一种水下单作用电液作动器及作动方法技术

本发明专利技术涉及一种水下单作用电液作动器及作动方法，包括机壳，机壳包括油缸筒体、电机壳体、齿轮泵组件，电机壳体固定安装驱动电机，电机壳体背离齿轮泵组件一端固定安装弹性囊，齿轮泵组件包括齿轮泵壳体、轴承座；电机端盖内设有与驱动电机输出轴啮合的减速轮，齿轮泵壳体内设有第一泵齿轮，减速轮、第一泵齿轮之间同轴传动，所述齿轮泵壳体内还设有第二泵齿轮，第二泵齿轮与第一泵齿轮啮合传动，轴承座上设有齿轮泵进口、齿轮泵出口。本发明专利技术采用液压泵直接控制模式，取消了常规作动器中的液压阀及管路，使得电液作动器结构更加紧凑简单。本发明专利技术中的弹性囊，能够进行压力补偿；本发明专利技术通过减小无杆腔压力，利用环境水压使得油缸回缩，从而实现取代阀箱和管路的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种水下单作用电液作动器及作动方法
本专利技术涉及水下液压系统液压元件
，尤其是一种水下单作用电液作动器及作动方法。
技术介绍
液压系统拥有承载能力强、功率密度大、调速方便等优点，在深海资源开发得到广泛应用。液压系统管路众多，一个破损点会导致所有系统无法运行。相比之下，水下电液作动器拥有巨大优势，各个相互独立。互不影响，并且系统结构简单，没有复杂管路，特别是集成度高，便于水下装备小型化。与传统液压系统相比，电液作动器拥有各方面优势，在飞机领域得到广泛的应用。电液作动器拥有液压系统各个组件，包括油箱、液压泵、阀箱、管路、执行元件。但是在水下液压系统，特别是深海，为提高系统效率，需要进行压力补偿。特别是阀箱，电子元件需要采用油液进行压力补偿，会导致电液作动器不紧凑。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的水下单作用电液作动器及作动方法，采用泵控模式，油泵直接向无杆腔供高压油，推动活塞杆伸出，然后电机反转，油泵从无杆腔吸油，使得无杆腔压力降低，在环境压力作用下活塞回缩，通过水下压力实现回缩，简化电液作动器结构。本专利技术所采用的技术方案如下：一种水下单作用电液作动器，包括油缸筒体、电机壳体、固定安装于油缸筒体和电机壳体之间的齿轮泵组件，所述油缸筒体内设有活塞，所述电机壳体面向齿轮泵组件的一端安装有电机端盖，电机端盖上固定安装驱动电机，电机壳体背离齿轮泵组件一端固定安装弹性囊，电机壳体上安装有水密电缆，所述齿轮泵组件包括与油缸筒体固定安装的齿轮泵壳体，所述电机端盖与齿轮泵壳体之间连接安装有轴承座；所述电机端盖内设有与驱动电机输出轴啮合的减速轮，齿轮泵壳体内设有第一泵齿轮，减速轮、第一泵齿轮之间同轴传动，所述齿轮泵壳体内还设有第二泵齿轮，第二泵齿轮与第一泵齿轮啮合传动，所述轴承座上设有齿轮泵进口，齿轮泵进口连通电机壳体内腔和齿轮泵壳体内腔，所述齿轮泵壳体上设有齿轮泵出口，齿轮泵出口连通齿轮泵壳体内腔和油缸筒体内腔。所述电机壳体口部对应设有压板、用于锁紧压板的螺栓，所述压板与电机壳体口部之间预留用于夹紧弹性囊边缘的间隙。所述减速轮、第一泵齿轮之间连接有传动轴，传动轴上套设有轴承，轴承嵌入轴承座。所述传动轴嵌入齿轮泵壳体的一端对应设置轴承。所述第二泵齿轮的齿轮轴两端分别嵌入轴承座、齿轮泵壳体，且齿轮轴的两端对应设置轴承。所述轴承座上设有安全阀。所述齿轮泵壳体上设有压力传感器。所述活塞与油缸筒体之间设有密封圈，油缸筒体与齿轮泵壳体之间设有密封圈。一种利用水下单作用电液作动器的作动方法，包括如下步骤：水密电缆与外界控制器相连，控制驱动电机正向旋转或反向旋转，一、驱动电机正转：驱动电机输出轴带动减速轮正转，齿轮泵组件通过齿轮泵进口吸油，从齿轮泵出口向油缸筒体排油，此时油缸筒体内背离齿轮泵组件一侧腔体内的水向外排出；上述过程中，压力传感器保持检测状态，测试泄露量，外界控制器监测压力传感器输出数值，对驱动电机的转速进行控制，二、驱动电机反转：齿轮泵出口将无杆腔内的油液吸回，通过齿轮泵进口输回电机壳体内，使得无杆腔内的内部压力减小，在外界环境压力作用下，活塞杆回缩。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，采用液压泵直接控制模式，取消了常规作动器中的液压阀及管路，使得电液作动器结构更加紧凑简单。常规油缸大部分实际使用过程中均为单向大负载，高压油液换向仅仅是为了活塞杆回缩。本专利技术中的电机壳体充当油箱，油箱尾部连接弹性囊，能够在深海环境下，受水压影响，进行压力补偿；本专利技术通过减小无杆腔压力，利用环境水压使得油缸回缩，从而实现取代阀箱和管路的目的。油箱的有杆腔直接与外界相通，没有管路，使整体结构更紧凑。本专利技术中的驱动电机和齿轮泵组件之间增加减速轮，能够使齿轮泵输出流量控制精度大大提高，从而提高油缸位置控制精度。附图说明图1为本专利技术的主视图。图2为图1的A部放大图用于体现弹性囊的锁紧结构。图3为本专利技术的俯视图。图4为图1的B-B剖视图。其中：1、弹性囊；2、螺栓；3、压板；4、电机壳体；5、驱动电机；6、电机端盖；7、减速轮；8、轴承座；9、第一泵齿轮；10、油缸筒体；11、密封圈；12、活塞；13、活塞杆；14、螺母；15、齿轮泵壳体；16、轴承；17、第二泵齿轮；18、传动轴；19、输出轴；20、压力传感器；21、安全阀；22、水密电缆；23、齿轮泵进口；24、齿轮泵出口。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1-图4所示，本实施例的水下单作用电液作动器，包括油缸筒体10、电机壳体4、固定安装于油缸筒体10和电机壳体4之间的齿轮泵组件，油缸筒体10内设有活塞12，活塞12圆心位置设置活塞杆13；电机壳体4面向齿轮泵组件的一端安装有电机端盖6，电机端盖6上固定安装驱动电机5，电机壳体4背离齿轮泵组件一端固定安装弹性囊1，电机壳体4上安装有水密电缆22，齿轮泵组件包括与油缸筒体10固定安装的齿轮泵壳体15，电机端盖6与齿轮泵壳体15之间连接安装有轴承座8；电机端盖6内设有与驱动电机5输出轴19啮合的减速轮7，齿轮泵壳体15内设有第一泵齿轮9，减速轮7、第一泵齿轮9之间同轴传动，齿轮泵壳体15内还设有第二泵齿轮17，第二泵齿轮17与第一泵齿轮9啮合传动，轴承座8上设有齿轮泵进口23，齿轮泵进口23连通电机壳体4内腔和齿轮泵壳体15内腔，齿轮泵壳体15上设有齿轮泵出口24，齿轮泵出口24连通齿轮泵壳体15内腔和油缸筒体10内腔。电机壳体4口部对应设有压板3、用于锁紧压板3的螺栓2，压板3与电机壳体4口部之间预留用于夹紧弹性囊1边缘的间隙。减速轮7、第一泵齿轮9之间连接有传动轴18，传动轴18上套设有轴承16，轴承16嵌入轴承座8。传动轴18嵌入齿轮泵壳体15的一端对应设置轴承16。第二泵齿轮17的齿轮轴两端分别嵌入轴承座8、齿轮泵壳体15，且齿轮轴的两端对应设置轴承16。轴承座8上设有安全阀21。齿轮泵壳体15上设有压力传感器20。活塞12与油缸筒体10之间设有密封圈11，油缸筒体10与齿轮泵壳体15之间设有密封圈11。本实施例的利用水下单作用电液作动器的作动方法，包括如下步骤：水密电缆22与外界控制器相连，控制驱动电机5正向旋转，驱动电机5的输出轴19带动减速轮7正转，齿轮泵组件通过齿轮泵进口23吸油，从齿轮泵出口24向油缸筒体10排油，此时油缸筒体10内背离齿轮泵组件一侧腔体内的水向外排出；上述过程中，压力传感器20保持检测状态，测试泄露量，外界控制器监测压力传感器20输出数值，对驱动电机5的转速进行控制。本专利技术的具体结构及工作原理如下：如图1和图3所示，电机壳体4、齿轮泵组件和油缸筒体10同轴设置，外圆轮廓位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下单作用电液作动器，其特征在于：包括油缸筒体(10)、电机壳体(4)、固定安装于油缸筒体(10)和电机壳体(4)之间的齿轮泵组件，所述油缸筒体(10)内设有活塞(12)，/n所述电机壳体(4)面向齿轮泵组件的一端安装有电机端盖(6)，电机端盖(6)上固定安装驱动电机(5)，电机壳体(4)背离齿轮泵组件一端固定安装弹性囊(1)，电机壳体(4)上安装有水密电缆(22)，/n所述齿轮泵组件包括与油缸筒体(10)固定安装的齿轮泵壳体(15)，所述电机端盖(6)与齿轮泵壳体(15)之间连接安装有轴承座(8)；所述电机端盖(6)内设有与驱动电机(5)输出轴(19)啮合的减速轮(7)，齿轮泵壳体(15)内设有第一泵齿轮(9)，减速轮(7)、第一泵齿轮(9)之间同轴传动，所述齿轮泵壳体(15)内还设有第二泵齿轮(17)，第二泵齿轮(17)与第一泵齿轮(9)啮合传动，/n所述轴承座(8)上设有齿轮泵进口(23)，齿轮泵进口(23)连通电机壳体(4)内腔和齿轮泵壳体(15)内腔，所述齿轮泵壳体(15)上设有齿轮泵出口(24)，齿轮泵出口(24)连通齿轮泵壳体(15)内腔和油缸筒体(10)内腔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种水下单作用电液作动器，其特征在于：包括油缸筒体(10)、电机壳体(4)、固定安装于油缸筒体(10)和电机壳体(4)之间的齿轮泵组件，所述油缸筒体(10)内设有活塞(12)，
所述电机壳体(4)面向齿轮泵组件的一端安装有电机端盖(6)，电机端盖(6)上固定安装驱动电机(5)，电机壳体(4)背离齿轮泵组件一端固定安装弹性囊(1)，电机壳体(4)上安装有水密电缆(22)，
所述齿轮泵组件包括与油缸筒体(10)固定安装的齿轮泵壳体(15)，所述电机端盖(6)与齿轮泵壳体(15)之间连接安装有轴承座(8)；所述电机端盖(6)内设有与驱动电机(5)输出轴(19)啮合的减速轮(7)，齿轮泵壳体(15)内设有第一泵齿轮(9)，减速轮(7)、第一泵齿轮(9)之间同轴传动，所述齿轮泵壳体(15)内还设有第二泵齿轮(17)，第二泵齿轮(17)与第一泵齿轮(9)啮合传动，
所述轴承座(8)上设有齿轮泵进口(23)，齿轮泵进口(23)连通电机壳体(4)内腔和齿轮泵壳体(15)内腔，所述齿轮泵壳体(15)上设有齿轮泵出口(24)，齿轮泵出口(24)连通齿轮泵壳体(15)内腔和油缸筒体(10)内腔。


2.如权利要求1所述的一种水下单作用电液作动器，其特征在于：所述电机壳体(4)口部对应设有压板(3)、用于锁紧压板(3)的螺栓(2)，所述压板(3)与电机壳体(4)口部之间预留用于夹紧弹性囊(1)边缘的间隙。


3.如权利要求1所述的一种水下单作用电液作动器，其特征在于：所述减速轮(7)、第一泵齿轮(9)之间连接有传动轴(18)，传动轴(18)上套设有轴承(16)，轴承(16)嵌入轴承座(8)。


4.如权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡浩龙，龙雷，沈雪，钱宇，仝潘，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32