一种可用于水下作业的集成式电液执行器制造技术

本发明专利技术提供了一种可用于水下作业的集成式电液执行器，涉及电液执行器技术领域，能够耐腐蚀、防海水污染，是一种结构简单紧凑、工作可靠的闭式回路电液执行器；该电液执行器包括密封连接的第一缸体和第二缸体；所述第一缸体内设有活塞装置；所述第二缸体内设有电机、双向油泵和油箱；所述双向油泵、所述第一缸体的有杆腔及无杆腔、所述油箱组成油液循环管路；所述活塞装置的外伸部分的外周设有可伸缩的隔离皮囊。本发明专利技术提供的技术方案适用于电液执行器水下作业的过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于水下作业的集成式电液执行器
本专利技术涉及电液执行器
，尤其涉及一种可用于水下作业的集成式电液执行器。
技术介绍
深海工作环境具有低温、高压、易腐蚀、富含微生物的特点，电液执行器系统在深海环境工作时，易出现三个问题。一是由于深海较高的环境压力，容易导致密封失效，海水以及微生物进入液压系统，污染液压油，造成严重后果；二是由于活塞杆工作时要伸出液压缸，外表面暴露在海水中，容易被腐蚀；三是普通电液执行器系统是开式结构，通过液压阀控制油缸动作，由于深海环境下液压油粘度将增大，会显著影响液压阀的动态性能，进而影响电液执行器系统性能。针对第一个问题，目前采取的措施是通过设置压力补偿器，使液压系统内部压力等于或略高于深海环境压力，保证海水不会进入液压系统，但带有压力补偿器的液压系统仍然需要注意系统的动态性能，避免液压缸活塞杆回缩太快，压力补偿器来不及响应，有杆腔出现瞬时低压(低于深海环境压力)，导致海水进入液压系统。针对第二个问题，目前解决的思路有两个，一是活塞杆采用耐腐蚀的特种钢材，二是在活塞杆表面涂覆耐磨耐腐蚀的专用涂层(例如陶瓷涂层)。这些思路都会导致液压油缸的成本显著提高。如中国专利技术专利CN106351910A所提到的水密门耐腐蚀油缸，采用Ni-Gr双层镀工艺，阻隔海水对活塞杆的腐蚀；中国专利技术专利CN205937292U所提到的带有防腐蚀结构的海事油缸，采用由环氧树脂与铁丝编织网混凝而成的防腐蚀层，使缸体的金属表面与海水隔离开，防止液压油缸受到海水的腐蚀。针对第三个问题，中国专利CN102003432A提到了一种电液执行器，采用了阀箱组件，并且控制由控制器实现，外形短粗、结构松散；中国专利CN207246278U提到了一种电机直驱式离合器电液控制机构，由机械组件和电控组件组成，但适用面窄，尤其不适用在单作用油缸的闭式回路控制上。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可用于水下作业的集成式电液执行器，能够耐腐蚀、防海水污染，是一种结构简单紧凑、工作可靠的闭式回路电液执行器。一方面，本专利技术提供一种可用于水下作业的集成式电液执行器，其特征在于，包括密封连接的第一缸体和第二缸体；所述第一缸体内设有活塞装置；所述第二缸体内设有电机、双向油泵和油箱；所述双向油泵、所述第一缸体的有杆腔及无杆腔、所述油箱组成油液循环管路；所述活塞装置的外伸部分的外周设有可伸缩且具有弹性的隔离皮囊。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双向油泵包括第一双向定量齿轮油泵和第二双向定量齿轮油泵；所述第一双向定量齿轮油泵的排量V1、所述第二双向定量齿轮油泵的排量V2、所述第一缸体的无杆腔的有效面积A1和所述第一缸体的有杆腔的有效面积A2满足关系式如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述油液循环管路的具体连通方式为：所述双向油泵的第一油口与所述有杆腔连通；所述双向油泵的第二油口与所述油箱连通；所述双向油泵的第三油口与所述无杆腔连通；所述有杆腔与所述油箱连通。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述第一油口与所述有杆腔连通的具体方式是：第一油道、第一油管和第二油道依次连通；所述第一油道和所述第二油道设置在所述第一缸体缸壁上的，所述第一油管设置在所述第一缸体外部。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述有杆腔与所述油箱连通的具体方式是依次通过设置在所述有杆腔的腔壁上的第三油道、设置在所述第一缸体和所述第二缸体外部的第二油管，以及设置在油箱箱壁上的第四油道进行连通。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述隔离皮囊与所述活塞装置的活塞杆之间充满液压工作介质。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双向油泵设置在所述第二缸体的近所述第一缸体的一端；所述电机与所述双向油泵相邻设置。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述活塞杆的外端穿过设置在所述第一缸体外端的端盖伸出所述第一缸体。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：采用隔离皮囊不仅能够将活塞杆与外界环境隔离，保护活塞杆不受海水腐蚀，还能够起到压力补偿器的作用，省去了单独的压力补偿装置，同时为实现单活塞杆液压缸闭式回路提供了方便；电液执行器由短粗型改为细长型，能够适用于多种环境；采用闭式回路结构，结构紧凑，易于安装，同时避免了深水环境下液压阀对系统性能的影响。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它的附图。图1是本专利技术一个实施例提供的集成式电液执行器的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的集成式电液执行器的立体结构示意图；图3是本专利技术一个实施例提供的集成式电液执行器的系统原理图。其中，图中：电机-1；双向油泵-2；第一油口-2.1；第二油口-2.2、第三油口-2.3；隔离皮囊-3；活塞杆-4；齿轮-5；第一缸体；6；第二缸体-7；第一油管-8.1；第二油管-8.2；油箱-9；第一油道-10；第二油道-11；第三油道-12；第四油道-13；活塞-14；电机线-15。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。图1是本专利技术一个实施例提供的集成式电液执行器的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的集成式电液执行器的立体结构示意图。如图1-2所示，一种适用于深海工作环境的液压油缸，包含两个钢制缸体，第一缸体6和第二缸体7。第一缸体6和第二缸体7密封连接。其中，第一缸体6作为单作用液压缸使用；第二缸体7作为油箱9，同时用作容器放置电机1与一个三口的双向油泵2。第一缸体6的外端部(即远离第二缸体7的一端)设有端盖，端盖与第一缸体6密封连接。第一缸体6的内设有活塞杆4，活塞杆4的一端固定连接活塞14，另一端从设置在端盖中间的过孔伸出第一缸体6。活塞杆4与孔之间采用密封件密封，活塞14周边与第一缸体的内壁也采用密封件密封，保证活塞杆运动过程中不会发生泄漏。在外伸活塞杆4上包裹一个折叠型易伸缩、具有弹性隔离皮囊3，隔离皮囊3的一端安装在液压缸(即第一缸体)的端盖上，另一端安装在活塞杆4的端部，均为密封安装，以保证海水无法进入隔离皮囊内部。隔离皮囊3材质为改性硅橡胶，具有很好的弹性，且性质稳定，耐海水腐蚀，采用带金属骨架的折叠型结构。当活塞杆4运动时，隔离皮囊能够自由伸缩，始终将活塞杆4的外表面与海水隔离。隔离皮囊3与活塞杆4的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于水下作业的集成式电液执行器，其特征在于，包括密封连接的第一缸体（6）和第二缸体（7）；所述第一缸体（6）内设有活塞装置；所述第二缸体（7）内设有电机（1）、双向油泵（2）和油箱（9）；所述双向油泵（2）、所述第一缸体（6）的有杆腔及无杆腔、所述油箱（9）组成油液循环管路；所述活塞装置的外伸部分的外周设有可伸缩且具有弹性的隔离皮囊（3）。

【技术特征摘要】
1.一种可用于水下作业的集成式电液执行器，其特征在于，包括密封连接的第一缸体（6）和第二缸体（7）；所述第一缸体（6）内设有活塞装置；所述第二缸体（7）内设有电机（1）、双向油泵（2）和油箱（9）；所述双向油泵（2）、所述第一缸体（6）的有杆腔及无杆腔、所述油箱（9）组成油液循环管路；所述活塞装置的外伸部分的外周设有可伸缩且具有弹性的隔离皮囊（3）。2.根据权利要求1所述的可用于水下作业的集成式电液执行器，其特征在于，所述双向油泵（2）包括第一双向定量齿轮油泵和第二双向定量齿轮油泵；所述第一双向定量齿轮油泵的排量V1、所述第二双向定量齿轮油泵的排量V2、所述第一缸体（6）的无杆腔的有效面积A1和所述第一缸体（6）的有杆腔的有效面积A2满足关系式。3.根据权利要求1所述的可用于水下作业的集成式电液执行器，其特征在于，所述油液循环管路的具体连通方式为：所述双向油泵（2）的第一油口（2.1）与所述有杆腔连通；所述双向油泵（2）的第二油口（2.2）与所述油箱（9）连通；所述双向油泵（2）的第三油口（2.3）与所述无杆腔连通；所述有杆腔与所述油箱（9）连通。4.根据权利要求3所述的可用于水下作业的集成式电液执行器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨耀东，王增辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11