一种插电式集成液压作动器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及机械领域，提供的是一种无需油管连接的机、电、液一体化装置。
【背景技术】
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[0002]液压作为机械工程关键技术体系，未来相当长的一个时期发展的方向即“紧凑、高效、智能(或数字化)、可靠”。
[0003]在传统的采用液压系统传递功率机械设备中，通常能量传递基本都采用传统分配模式一一即由集中的液压泵站提供液压油，通过油管输送给布置在机械各个部位的不同执行元件(如液压缸)，通常泵站油箱庞大，布置困难，而且布管纵横交错、很容易造成弯折引起输油不畅，不仅功率匹配困难、沿程损失大，可靠性低，维修维护困难、还易产生安全隐串
■/Q1、O
【发明内容】
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[0004]鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是提供一种“超常、紧凑、智能”的新型机、电、液一体化装置、将伺服电机与油泵、油箱、油缸、补偿器等进行高度集成化设计，形成一个独立控制的作动器，插电就可动作、可独立使用，独立安装、也可用在主机中实现功率电传，液压传动由分配式供能向分布式供能变。
[0005]本发明的目的是通过如下的设计实现的。
[0006]一种插电式集成液压作动器，具有中心带杆油缸7及以带杆油缸7缸壁为内缸壁的环形腔18，环形腔上设置有补偿器14 ;油缸7及环形腔18支承在缸座26上；缸座中部设置有安装空间13 ;全部流道采用了集成在缸座的内部安装空间13内，设置有一台伺服电机1、六个单向阀、两个液控单向阀，一个安全阀，由以下的方式进行阀系设置，以实现带杆油缸7中作动杆件的变速、换向、自动补油、锁紧、安全控制:
[0007]第一单向阀3的出油口、第二单向阀4的进油口、第三单向阀5的出油口与第一液控单向阀6的进油口、第二液控单向阀8的控制口 X2、双向油泵的出油口 Cl连接；第一液控单向阀6的出油口与a 口连接，a 口通向液压缸的无杆腔；第四单向阀10的出油口、第五单向阀11的进油口、第六单向阀12的出油口与第二液控单向阀8的进油口、第一液控单向阀6的控制口 X1、双向油泵的出油口 C2连接；第二液控单向阀8的出油口与b 口连接，b 口通向液压缸的有杆腔；第一单向阀3、第六单向阀12的进油口与T 口连接、T 口连油箱；第二单向阀4、第五单向阀11的出油口与安全阀9的进油口连接；第三单向阀5、第四单向阀10的进油口与安全阀9的出油口连接。
[0008]本发明液压系统完全无油管连接，独立使用、独立安装、结构极紧凑、体积与重量相对很小，通过伺服伺服电机实现作动器的独立智能控制、维修维护简便、通用性与互换性好、易于密封、可靠性高。
[0009]本新型液压装置在一些特殊领域和场合会产生重要意义。如在航空领域等，功率电传作动系统是“多电飞机”的重要组成部分，功率电传，液压传动由传统分配模式到分布模式，而液压能源集成技术是其核心技术，在飞机技术变革中扮演着至关“重要的角色。由于其独特的性能，在航空领域、深海设备、电动工程机械、机器人等方面有广阔的应用前景。
【附图说明】
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[0010]图1为本发明方案原理图。
[0011]图2为本发明用于深海环境时的结构方案简图。
[0012]图3、图4为本发明用于常规环境时的结构方案简图。
【具体实施方式】
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[0013]参看图1、本装置包含了伺服电机(I)、双向液压泵(2)、单向阀(3、4、5)、液控单向阀(6、8)、油缸(7)、安全阀(9)、单向阀(10、11、12)、油箱(13)、补偿器等组成(14)
[0014]这些元件集成为一体，形成一个完整的装置，通过电缆接插件与外部电源连接。
[0015]结构如图2、图3、图4。本发明由伺服电机1、双向液压泵2、单向阀(3、4、5)、液控单向阀(6、8)、油缸7、安全阀9、单向阀(10、11、12)、补偿器14、带杆油缸缸壁17、环形腔(即油箱)18、活塞19、缸盖21、活塞杆22、外盖23、电缆24、电缆接插件25、缸座26等组成。
[0016]其中伺服电机与泵机械连接，并安装在缸座上(不限缸座)
[0017]单向阀3的出油口、单向阀4的进油口、单向阀5的出油口与液控单向阀6的进油口、液控单向阀8的控制口 X2、双向油泵的出油口 Cl连接；
[0018]液控单向阀6的出油口与a 口连接，a 口通向液压缸的无杆腔；
[0019]单向阀10的出油口、单向阀11的进油口、单向阀12的出油口与液控单液控单向阀8的进油口、液控单向阀6的控制口 X1、双向油泵的出油口 C2连接；
[0020]液控单向阀8的出油口与b 口连接，b 口通向液压缸的有杆腔；
[0021]油泵的进出油口可互换；
[0022]单向阀3、12的进油口与T 口连接、T 口连油箱。
[0023]单向阀4、11的出油口与安全阀9的进油口连接；
[0024]单向阀5、10的进油口与安全阀9的出油口连接；
[0025]外筒、缸筒、缸座、外盖固定连接并形成环形腔18 (即油箱)；
[0026]活塞杆与活塞固定连接；
[0027]单向阀、安全阀、液控单向阀、双向液压泵之间的流道都集成(或大部分)在缸座内；
[0028]对于深海环境使用作动器，补偿器(如采用柱塞型)安装在环形腔18上；
[0029]对于常规环境使用的作动器，如(图3)补偿器采用弹簧机构；或(图4)压缩气体机构。
[0030]下面以深海环境时的结构(图2)为例，说明作动器的工作原理，使用时，作动器通过电缆接插件与外部通电。
[0031]当需要油缸的活塞杆伸出时:双向液压泵正转，Cl 口为出油口，C2 口为进油口，液控单向阀6打开，同时液控单向阀8在X2 口的作用下打开。Cl 口压力油通过液控单向阀6进入a 口，a 口通向液压缸的无杆腔，油缸的活塞杆伸出。有杆腔的回油经b 口、液控单向阀b，进入双向液压泵吸油口 C2。油箱内的油液由于补偿器作用保持为海水压力。由于液压缸进油量大于液压缸回油量，双向液压泵C2 口压力降低，油箱中油液在海水压力的作用下，打开单向阀12为回油路的C2 口补油。当Cl 口超过安全阀调定压力时，安全阀打开，Cl口的压力油经单向阀4、安全阀、单向阀10进入回油路。
[0032]当需要油缸的活塞杆缩回时:双向液压泵反转，C2 口为出油口，Cl 口为进油口，液控单向阀8打开，同时液控单向阀6在Xl 口的作用下打开。C2 口压力油通过液控单向阀8进入b 口，b 口通向液压缸的有杆腔，油缸的活塞杆缩回。无杆腔的回油经a 口、液控单向阀a，进入双向液压泵吸油口 Cl。由于液压缸回油量大于液压缸进油量，双向液压泵Cl 口压力升高，打开单向阀4，回油路的多出的油液克服油箱中海水压力进入油箱。当C2 口超过安全阀调定压力时，安全阀打开，C2 口的压力油经单向阀11、安全阀、单向阀5，进入回油路。
[0033]当需要调整油缸活塞杆缩回或伸出速度时:通过控制伺服电机的转速，调整液压泵的流量，从而控制油缸活塞杆缩回或伸出速度。
[0034]当需要锁紧油缸时:伺服电机停转，液压泵停转，由于系统内泄，X1、X2 口压力降低，液控单向阀6、液控单向阀8关闭，将油缸锁紧。
[0035]深海环境与常规环境与补偿器略有不同，深海环境采用如柱塞型补偿器，常规环境采用弹簧或压缩气体做补偿器，其作用是形成补偿进出油箱油液的变化。
【主权项】
1.一种插电式集成液压作动器，其特征在于，具有中心带杆油缸(7)及以带杆油缸(7)缸壁为内缸壁的环形腔(18)，环形腔上设置有补偿器(14);带杆油缸(7)及环形腔(18)支承在缸座(26)上；缸座中部设置有安装空间(13);全部流道采用了集成在缸座的内部安装空间(13)内，设置有一台伺服电机(I)、六个单向阀、两个液控单向阀，一个安全阀，由以下的方式进行阀系设置，以实现带杆油缸(7)中作动杆件的变速、换向、自动补油、锁紧、安全控制: 第一单向阀(3)的出油口、第二单向阀(4)的进油口、第三单向阀(5)的出油口与第一液控单向阀(6)的进油口、第二液控单向阀(8)的控制口 X2、双向油泵的出油口 Cl连接；第一液控单向阀(6)的出油口与a 口连接，a 口通向液压缸的无杆腔；第四单向阀(10)的出油口、第五单向阀(11)的进油口、第六单向阀(12)的出油口与第二液控单向阀(8)的进油口、第一液控单向阀(6)的控制口 X1、双向油泵的出油口 C2连接；第二液控单向阀⑶的出油口与b 口连接，b 口通向液压缸的有杆腔；第一单向阀(3)、第六单向阀(12)的进油口与T 口连接、T 口连油箱；第二单向阀(4)、第五单向阀(11)的出油口与安全阀(9)的进油口连接；第三单向阀(5)、第四单向阀(10)的进油口与安全阀(9)的出油口连接。
2.根据权利要求1所述之插电式集成液压作动器，其特征在于，所述补偿器可采用柱塞型或弹簧或压缩气体型补偿器。
【专利摘要】本发明提供一种插电式集成液压作动器，具有中心带杆油缸7及以带杆油缸7缸壁为内缸壁的环形腔18，环形腔上设置有补偿器14；油缸7及环形腔18支承在缸座26)上；缸座中部设置有安装空间13；全部流道采用了集成在缸座的内部安装空间13内。本发明将伺服电机与油泵、油箱、油缸、补偿器、电源接插件等进行高度集成化设计，形成一个独立控制的作动器，插电就可动作、可独立安装、独立使用，也可用在主机中实现功率电传，液压传动由分配式供能向分布式供能转变。由于其独特的性能，本发明在航空领域、深海设备、电动工程机械、机器人等方面有广阔的应用前景。
【IPC分类】F15B11-08, F15B15-18
【公开号】CN104564865
【申请号】CN201510014169
【发明人】王国志, 于兰英, 刘桓龙, 吴文海, 邓斌, 秦剑
【申请人】西南交通大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日