一种高精度伺服作动器总成论文和设计-谢海涛

全文摘要

本实用新型公开了一种高精度伺服作动器总成，涉及液压设备技术领域，包括伺服油缸、油缸阀块、压力传感器、叠加式电磁截止阀组、比例伺服阀、叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀、三位四通电磁换向阀和隔膜式蓄能器。通过叠加式电磁截止阀组和比例伺服阀，实现了对伺服油缸的远程精确控制，同时通过叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀和三位四通电磁换向阀的配合，实现了对伺服油缸的换向控制以及伺服油缸动作速度、油缸静止状态下的油路载荷大小，提高了伺服油缸的远程控制精度。

主设计要求

1.一种高精度伺服作动器总成，其特征在于：包括伺服油缸(1)、油缸阀块(2)、压力传感器(3)、叠加式电磁截止阀组(4)、比例伺服阀(5)、叠加式单向调速阀(6)、叠加式液控单向阀(7)、三位四通电磁换向阀(8)和隔膜式蓄能器(9)，所述伺服油缸(1)为单杆液压缸，所述油缸阀块(2)安装在所述伺服油缸(1)上与所述伺服油缸(1)连通，所述压力传感器(3)共设有两个，两个所述压力传感器(3)并排设置在所述油缸阀块(2)靠近无杆腔的一端，所述叠加式电磁截止阀组(4)安装在所述油缸阀块(2)上且位于所述压力传感器(3)旁侧，所述比例伺服阀(5)叠加安装在所述叠加式电磁截止阀组(4)上方，所述叠加式单向调速阀(6)安装在所述油缸阀块(2)上方，所述叠加式液控单向阀(7)安装在所述叠加式单向调速阀(6)上方，所述三位四通电磁换向阀(8)安装在所述叠加式液控单向阀(7)上方，所述隔膜式蓄能器(9)安装在所述油缸阀块(2)靠近有杆腔的一端。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高精度伺服作动器总成，其特征在于：所述伺服油缸(1)包括活塞杆(101)、缸头(102)、吊环(103)、缸桶(104)、缸底(105)、保护罩(106)和防水接头(107)，所述活塞杆(101)穿过所述缸头(102)安装在所述缸桶(104)内，所述缸头(102)安装在所述缸头(102)一端，所述吊环(103)共设有两个，两个所述吊环(103)对称安装在所述缸头(102)上，所述缸底(105)安装在所述缸桶(104)另一端，所述保护罩(106)安装在缸底(105)上，所述防水接头(107)安装在所述保护罩(106)上。

3.根据权利要求1所述的一种高精度伺服作动器总成，其特征在于：所述油缸阀块(2)为长方体结构，所述油缸阀块(2)底部靠近有杆腔的一端设有有杆腔接口(201)，所述油缸阀块(2)底部靠近无杆腔的一端设有无杆腔接口(202)，所述油缸阀块(2)侧面设有进油口(203)和出油口(204)，所述油缸阀块(2)侧面还设有测压接头(205)。

4.根据权利要求1所述的一种高精度伺服作动器总成，其特征在于：所述叠加式电磁截止阀组(4)和所述比例伺服阀(5)叠加设置组成远程控制模块，所述叠加式单向调速阀(6)、叠加式液控单向阀(7)和所述三位四通电磁换向阀(8)叠加设置组成换向模块，所述远程控制模块和所述换向模块均与油缸阀块(2)连通。

5.根据权利要求1所述的一种高精度伺服作动器总成，其特征在于：所述隔膜式蓄能器(9)与油缸阀块(2)的接口处设有组合密封垫(901)，所述隔膜式蓄能器(9)下方还设有直通接头(902)，所述直通接头(902)连通所述隔膜式蓄能器(9)和所述油缸阀块(2)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及液压设备技术领域，具体是一种高精度伺服作动器总成。

背景技术

液压伺服油缸具有推力大、质量轻、集成度高、动态响应快、控制精度高等特点，在工程机械、冶金机械、船舶、航空航天、机器人等领域得到广泛应用。现有的伺服油缸大多采用单一伺服阀控制有杆和无杆腔流量，而现有的伺服阀或是比例阀，其带宽都较低，控制上无法维持一种稳定的变刚度效果，造成采用其作为驱动源的足式或其它运动平台在与外界交互作用时产生的较大交互冲击力无法彻底消除，同时作动过程表现为一种“硬性冲击过程”，导致力控制精度差，现今市场上生产的大量程伺服作动器，在进行小位移试验中控制分辨率及精度的问题并没有得到很好的解决，有的设备是通过额外增加一个小量程的位移传感器来实现，虽然问题能够得到解决，但是需要额外投入另外一套采集系统，既增加了投资成本，试验用户的使用也不是很方便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高精度伺服作动器总成，以解决上述背景技术中提出的伺服油缸控制精度差的问题。

本实用新型的技术方案是：一种高精度伺服作动器总成，包括伺服油缸、油缸阀块、压力传感器、叠加式电磁截止阀组、比例伺服阀、叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀、三位四通电磁换向阀和隔膜式蓄能器，所述伺服油缸为单杆液压缸，所述油缸阀块安装在所述伺服油缸上与所述伺服油缸连通，所述压力传感器共设有两个，两个所述压力传感器并排设置在所述油缸阀块靠近无杆腔的一端，所述叠加式电磁截止阀组安装在所述油缸阀块上且位于所述压力传感器旁侧，所述比例伺服阀叠加安装在所述叠加式电磁截止阀组上方，所述叠加式单向调速阀安装在所述油缸阀块上方，所述叠加式液控单向阀安装在所述叠加式单向调速阀上方，所述三位四通电磁换向阀安装在所述叠加式液控单向阀上方，所述隔膜式蓄能器安装在所述油缸阀块靠近有杆腔的一端。

进一步，所述伺服油缸包括活塞杆、缸头、吊环、缸桶、缸底、保护罩和防水接头，所述活塞杆穿过所述缸头安装在所述缸桶内，所述缸头安装在所述缸头一端，所述吊环共设有两个，两个所述吊环对称安装在所述缸头上，所述缸底安装在所述缸桶另一端，所述保护罩安装在缸底上，所述防水接头安装在所述保护罩上。

进一步，所述油缸阀块为长方体结构，所述油缸阀块底部靠近有杆腔的一端设有有杆腔接口，所述油缸阀块底部靠近无杆腔的一端设有无杆腔接口，所述油缸阀块侧面设有进油口和出油口，所述油缸阀块侧面还设有测压接头。

进一步，所述叠加式电磁截止阀组和所述比例伺服阀叠加设置组成远程控制模块，所述叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀和所述三位四通电磁换向阀叠加设置组成换向模块，所述远程控制模块和所述换向模块均与油缸阀块连通。

进一步，所述隔膜式蓄能器与油缸阀块的接口处设有组合密封垫，所述隔膜式蓄能器下方还设有直通接头，所述直通接头连通所述隔膜式蓄能器和所述油缸阀块。

本实用新型通过改进在此提供一种高精度伺服作动器总成，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一，设置有叠加式电磁截止阀组和比例伺服阀，所述叠加式电磁截止阀组和所述比例伺服阀叠加设置组成远程控制模块，伺服油缸工作时需要人为控制使其达到预期的工作效果，通过比例伺服阀的设置可以将远程控制信号通过电磁铁转换成力、位移等机械信号进行输出，从而控制伺服油缸运动时的压力、液压油流量以及活塞杆运动方向等参数，实现对伺服油缸的远程控制，比例伺服阀与普通液压元件相比能实现简单的远距离控制，同时能够连续、按比例控制液压系统的压力和流量，实现对伺服油缸的位置、速度、力量的控制，并且减少了伺服油缸压力变换时对油缸产生的冲击，增加了伺服油缸的使用寿命，减小了故障率；

其二，设置有叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀和三位四通电磁换向阀，所述叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀和所述三位四通电磁换向阀叠加设置组成换向模块，伺服油缸工作时通过叠加式单向调速阀可以控制伺服油缸动作的速度，叠加式液控单向阀的设置使伺服油缸在动作到位后可以防止液压油逆流，减轻了油路需要承受的载荷，当需要控制伺服油缸动作时，通过叠加式液控单向阀与三位四通电磁换向阀配合，可以实现伺服油缸的远程控制换向，叠加式单向调速阀、叠加式液控单向阀和三位四通电磁换向阀叠加设置缩短了油路使得控制信号可以更加迅速的传递至油缸，同时减小了液压元件的体积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是为图2中A-A处的剖视图；

图4是本实用新型的局部立体结构示意图；

图5是图4的仰视图；

图6是图4的右视图；

图7是图4的主视图；

图8是图4的左视图；

图9是图4的后视图；

图10是图4的俯视图。

附图标记说明：

伺服油缸1，油缸阀块2，压力传感器3，叠加式电磁截止阀组4，比例伺服阀5，叠加式单向调速阀6，叠加式液控单向阀7，三位四通电磁换向阀8，隔膜式蓄能器9，活塞杆101，缸头102，吊环103，缸桶104，缸底105，保护罩106，防水接头107，有杆腔接口201，无杆腔接口202，进油口203，出油口204，测压接头205，组合密封垫901，直通接头902。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连同。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型通过改进在此提供一种伺服油缸1用控制总成，如图1至图10所示，包括伺服油缸1、油缸阀块2、压力传感器3、叠加式电磁截止阀组4、比例伺服阀5、叠加式单向调速阀6、叠加式液控单向阀7、三位四通电磁换向阀8和隔膜式蓄能器9，所述伺服油缸1为单杆液压缸，所述油缸阀块2安装在所述伺服油缸1上与所述伺服油缸1连通，所述压力传感器3共设有两个，两个所述压力传感器3并排设置在所述油缸阀块2靠近无杆腔的一端，所述叠加式电磁截止阀组4安装在所述油缸阀块2上且位于所述压力传感器3旁侧，所述比例伺服阀5叠加安装在所述叠加式电磁截止阀组4上方，所述叠加式单向调速阀6安装在所述油缸阀块2上方，所述叠加式液控单向阀7安装在所述叠加式单向调速阀6上方，所述三位四通电磁换向阀8安装在所述叠加式液控单向阀7上方，所述隔膜式蓄能器9安装在所述油缸阀块2靠近有杆腔的一端。本实用新型的工作原理是：伺服油缸1工作时，压力传感器3将伺服油缸1的压力数据传输至远程控制端，之后通过远程控制叠加式电磁截止阀组4、比例伺服阀5对伺服油缸1的动作速度以及压力大小进行控制，当伺服油缸1需要换向时，通过远程控制叠加式单向调速阀6、叠加式液控单向阀7、三位四通电磁换向阀8，通过三位四通电磁换向阀8改变液压油通路实现换向，通过叠加式单向调速阀6，对伺服油缸1动作速度进行控制，叠加式液控单向阀7减小了伺服油缸1工作时的载荷，同时通过隔膜式蓄能器9的设置，使伺服油缸1动作产生的液压油路压力变化，可以通过隔膜式蓄能器9将液压油路的压力波动吸收，从而使液压更稳定，增加了对伺服油缸1的控制精度。

具体地，本实用新型的伺服油缸1包括活塞杆101、缸头102、吊环103、缸桶104、缸底105、保护罩106和防水接头107，所述活塞杆101穿过所述缸头102安装在所述缸桶104内，所述缸头102安装在所述缸头102一端，所述吊环103共设有两个，两个所述吊环103对称安装在所述缸头102上，所述缸底105安装在所述缸桶104另一端，所述保护罩106安装在缸底105上，所述防水接头107安装在所述保护罩106上。缸头102、缸桶104和缸底105组成密封结构，伺服油缸1动作时，活塞杆101在液压油的作用下沿缸桶104运动，当无杆腔进油、有杆腔出油时，活塞杆101从缸桶104内伸出，当无杆腔出油、有杆腔进油时，活塞杆101收回缸桶104内部，缸头102的设置一方面起到导向作用，另一方面可以对缸桶104进行密封，防止活塞杆101运动时缸桶104内液压油产生泄露，吊环103的设置方便了对伺服油缸1的运输与维修拆卸，保护罩106和防水接头107的设置保护了伺服油缸1内部的电子传感器的正常工作。

具体地，本实用新型的油缸阀块2为长方体结构，所述油缸阀块2底部靠近有杆腔的一端设有有杆腔接口201，所述油缸阀块2底部靠近无杆腔的一端设有无杆腔接口202，所述油缸阀块2侧面设有进油口203和出油口204，所述油缸阀块2侧面还设有测压接头205。通过油缸阀块2的设置，简化了液压元件与伺服油缸1连接需要的结构，同时使得液压元件与伺服油缸1之间的连接配合更加稳定，油缸阀块2侧面设置的测压接头205方便了对油路压力进行测试，方便对伺服油缸1的检修与维护工作。

具体地，本实用新型的叠加式电磁截止阀组4和所述比例伺服阀5叠加设置组成远程控制模块，所述叠加式单向调速阀6、叠加式液控单向阀7和所述三位四通电磁换向阀8叠加设置组成换向模块，所述远程控制模块和所述换向模块均与油缸阀块2连通。伺服油缸1工作时需要人为控制使其达到预期的工作效果，通过比例伺服阀5的设置可以将远程控制信号通过电磁铁转换成力、位移等机械信号进行输出，从而控制伺服油缸1运动时的压力、液压油流量以及活塞杆101运动方向等参数，实现对伺服油缸1的远程控制，比例伺服阀5与普通液压元件相比能实现简单的远距离控制，同时能够连续、按比例控制液压系统的压力和流量，实现对伺服油缸1的位置、速度、力量的控制，并且减少了伺服油缸1压力变换时对油缸产生的冲击，增加了伺服油缸1的使用寿命，减小了故障率，通过叠加式单向调速阀6可以控制伺服油缸1动作的速度，叠加式液控单向阀7的设置使伺服油缸1在动作到位后可以防止液压油逆流，减轻了油路需要承受的载荷，当需要控制伺服油缸1动作时，通过叠加式液控单向阀7与三位四通电磁换向阀8配合，可以实现伺服油缸1的远程控制换向，叠加式单向调速阀6、叠加式液控单向阀7和三位四通电磁换向阀8叠加设置缩短了油路使得控制信号可以更加迅速的传递至油缸，同时减小了液压元件的体积。

具体地，本实用新型的隔膜式蓄能器9与油缸阀块2的接口处设有组合密封垫901，所述隔膜式蓄能器9下方还设有直通接头902，所述直通接头902连通所述隔膜式蓄能器9和所述油缸阀块2。当压力升高时油液进入蓄能器，气体被压缩，直到系统管路压力不再上升；当管路压力下降时压缩空气膨胀，将油液压入回路，从而减缓管路压力的下降，组合密封垫901的设置能够增加隔膜式蓄能器9和油缸阀块2之间的密封性，同时通过直通接头902使得隔膜式蓄能器9通过直通接头902连接至油缸阀块2，减小了隔膜式蓄能器9接口的磨损，增加了隔膜式蓄能器9的使用寿命。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

设计图

一种高精度伺服作动器总成论文和设计

一种高精度伺服作动器总成论文和设计-谢海涛

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主设计要求

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