CN207093478U - 一种液压执行设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压执行设备，包括用于输出压力油的油泵、用于驱动油泵的动力装置、用于执行动作的油缸和通过步进电机控制的数字阀，油泵的输出口连通数字阀的进油口，数字阀的出油口连通油泵的回油口，数字阀的工作油口连通油缸的有杆腔。数字阀通过步进电机控制，进而控制压力油进入油缸的有杆腔或无杆腔，实现动作执行，数字阀采用精巧的设计省去了大部分液压元件，简化结构，且精度高、响应速度快、定位精度达到了微米级别。同时数字阀的出油口直接连通油泵的回油口，形成了闭式液压结构，有效减小了体积和油耗，节约成本。

Description

一种液压执行设备

技术领域

本实用新型涉及液压设备领域，特别是涉及一种液压执行设备。

背景技术

液压执行设备广泛应用于多种领域，一般包括油泵、动力装置和油缸，动力装置输出转速驱动油泵，输出高压油，驱动油缸执行动作，但是现有的液压执行设备中，油泵转动惯量大，系统响应慢，不适合高频场合，速度和位置控制精度不高，油站与油缸分体，油站的振动和噪声过大，不适合空间较小和对噪声振动需求较高的场合，同时液压油除了系统需求的流量外，其他均通过其他方式回到油箱，造成了浪费。

因此，如何提供一种响应快、精度高、噪声小且减小油耗的液压执行设备是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液压执行设备，响应快、精度高、噪声小且减小油耗。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液压执行设备，包括用于输出压力油的油泵、用于驱动所述油泵的动力装置、用于执行动作的油缸和通过步进电机控制的数字阀，所述油缸的活塞杆的伸出端外套装有弹簧，所述弹簧能够将所述油缸的活塞杆推出所述油缸3，所述油泵的输出口连通所述数字阀的进油口，所述数字阀的出油口连通所述油泵的回油口，所述数字阀的工作油口连通所述油缸的有杆腔；所述数字阀处于第一工作位时，所述进油口连通所述工作油口；所述数字阀处于第二工作位时，所述出油口连通所述工作油口；所述数字阀处于第三工作位时，所述进油口和所述出油口隔绝所述工作油口。

优选地，数字阀具体为液压伺服阀或比例控制阀。

优选地，所述数字阀包括阀体、所述步进电机、丝杠和随动滑阀，所述阀体安装于所述油缸的无杆端，所述丝杠安装于所述阀体内，所述丝杠的一端连接所述步进电机，所述丝杠的另一端连接反馈丝杠螺母，并伸入所述油缸的活塞杆内，所述反馈丝杠螺母安装于所述油缸的活塞并随所述活塞转动，所述丝杠固定连接并带动所述随动滑阀，所述随动滑阀能够在所述阀体内移动以改变所述数字阀连通的油口。

优选地，所述油缸有杆端设置有用于检测所述活塞杆伸出量的位移传感器。

优选地，所述位移传感器具体为线性可变差动变压器。

优选地，还包括液控二通插装阀和控制阀，所述液控二通插装阀的两个工作油口分别连通所述油缸的有杆腔和所述回油口，所述控制阀的两个工作油口分别连通所述输出口和所述液控二通插装阀的控制油口。

优选地，所述输出口处设置有溢流阀和滤油器。

优选地，所述输出口处设置有用于检测系统压力的压力变送器，控制器能够根据系统压力控制所述动力装置的输出转速。

优选地，所述输出口和所述进油口之间的油路上连通有蓄能器，所述输出口和所述蓄能器之间设置有单向阀，所述单向阀允许液压油由所述输出口流向所述进油口。

优选地，所述油泵具体为定量泵，所述动力装置具体为伺服电机。

本实用新型提供一种液压执行设备，包括用于输出压力油的油泵、用于驱动油泵的动力装置、用于执行动作的油缸和通过步进电机控制的数字阀，油缸的活塞杆的伸出端外套装有弹簧，弹簧能够将油缸的活塞杆拉回油缸，油泵的输出口连通数字阀的进油口，数字阀的出油口连通油泵的回油口，数字阀的工作油口连通油缸的有杆腔；数字阀处于第一工作位时，进油口连通工作油口；数字阀处于第二工作位时，出油口连通工作油口；数字阀处于第三工作位时，进油口和出油口隔绝第一工作油口。

数字阀通过步进电机控制，进而控制压力油进入油缸的有杆腔或无杆腔，实现动作执行，数字阀采用精巧的设计省去了大部分液压元件，简化结构，且精度高、响应速度快、定位精度达到了微米级别。同时数字阀的出油口直接连通油泵的回油口，形成了闭式液压结构，有效减小了体积和油耗，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型所提供的液压执行设备的一种具体实施方式的液压原理图；

图2为本实用新型所提供的液压执行设备的一种具体实施方式中油缸和数字阀的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种液压执行设备，响应快、精度高、噪声小且减小油耗。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的液压执行设备的一种具体实施方式的液压原理图；图2为本实用新型所提供的液压执行设备的一种具体实施方式中油缸和数字阀的结构示意图。

本实用新型具体实施方式提供一种液压执行设备，包括油泵1、动力装置2、油缸3和数字阀4，油泵1用于输出压力油，动力装置2用于驱动油泵1，油泵1具体为定量泵，动力装置2具体为伺服电机，当然也可采用其他装置。油缸3的活塞杆的伸出端外套装有弹簧，弹簧能够将油缸3的活塞杆推出油缸3。

油泵2具有输出口和回油口，输出口输出高压油，低压油通过回油口流回油泵2，数字阀4具有进油口、出油口、和工作油口，数字阀4通过步进电机42控制，使数字阀4处于第一工作位、第二工作位和第三工作位。油泵1的输出口连通数字阀4的进油口，数字阀4的出油口连通油泵1的回油口，数字阀4的工作油口连通油缸3的有杆腔。

数字阀4处于第一工作位时，进油口连通工作油口，即高压油由进油口进入有杆腔，无杆腔内的低压油通过管路流出，活塞杆31缩回，弹簧被压缩；数字阀4处于第二工作位时，出油口连通工作油口，在弹簧的作用下，活塞杆31伸出，即液压油由管路进入无杆腔，有杆腔内的液压油由出油口流回回油口，；数字阀4处于第三工作位时，进油口和出油口隔绝工作油口，液压油不流动，活塞杆31不动。

数字阀4通过步进电机42控制，进而控制压力油进入油缸3的有杆腔或无杆腔，实现动作执行，数字阀4采用精巧的设计省去了大部分液压元件，简化结构，且精度高、响应速度快、定位精度达到了微米级别。同时数字阀4的出油口直接连通油泵的回油口，形成了闭式液压结构，有效减小了体积和油耗，节约成本。

具体地，数字阀4可以为液压伺服阀或比例控制阀。数字阀4包括阀体41、步进电机42、丝杠43和随动滑阀44，阀体41安装于油缸3的无杆端，丝杠43安装于阀体41内，丝杠43的一端连接步进电机42，丝杠43的另一端连接反馈丝杠螺母33，并伸入油缸3的活塞杆31内，反馈丝杠螺母33安装于油缸3的活塞32并随活塞32转动，丝杠43固定连接并带动随动滑阀44，随动滑阀44能够在阀体41内移动以改变数字阀4连通的油口。

控制器给定的位置控制信号直接作用在步进电机42上，步进电机1启动带动齿轮旋转，进而带动丝杠43旋转运动，由于随动滑阀44与丝杠43连接，会带动随动滑阀44移动，随动滑阀44的凸肩产生位移后，会使数字阀4的不同油口连通，进而使高压油进入油缸3的不同腔体。随动滑阀44在阀体41内分隔出多个内腔，不同内腔连通不同的油口，实现了工作位的切换。

高压油会推动活塞32移动，进而会带动反馈丝杠螺母33转动，反馈丝杠螺母33又会驱动丝杠43及随动滑阀44往活塞32原本移动方向的相反方向移动，从而减小进油口和工作油口的截面大小，减小进入油缸3的高压油的速度，油缸3又处于一个新的平衡状态，直接实现了位置负反馈。

在本实用新型具体实施方式提供的液压执行设备中，油缸3有杆端设置有用于检测活塞杆31伸出量的位移传感器34。具体地，可以为线性可变差动变压器。实现油缸3伸出量的精确控制与实时监测，提高设备准确性。

为了提高安全性，还包括液控二通插装阀5和控制阀6，液控二通插装阀5的两个工作油口分别连通油缸3的有杆腔和回油口，控制阀6的两个工作油口分别连通输出口和液控二通插装阀5的控制油口。正常状态下，控制阀6导通，液压油得以进入液控二通插装阀5的控制油口，使液控二通插装阀5两个工作油口隔绝，避免有杆腔的液压油由液控二通插装阀5流出，当处于异常状态下，控制阀6关闭，液压油不再进入液控二通插装阀5的控制油口，使液控二通插装阀5的两个工作油口连通，有杆腔的液压油可以通过液控二通插装阀5流出，实现泄压。控制阀6可以为二位二通电磁阀，二位二通电磁阀处于第一工作位时，高压油经由二位二通电磁阀进入控制油口，当处于第二工作位时，液控二通插装阀5内的液压油进油二位二通电磁阀流回回油口。

为了提高设备安全性和稳定性，还可在输出口处设置溢流阀7和滤油器8。

在上述各具体实施方式提供的液压执行设备的基础上，输出口处设置有用于检测系统压力的压力变送器9，控制器能够根据系统压力控制动力装置2的输出转速。系统压力由两个压力变送器9传递给控制器，当系统压力达到设定压力时，伺服电机则保持极低的转速或停转，当压力降到安全压力值时，转速增加，系统压力也增加。实现精确控制，并节能减排。

还可以在输出口和进油口之间的油路上连通有蓄能器10，输出口和蓄能器10之间设置有单向阀11，单向阀11允许液压油由输出口流向进油口。伺服电机高速驱动时，部分高压油进入蓄能器10储存，伺服电机低速驱动时，由蓄能器10对系统耗油进行补偿，单向阀11能够防止蓄能器10输出的液压油流向油泵1输出口。保证设备稳定运行，同时还可设置体积较小的补油装置。

以上对本实用新型所提供的液压执行设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液压执行设备，其特征在于，包括用于输出压力油的油泵(1)、用于驱动所述油泵(1)的动力装置(2)、用于执行动作的油缸(3)和通过步进电机(42)控制的数字阀(4)，所述油缸(3)的活塞杆的伸出端外套装有弹簧，所述弹簧能够将所述油缸(3)的活塞杆推出所述油缸(3)，所述油泵(1)的输出口连通所述数字阀(4)的进油口，所述数字阀(4)的出油口连通所述油泵(1)的回油口，所述数字阀(4)的工作油口连通所述油缸(3)的有杆腔；所述数字阀(4)处于第一工作位时，所述进油口连通所述工作油口；所述数字阀(4)处于第二工作位时，所述出油口连通所述工作油口；所述数字阀(4)处于第三工作位时，所述进油口和所述出油口隔绝所述工作油口。

2.根据权利要求1所述的液压执行设备，其特征在于，数字阀(4)具体为液压伺服阀或比例控制阀。

3.根据权利要求2所述的液压执行设备，其特征在于，所述数字阀(4)包括阀体(41)、所述步进电机(42)、丝杠(43)和随动滑阀(44)，所述阀体(41)安装于所述油缸(3)的无杆端，所述丝杠(43)安装于所述阀体(41)内，所述丝杠(43)的一端连接所述步进电机(42)，所述丝杠(43)的另一端连接反馈丝杠螺母(33)，并伸入所述油缸(3)的活塞杆(31)内，所述反馈丝杠螺母(33)安装于所述油缸(3)的活塞(32)并随所述活塞(32)转动，所述丝杠(43)固定连接并带动所述随动滑阀(44)，所述随动滑阀(44)能够在所述阀体(41)内移动以改变所述数字阀(4)连通的油口。

4.根据权利要求3所述的液压执行设备，其特征在于，所述油缸(3)有杆端设置有用于检测所述活塞杆(31)伸出量的位移传感器(34)。

5.根据权利要求4所述的液压执行设备，其特征在于，所述位移传感器(34)具体为线性可变差动变压器。

6.根据权利要求1所述的液压执行设备，其特征在于，还包括液控二通插装阀(5)和控制阀(6)，所述液控二通插装阀(5)的两个工作油口分别连通所述油缸(3)的有杆腔和所述回油口，所述控制阀(6)的两个工作油口分别连通所述输出口和所述液控二通插装阀(5)的控制油口。

7.根据权利要求1所述的液压执行设备，其特征在于，所述输出口处设置有溢流阀(7)和滤油器(8)。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的液压执行设备，其特征在于，所述输出口处设置有用于检测系统压力的压力变送器(9)，控制器能够根据系统压力控制所述动力装置(2)的输出转速。

9.根据权利要求8所述的液压执行设备，其特征在于，所述输出口和所述进油口之间的油路上连通有蓄能器(10)，所述输出口和所述蓄能器(10)之间设置有单向阀(11)，所述单向阀(11)允许液压油由所述输出口流向所述进油口。

10.根据权利要求9所述的液压执行设备，其特征在于，所述油泵(1)具体为定量泵，所述动力装置(2)具体为伺服电机。