞大，造价昂贵。目前虽有智能电液执行机构，可利用全封闭的油压源使其结构简化，动力源仍然是电机驱动油泵。为达调速目的需借助于变频器，方向控制需电机正反转，从而限制了***的工作频率，总的讲它仍是模拟元件，不利于信息时代的要求，其成本也很高，故只能在重要场所应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数字直行程电液执行机构，其特点是：结构简单，动作平稳、可靠、精度高，磨损小，寿命长，使用方便，可大幅度降低成本，易于小型化、微型化，可用计算机实现数字控制，应用领域广。

本实用新型的主要技术方案是：一种数字直行程电液执行机构，其特征在于具有永磁直线往复泵，它由永磁直线往复电机和两只柱塞付构成，永磁直线往复泵两端的缸体通过设有电控阀的油道与带有活塞的缸筒的两端连通，永磁直线往复泵两端的缸体通过设有单向阀的油道与油箱连通，缸筒的两端分别通过设有电控阀的油道与油箱连通。

所述的永磁直线往复泵两端的缸体通往缸筒的道管中设有单向阀为佳。

所述的永磁直线往复泵两端的缸体均与公用油道连通，公用油道通过出液孔与上、下分控油道连通，上、下分控油道中各设有一个电控阀，上、下分控油道分别与缸筒的上、下两端连通为佳。

所述的缸筒的两端与设有电控阀的二油道连通，并和油箱连通为佳。

所述的永磁直线往复电机的较佳结构为：分为定子和动子，动子是两端和柱塞相连的圆筒动子轭铁，其外柱面上设有圆筒磁极，定子上设有至少2个圆盘式绕组，绕组的外面设有铠甲状铁芯，该铠甲状铁芯由两个“L”形硅钢片扣搭叠合构成，其外环半径为内环半经的2倍。

所述的电控阀为零泄漏电控换向阀为佳，其结构为：有上、下两个T形铁芯，中间由圆筒型极靴隔开，T形铁芯外设有线圈，在极靴中设有阀心。

所述的油箱为一个连通式的大油箱为佳，永磁直线往复泵外管壳、缸筒、进油电控阀圆管、出油电控阀圆管、通过上、下油道连通，并由带密封的上盖板、下盖板固定在油箱中为佳。

所述的数字直行程电液执行机构，设有动柱塞及手动缸套为佳，该手动缸套的一端通过设有单向阀的管道与油箱连通，通过另一设有单向阀的管道及切换阀与手动缸套的一端或油箱连通；该油箱与前述的连通式的大油箱为一个油箱为佳。

本实用新型的特点是：结构简单，体积小、紧凑，动作平稳、可靠、精度高，磨损小，耐用，寿命长，使用方便，可大幅度降低成本，易于小型化、微型化，可用计算机实现数字控制，应用领域广。

以下结合实施例作详述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为本实用新型的详细结构示意图。

图2为本实用新型的油路示意图。

图3是图2中A-A剖视图。

图4是图2中B-B剖视图。

图5为图1中的单向阀的结构示意图。

图6为图1中的电控阀结构示意图。

图1～图6中，1为永磁直线往复泵，001为油箱，002为下盖板，003为上盖板，101为往复泵外管壳，102、117为进油磁性单向阀，103、118为出油磁性单向阀，104为油管，105为缸体，106为柱塞，107为复位弹簧，108为滑动轴承，109为圆筒动子轭铁，110为圆盘式绕组，111为圆筒磁极，112为滑动轴承，113为柱塞，114为缸体，115为复位弹簧，116为油管，119为(往复电机定子)铠甲状铁芯，1001为阀体，1002为永磁环，1003为衔铁；2、4为电控阀(进油电控单向阀)，201为进油阀圆管，202为下圆柱铁心，203为极靴，204为非磁性垫，205为线圈，206为阀心，207为上圆柱铁心，208为线圈；402为下圆柱铁心，403为极靴，404为非磁性垫，405为线圈，406为阀心，407为上圆柱铁心；3、5为电控阀(回油电控单向阀)，301为回油阀圆管，302为上圆柱铁心，303为极靴，304为非磁性垫，305为线圈，306为阀心，307为下圆柱铁心，308为线圈；502为上圆柱铁心，503为极靴，504为非磁性垫，505为线圈，506为阀心，507为下圆柱铁心，508为线圈；601为缸筒，602为上堵头，603为活塞，604为下堵头，605为活塞杆；  701为手动缸套，702为外缸套，703为复位弹簧，704为压杆，705为手动柱塞，706为轴，707为永磁片，708为配流阀，709为磁片，710为手动旋转换向阀，711为定位弹子，712为手动柄；11、12、13、14、61、62为油道，21为公用管道，22、23为上、下分控油道。

具体实施方式

参见图1～图6，该数字直行程电液执行机构，具有永磁直线往复泵1，它由永磁直线往复电机和两只柱塞付构成，永磁直线往复泵1两端的缸体105、114通过设有单向阀117、102的油道13、14与油箱001连通，缸筒601的两端分别通过设有电控阀3、5的油道61、62与油箱001连通。永磁直线往复泵1两端的缸体105、114通往缸筒601的油道11、12中设有单向阀118、102。永磁直线往复泵1两端的缸体105、114均与公用油道21连通，公用油道21通过出液孔与上、下分控油道22、23连通，上、下分控油道22、23中各设有一个电控阀2、4，上、下分控油道22、23经油道61、62分别与缸筒601的上、下两端连通。缸筒601的两端与设有电控阀3、5的二油道61、62连通，并和油箱001连通。永磁直线往复电机的结构为：分为定子和动子，动子是两端和柱塞113、106相接触的圆筒动子轭铁109，其外柱面上设有和线圈数量相同的圆筒磁极111，定子上设有至少2个圆盘式绕组110，绕组的外面设有铠甲状铁芯119，该铠甲状铁芯119由两个“L”形硅钢片扣搭叠合构成，其外环半径为内环半经的2倍。油箱为一个连通式的大油箱001，可呈长方体等，永磁直线往复泵外管壳101、缸筒601、进油电控阀圆管201、出油电控阀圆管301的两端均封固在油箱001上下两端盖中各自的圆孔内，在端盖开孔形成所需通路。由上盖板002、下盖板003将缸体105、114，电控单向阀2、3、4、5的圆柱铁心207、302、407、502及工作缸上、下堵头602、604压紧在各自管壳中。设有手动柱塞705及手动缸套701，该手动缸套701的一端通过设有单向阀的管道与油箱001连通，通过另一设有单向阀的管道及切换阀与手动缸套701的一端或油箱连通，该油箱与前述的连通式的大油箱001为一个油箱。

在往复电机动子和复位弹簧的作用下，柱塞113和106在缸114和105内上下运动。以向上运动为例，113向上将114缸内液压油加压，高压油使117关闭，118打开，上缸完成出油运动。与此同时106向上使得105缸吸油，102打开，103关闭。106柱塞向下，高压油关闭102，打开103，下缸按虚线箭头方向出油。这样113和106上下运动高压油就按实、虚箭头方向进入2和4电控单向阀。2和5得电打开，而4和3关闭，高压油按实线箭头方向从上端进入工作缸，工作缸下端经5通油箱，使活塞603向下运动，若打开4和3而关闭2和5，则活塞向上运动。工作缸活塞的行程由柱塞往返的次数决定，而工作缸活塞的运动速度，由柱塞往复运动的频率决定，这就是本***简单的工作原理和完成数字化的过程及实现数控简单手段。

手动时3和5关闭，但2和4反方向是不能关闭油路的，但由于118)103单向特性，而使得自动油路封闭。此时旋转换向阀710设定如图示方位。手动柱塞705向下施压，707关闭，709打开。高压油经710通入工作缸下端。工作缸上端经710回油通路与油箱联通完成工作活塞向上运动。705向上复位，709关闭，707打开，手动缸吸油。将710转180°使其出油孔与工作缸上端相联而工作缸下端与手动油缸回油孔相联，工作缸可向下运动。710转90°可使手动油路封闭，成为自动状态。

在铸铝的油箱的外壁001内，予埋有往复泵的管壁101、进油阀的管201、回油阀的管301、工作缸601及手动缸701。在特定的部位，打孔或开槽，形成***的油路。在需要和油箱联通的部件外壁设有予留孔。油箱六个壁均无开孔。予埋部件的外壁和箱壁紧固接合，无漏油缝隙。这样整个油箱密闭，与外界完全隔离。设有上盖板003和下盖板002将上述部件固定。部件在箱壁上排列的位置不是唯一的，图01所示为一特例。排列形式有多种，但必须满足下述条件：(1)出油阀和回油阀相邻。(2)往复泵和出油阀相邻。(3)工作缸和回油阀及手动缸相邻。油箱可以是方形、圆形、长方形或菱形等。

往复电机定子119和101的内壁紧密配合，动子109两端与滑动轴承112和108形成滑动配合，而112、108与101内壁为过盈配合，这样动子在两滑动轴承内，可轴向自由滑动，并与定子119内壁保持间隙。柱塞泵的缸体114和105端部外圆与101内经过盈配合，不漏液。在114内设有柱塞113，而105内有柱塞106构成两个柱塞泵。复位簧115将113与动子109上端压紧。107将106与109下端压紧。在114内设有进油阀117和出油阀118，在105内设有进油阀102和出油阀103。往复电机定子是由圆盘式绕组110和包围它外面的铠甲状铁芯119构成一个单元定子，单元定子铁芯是由冲片叠成。因为铁心119内径是外径的一半。相邻两片内径处两片相对，中间留有间隙，而外径处两片相叠，这样从截面看外径冲片的数量是内径的一倍，正好围成密实的内径和外径，定子由两个以上单元定子组成。定子两端单元外面由冲片叠成，可减弱边缘效应，相邻单元定子内绕组反相联接。

动子是在圆筒动子轭铁109外环绕锒嵌上瓦形永磁体，围成圆筒磁极111，其长度与定子相同，磁极数量与定子相等。磁极径向磁化，相邻两磁极，极性相反。动子两端与滑动轴承112和108形成动配合，使动子能在轴向***，并确保动子和定子间一定的间隙。在定子线圈通电后，每个筒形定子内壁产生一对磁极(N、S)，其与动子永磁极相互作用，产生轴向推力，其方向取决于绕组中的电流方向。复位弹簧115、107分别将柱塞113、106紧压在109上。动子把轴向推力传给柱塞113、106，柱塞113在缸体114内对油加压。柱塞106在缸体105内对油加压。

磁性单向阀102、103、117、118结构完全相同。102和117为进油阀，103和118为出油阀，其结构完全相同。阀体1001由软磁材料制成，设有通孔，永磁环1002套在1001的顶部。1001的顶部端面和衔铁面加工成光滑表面，这样靠永磁1002的吸力，将1003压紧在1001端面上。液压油按图示箭头方向可推开衔铁使油通过。反方向衔铁压紧端面油不能流通。当柱塞113向下，缸内形成真空，大气压力将贮油箱内液压油通过管道116按箭头方向推开衔铁1003进入缸内，即完成吸油过程。柱塞113向上使缸内的油加压，高压油推118的衔铁，油流入出油管，柱塞106吸油和压油和113相同只是方向相反，两柱塞形成推挽之势。

电控换向阀为零泄漏电控换向阀，其结构为(如图6所示)：由四个结构完成相同的磁性电控单向阀组成(以下称电控阀)，其在管路中安装的方向决定了它是进油阀还是回油阀。四个电控单向阀的结构完全相同，以2为例详细说明如下：在圆形壳201内设有上下两个T形圆柱铁心202和207，铁心外部各套有线圈205和208，两线圈同性相接。207设有中心孔并从顶部向外引出，通向工作油缸。207的另一边有开槽与往复泵的出油管路相通，两边的槽与孔是相互隔离的。在两铁心间设有圆筒形极靴203，极靴外圆与201内壁紧密联接(对磁路讲)，在极靴外圆上开数根轴向的槽，为油的通路。在极靴的中心孔中设有阀心206。1006为软磁性料制成的心体，两端设有永磁体1005和1006，1005和1006两面为平整光滑面。1005和1006如图示极性相异配置。206在203孔内可轴向自由活动。电控单向阀磁路原理：在线圈不通电的情况下，由于非磁垫片204的作用使阀心处于偏向上方的不平衡位置，所以永磁体1005与上端铁心吸合，其上平面压紧O型密封圈，阻断向上油的通路，而向下在一定背压的作用下可推开阀心206行程通路，这是单向阀的原理。因靠永磁体吸力完成单向功能，所以本发明将其命名为磁性单向阀。当两线圈205和208通电使两铁心端产生上N下S的状态。1005与207产生斥力，1006与202产生吸力，而使阀心下滑打开，液压油可形成如箭头所示向上的通入。所以在电磁力的作用下，使单向阀反相通路，这就是电控单向阀电控接通原理，本专利将其命名为磁性电控单向阀。回油阀是在圆筒形壳301内设置两电控单向阀，和进油阀电磁路结构完全相同，只是在壳301内设置方向与进油阀相反。另外在油路安排上稍有不同，不再重述。

工作缸：在缸筒601内上端设有堵头602，602有两个孔，其一通过缸筒上的孔与2出油孔及3回油孔相联，另一个与手动缸的上端油孔相联。601下端设有堵头604。604同样有两孔，其一与4的出油孔及5的回油孔相联，另一个与手动缸的下端油孔相联。604设有中心孔，活塞杆605从中心孔穿出。在601内设有活塞603，活塞603与活塞杆605连接，活塞603在缸筒601内轴向自由活动，靠密封件密封，缸内液压油被活塞阻断。

手动***：在缸套701内设置有柱塞705，705上端开孔与压杆704链接，704一端与轴706链接，在柱塞外套有复位弹簧703其压紧704。缸套701外壁如图所示开两槽。套筒702套在701外，过盈配合不漏液，和701外槽构成油的通路。在缸套701偏下部位置有配流阀708，其永磁片707构成进油单向阀。磁片709构成出油单向阀。最下端设有手动旋转换向阀710。710下端顶部伸出油箱外，与手动柄712连接。缸套、配流阀及手动旋转换向阀的打孔开口如图所示。710如图所示的位置，为工作缸活塞向上移动的位置，动作过程是：压杆向下，带动柱塞705向下压油，707关闭。709打开，高压油通过图所示，710左边油路进入下部工作油缸。而710右边油路其下端开口通油箱。上边开口经右边缸壁上槽与工作缸上部开口联通，构成回油通路，完成向上动作，在复位弹簧703的作用下705向上，707打开，709关闭。油被吸入手动缸，为下一次压油做准备。将手柄转90°封死手动通路。此位置为***自动状态，将手柄转180°改变了进、回通路工作缸活塞向下。

Claims (9)

1.一种数字直行程电液执行机构，其特征在于具有永磁直线往复泵(1)，它由永磁直线往复电机和两只柱塞付构成，永磁直线往复泵(1)两端的缸体(105、114)通过设有电控阀(2、4)的油道(11、12)与带有活塞(603)的缸筒(601)的两端连通，永磁直线往复泵(1)两端的缸体(105、114)通过设有单向阀(117、102)的油道(13、14)与油箱(001)连通，缸筒(601)的两端分别通过设有电控阀(3、5)的油道(61、62)与油箱(001)连通。

2.根据权利要求1所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的永磁直线往复泵(1)两端的缸体(105、114)通往缸筒(601)的道管(11、12)中设有单向阀(118、103)。

3.根据权利要求1所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的永磁直线往复泵(1)两端的缸体(105、114)均与公用油道(21)连通，公用油道(21)通过出液孔与上、下分控油道(22、23)连通，上、下分控油道(22、23)中各设有一个电控阀(2、4)，上、下分控油道(22、23)分别与缸筒(601)的上、下两端连通。

4.根据权利要求1所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的缸筒(601)的两端与设有电控阀(3、5)的二油道(61、62)连通，并和油箱(001)连通。

5.根据权利要求1所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的永磁直线往复电机的结构为：分为定子和动子，动子是两端和柱塞(113、106)相连的圆筒动子轭铁(109)，其外柱面上设有圆筒磁极(111)，定子上设有至少2个圆盘式绕组(110)，绕组的外面设有铠甲状铁芯(119)，该铠甲状铁芯(119)由两个“L”形硅钢片扣搭叠合构成，其外环半径为内环半经的2倍。

6.根据权利要求1所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的电控阀(2、4、3、5)为零泄漏电控换向阀，其结构为：有上、下两个T形铁芯(201、207)，中间由圆筒型极靴(203)隔开，T形铁芯(201、207)外设有线圈(205、208)，在极靴(203)中设有阀心(206)。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的油箱(001)为一个连通式的大油箱(001)，永磁直线往复泵外管壳(101)、缸筒(601)、进油电控阀圆管(201)、出油电控阀圆管(301)、通过上、下油道连通，并由带密封的上盖板(002)、下盖板(003)固定在油箱(001)中。

8.根据权利要求7所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于设有动柱塞(705)及手动缸套(701)，该手动缸套(701)的一端通过设有单向阀的管道与油箱(001)连通，通过另一设有单向阀的管道及切换阀与手动缸套(701)的一端或油箱(001)连通。

9.根据权利要求8所述的数字直行程电液执行机构，其特征在于所述的油箱(001)与前述的连通式的大油箱(001)为一个油箱(001)。

Images