CN101201071A - 液压式升降回转机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于冶金设备领域，特别涉及液压式升降回转机构，其特征是：在液压缸(12)周围围绕液压缸(12)相隔120°角度分布有三组伸缩连杆(3)，液压缸(12)末端缸杆与三组伸缩连杆(3)末端连杆固定在负载平台(1)上；上支承导板(4)和下支承导板(2)套接在液压缸(12)及伸缩连杆(3)上；三组伸缩连杆(3)上有主支承平台(5)通过轴承(6)与液压缸(12)轴承连接，通过支架(11)固定液压马达(9)，液压马达(9)轴输出端带有齿轮，齿轮副(10)及挡环(7)通过紧固螺栓固定在液压缸(12)的缸体上，液压马达(9)转动输出轴端的齿轮啮合齿轮副(10)。它可靠性好，易维护，易操作，控制精度高，承载能力强，应用范围广。

Description

液压式升降回转机构

技术领域

本发明属于冶金设备领域，特别是涉及一种既可以沿垂直面Z轴做升降(直线)运动又可以绕Z轴做正反向旋转运动的液压式升降回转机构。

背景技术

机械式升降回转装置在很多要求控制行程、转角位置的场合中得到广泛应用。目前机械式升降回转装置主要由丝杠螺母或蜗轮蜗杆与齿轮机构等组成。其结构复杂、故障率高、安装空间范围大、承载能力有限、控制精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压式升降回转机构，它安装空间小、可靠性好，易维护，易操作，控制精度高，承载能力强，应用范围广。

本发明的技术方案是：设计一种液压式升降回转机构，其特征是：在液压缸12周围围绕液压缸12以相隔120°角度分布有三组伸缩连杆3，液压缸12末端缸杆与三组伸缩连杆3末端连杆一起固定在负载平台1上；上支承导板4和下支承导板2上下套接在液压缸12及伸缩连杆3上；三组伸缩连杆3上部有圆台式或带耳圆台式主支承平台5，圆台式或带耳圆台式主支承平台5通过轴承6与液压缸12轴承连接，圆台式或带耳圆台式主支承平台5通过支架11固定有液压马达9，液压马达9轴输出端带有齿轮，齿轮副10及挡环7通过紧固螺栓固定在液压缸12的缸体上，液压马达9转动输出轴端的齿轮啮合齿轮副10。

所述的液压缸12与第一组控制电路电连接。

所述的液压马达9与第二组控制电路电连接。

所述的第一组控制电路至少包括：运算放大器14、伺服放大器15、伺服阀16、液压缸12、位移传感器17，运算放大器14两个输入端其中的一个输入端与位移传感器17位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元电连接；运算放大器14输出分别与伺服放大器15、伺服阀16、液压缸12和升降载荷电依次串联连接，位移传感器17从液压缸12处取信号进行反馈信号输出。

所述的第二组控制电路至少包括运算放大器18、伺服放大器19、伺服阀20、液压马达9、齿轮副21、角度位置编码器22；运算放大器18两个输入端其中的一个输入端与角度位置编码器22角度位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元电连接；运算放大器18输出分别与伺服放大器19、伺服阀20、液压马达9、齿轮副21及回转载荷依次串联电连接，角度位置编码器22从齿轮副21处取信号进行反馈信号输出。

所述的伺服阀16与伺服阀20同时与液压动力源23相通。

本发明的有益效果是：本发明主要由两部分构成：升降部分和回转部分；升降部分采用带有高精度位移传感器的单杆双作用多级套筒式液压缸，通过运算放大器、伺服放大器、伺服阀、位移传感器、液压回转接头及液压缸等构成局部直线位置闭环系统，高精度控制载荷的升降(直线)运动，可以有效保证载荷的直线位置精度。回转部分采用带有高精度旋转编码器并且具有制动功能的液压马达，由液压马达通过一对啮合齿轮，带动液压缸组件及载荷旋转。通过运算放大器、伺服放大器、伺服阀、液压马达、啮合齿轮、编码器等构成局部角度位置闭环系统，高精度控制液压缸组件及载荷的回转运动，可以有效保证载荷回转的角度位置精度。通过调整液压系统的输出压力可以相应的调整本发明的承载能力及液压马达的输出扭矩。这样就可以根据给定的位置要求，完成载荷的升降(直线)与回转的复合运动，且可以有效保证任意直线及角度位置的控制精度。

采用这种结构降低了升降回转装置的空间高度，抗扭转的刚性好，位置控制精度高，承载能力强，运行平稳，噪音小。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明原理图。

图中：1、负载平台；2、下支承导板；3、伸缩连杆；4、上支承导板；5、主支承平台；6、轴承；7、挡环；8、液压回转接头；9、液压马达；10、齿轮副；11、支架；12、液压缸；13、Z轴；14、运算放大器；15、伺服放大器；16、伺服阀；17、位移传感器；18、运算放大器；19、伺服放大器；20、伺服阀；21、齿轮副；22、角度位置编码器；23、液压动力源；24、位置给定信号；25、升降载荷；26、回转载荷。

具体实施方式

如图1、图2所示，在多级单杆双作用多级套筒式液压缸12周围围绕液压缸12以相隔120°度分布有三组伸缩连杆3，液压缸12末端缸杆与三组伸缩连杆3末端连杆一起固定在负载平台1上；负载平台1主要为载荷件的连接平台。上支承导板4和下支承导板2上下套接在液压缸12及伸缩连杆3上，上支承导板4和下支承导板2起支承导向作用。液压缸12升降将带动伸缩连杆3及负载平台1一起升降。

三组伸缩连杆3上部有圆台式或带耳圆台式主支承平台5，圆台式或带耳圆台式主支承平台5通过轴承6与液压缸12轴承连接，圆台式或带耳圆台式主支承平台5通过支架11固定带有高精度旋转编码器并且具有制动功能的液压马达9，液压马达9轴输出端带有齿轮，齿轮副10及挡环7通过紧固螺栓固定在液压缸12的缸体上，液压马达9转动输出轴端的齿轮通过啮合齿轮副10带动液压缸12、上支承导板4、下支承导板2、伸缩连杆3及负载平台1绕Z轴13做回转运动。

如图3所示，给出驱动液压马达9和液压缸12的电原理图，由第一组控制电路中的运算放大器14、伺服放大器15、伺服阀16、液压缸12、液压回转接头8、位移传感器17等构成一个闭环式的高精度电液伺服控制电路，控制液压缸12升降载荷的直线位置，高精度地实现直线位置给定信号所要求的位移量。第一组控制电路中的运算放大器14两个输入端其中的一个输入端与位移传感器17位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元24电连接。运算放大器14输出分别与伺服放大器15、伺服阀16、液压缸12和升降载荷25依次串联电连接，位移传感器17从液压缸12处取信号进行反馈信号输出。升降载荷25是负载平台1需要上下移动载荷。

通过第二组控制电路中运算放大器18、伺服放大器19、伺服阀20、液压马达9、齿轮副21、角度位置编码器22构成高精度另一路电液伺服电路，驱动液压马达9控制回转载荷26转动。转载荷26包括负载平台1的载荷及液压缸及组件。第二组控制电路中的运算放大器18两个输入端其中的一个输入端与角度位置编码器22角度位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元24电连接。运算放大器18输出分别与伺服放大器19、伺服阀20、液压马达9、齿轮副21及回转载荷依次串联电连接，角度位置编码器22从齿轮副21处取信号进行反馈信号输出。伺服阀16与伺服阀20同时与液压动力源23相通。

Claims (6)

1.液压式升降回转机构，其特征是：在液压缸(12)周围围绕液压缸(12)以相隔120°角度分布有三组伸缩连杆(3)，液压缸(12)末端缸杆与三组伸缩连杆(3)末端连杆一起固定在负载平台(1)上；上支承导板(4)和下支承导板(2)上下套接在液压缸(12)及伸缩连杆(3)上；三组伸缩连杆(3)上部有圆台或带耳圆台主支承平台(5)，圆台或带耳圆台主支承平台(5)通过轴承(6)与液压缸(12)轴承连接，圆台或带耳圆台主支承平台(5)通过支架(11)固定液压马达(9)，液压马达(9)轴输出端带有齿轮，齿轮副(10)及挡环(7)通过紧固螺栓固定在液压缸(12)的缸体上，液压马达(9)转动输出轴端的齿轮啮合齿轮副(10)。

2.根据权利要求1所述的液压式升降回转机构，其特征是：所述的液压缸(12)与第一组控制电路电连接。

3.根据权利要求1所述的液压式升降回转机构，其特征是：所述的液压马达(9)与第二组控制电路电连接。

4.根据权利要求2所述的液压式升降回转机构，其特征是：所述的第一组控制电路至少包括：运算放大器(14)、伺服放大器(15)、伺服阀(16)、液压缸(12)、位移传感器(17)，运算放大器(14)两个输入端其中的一个输入端与位移传感器(17)位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元(24)电连接；运算放大器(14)输出分别与伺服放大器(15)、伺服阀(16)、液压缸(12)和升降载荷电依次串联连接，位移传感器(17)从液压缸(12)处取信号进行反馈信号输出。

5.根据权利要求3所述的液压式升降回转机构，其特征是：所述的第二组控制电路至少包括运算放大器(18)、伺服放大器(19)、伺服阀(20)、液压马达(9)、齿轮副(21)、角度位置编码器(22)；运算放大器(18)两个输入端其中的一个输入端与角度位置编码器(22)角度位移反馈信号输出电连接，另一路输入端与位置设定单元(24)电连接；运算放大器(18)输出分别与伺服放大器(19)、伺服阀(20)、液压马达(9)、齿轮副(21)及回转载荷依次串联电连接，角度位置编码器(22)从齿轮副(21)处取信号进行反馈信号输出。

6.根据权利要求4、5所述的液压式升降回转机构，其特征是：所述的伺服阀(16)与伺服阀(20)同时与液压动力源(23)相通。

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