一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，包括末端连接板、单轴力传感器、位移传感器、液压缸和增程铰链组，末端连接板通过单轴力传感器与液压缸的后端部固定连接，液压缸的顶面固定安装进出油阀块和电液伺服阀，液压缸的左侧面安装位移传感器，液压缸的前端面连接增程铰链组。本发明专利技术通过将具有伸缩功能的铰链组与液压缸结合，在不改变作动器总做功行程的基础上，有效减小了活塞杆的整体长度，降低了活塞杆在冲击力作用下的形变风险，同时通过增程铰链组的倍速伸缩特性，降低了作动器的驱动流量需求，进而降低了其所在系统的能量供给。统的能量供给。统的能量供给。

【技术实现步骤摘要】
一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器


[0001]本专利技术涉及一种液压动作装置，具体涉及一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器。

技术介绍

[0002]液压作动器是一种将液压缸、伺服阀、位移与力等多种传感器集成于一体的伺服驱动装置。它结构集成度高、位置与力伺服精度好，主要适用于对精度、安装空间、功重比要求较高的移动型机器人和相应的机械设备中，是为以上设备提供动力的重要核心元件。
[0003]液压伺服作动器的活塞运动与做功的实现得益于高压油液的注入，高压油液推动活塞在液压缸筒内保持低阻尼、低摩擦滑动。然而，一方面，活塞与液压缸筒之间并非保持绝对同心关系，虽然液压缸筒与活塞两端大都通过万向轴承与所驱动组件相铰接，但受铰接处的摩擦、重力等影响，活塞杆仍需承受部分的径向力，进而导致活塞杆容易在较高的外力冲击下产生弯曲形变，并进一步加剧活塞杆与导向套之间的滑动磨损，破坏液压缸筒的端面密封，而且活塞杆外伸的长度越长，弯曲形变的风险越高目前，多数作动距离较长的液压伺服作动器通常通过在活塞的末端附加与缸筒一体或是外配到导向性质的装置来缓解，但这种措施缺乏通用性；另一方面，对于一些以恒压变量伺服系统驱动的复杂、灵巧型移动设备，如腿足式机器人，其各肢节虽均要求较高的输出响应，但对于输出力大小的需求存在较大差异，这就导致对于输出力需求较小的作动器在高压供油下将产生较大的节流能损。虽然，通过减小活塞直径可以较好的改善作动器的运行能效，但活塞直径的减小也会导致活塞杆直径的缩减，这也进一步加剧了活塞杆在长距离作动下的受力稳定。综上所述，亟需一种能满足作动行程需求，且在降低成本的同时能有效改善系统能效的紧凑型液压伺服作动器。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，该装置结构紧凑，通用性强，适用范围广，能有效改善系统的能效。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，其特征在于，包括液压缸，所述液压缸的后端面通过单轴力传感器固定连接末端连接板，所述液压缸的顶端面固定安装有进出油阀块和电液伺服阀，所述液压缸的一侧面固定安装位移传感器，所述液压缸的前端盖连接增程铰链组，所述增程铰链组包括一级摆杆、二级摆杆和三级摆杆，所述一级摆杆连接在液压缸的前端盖上，所述二级摆杆连接在一级摆杆上，所述三级摆杆连接在二级摆杆上，所述三级摆杆连接端头连接板，所述增程铰链组上还对称设置有导向装置。进出油阀块外接液压系统的高压和低压油口，电液伺服阀的主要功能为对经由进出油阀块输入到液压缸中的高压油液进行流向控制。
[0006]优选地，所述液压缸包括缸筒、活塞和活塞轴杆，所述活塞外周侧依次嵌套安装有
第一导向环和第一组合密封件，通过第一组合密封将缸筒内的工作空间细分为两个工作腔，所述活塞滑动连接在缸筒内，所述活塞通过螺纹副连接活塞轴杆，所述活塞轴杆的一端伸出缸筒且与增程铰链组连接。
[0007]优选地，所述缸筒的一端通过第五紧固螺栓固定连接后端盖，所述缸筒和后端盖之间设置有第一密封圈，所述缸筒的另一端通过第六紧固螺栓固定连接有前端盖，所述前端盖与缸筒之间设置多道第二密封圈，所述前端盖与缸筒之间依次嵌套安装第二导向环、第二组合密封件和封尘圈。
[0008]优选地，所述一级摆杆包括一级上摆杆和一级下摆杆，所述二级摆杆包括内侧二级右摆杆、内侧二级左摆杆、外侧二级左摆杆和外侧二级右摆杆，所述三级摆杆包括三级上摆杆和三级下摆杆，所述一级上摆杆和一级下摆杆通过分别通过第一轴销和第二轴销连接在液压缸的前端盖上，所述一级上摆杆通过第三轴销连接内侧二级右摆杆和内侧二级左摆杆，所述一级下摆杆通过第四轴销连接外侧二级左摆杆和外侧二级右摆杆，所述外侧二级左摆杆和外侧二级右摆杆通过第五轴销连接三级上摆杆，所述内侧二级左摆杆和内侧二级右摆杆通过第六轴销连接三级下摆杆。
[0009]优选地，所述三级下摆杆通过第七轴销连接端头连接板，所述三级下摆杆通过第八轴销连接端头连接板，所述内侧二级右摆杆、内侧二级左摆杆、外侧二级左摆杆和外侧二级右摆杆之间通过第九轴销串接。
[0010]优选地，所述端头连接板的两侧分别对称连接第一导向轴和第二导向轴，所述第一导向轴和第二导向轴上分别设置有第一导向套和第二导向套，所述第九轴销的两端固定连接在第一导向套和第二导向套上，所述第一导向杆与位移传感器连接，所述第九轴销连接活塞轴杆。
[0011]优选地，所述末端连接板通过第一紧固螺栓固定安装在单轴力传感器上，所述进出油阀块通过第二紧固螺栓固定安装在液压缸的顶面一侧，所述电液伺服阀通过第三紧固螺栓固定安装在液压缸的顶面上，所述液压缸的侧面通过第四紧固螺栓固定连接有多个用于安装位移传感器的传感器压环。
[0012]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0013]1、本专利技术能在不改变液压作动器工作行程的前提下，在降低活塞杆受冲击而发生形变失效风险的基础上，进一步降低作动器所在液压系统的供给能量，进而提高系统整体的运行能效。
[0014]2、本专利技术通过将具有伸缩功能的铰链组与液压缸结合，在不改变作动器总做功行程的基础上，有效减小了活塞杆的整体长度，降低了活塞杆在冲击力作用下的形变风险，同时通过增程铰链组的倍速伸缩特性，降低了作动器的驱动流量需求，进而降低了其所在系统的能量供给。
[0015]3、本专利技术中增程铰链组的一级摆杆与液压缸通过轴销串接，同时二级摆杆又与活塞杆的杆端轴承通过轴线串接，进而可将部分作用在活塞杆端部的径向力分摊与液压缸体之上，使得活塞杆的受力更加合理，进一步减低了折弯形变风险。
[0016]4、本专利技术在增程铰链组中自带由导向轴与导向轴套组成的运动导向装置，在保证结构紧凑性的同时，确保了作动器末端与驱动部件的连接点仅能沿活塞杆的重心轴线做伸缩运动，保证了作动器输出运动的确定性。增程铰链组中左右对称位置上的各级摆杆均由
轴线牢固串接，既保证了各级摆杆运动的一致性，又能保证装置的每个运动部分都处于较理想的综合受力状态。
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的第一状态结构示意图。
[0019]图2是本专利技术中液压缸的剖面结构示意图。
[0020]图3是本专利技术中增程铰链组的结构示意图。
[0021]图4是本专利技术的第二状态结构示意图。
[0022]附图标记说明：
[0023]1—末端连接板；2—第一紧固螺栓；3—单轴力传感器；4—进出油阀块；5—第二紧固螺栓；6—电液伺服阀；7—第三紧固螺栓；8—位移传感器；9—传感器压环；10—第四紧固螺栓；11—液压缸；12—增程铰链组；1101—后端盖；1102—第五紧固螺栓；1103—第一密封圈；1104—缸筒；1105—活塞；1106—第一导向环；1107—第一组合密封件；1108—活塞轴杆；1109—前端盖；
[0025]11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，其特征在于，包括液压缸(11)，所述液压缸(11)的后端面通过单轴力传感器(3)固定连接末端连接板(1)，所述液压缸(11)的顶端面固定安装有进出油阀块(4)和电液伺服阀(6)，所述液压缸(11)的一侧面固定安装位移传感器(8)，所述液压缸(11)的前端盖连接增程铰链组(12)，所述增程铰链组(12)包括一级摆杆、二级摆杆和三级摆杆，所述一级摆杆连接在液压缸(11)的前端盖上，所述二级摆杆连接在一级摆杆上，所述三级摆杆连接在二级摆杆上，所述三级摆杆连接端头连接板(1219)，所述增程铰链组(12)上还对称设置有导向装置。2.根据权利要求1所述的一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，其特征在于，所述液压缸(11)包括缸筒(1104)、活塞(1105)和活塞轴杆(1108)，所述活塞外周侧依次嵌套安装有第一导向环(1106)和第一组合密封件(1107)，所述活塞(1105)滑动连接在缸筒(1104)内，所述活塞(1105)通过螺纹副连接活塞轴杆(1108)，所述活塞轴杆(1108)的一端伸出缸筒(1104)且与增程铰链组(12)连接。3.根据权利要求2所述的一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，其特征在于，所述缸筒(1104)的一端通过第五紧固螺栓(1102)固定连接后端盖(1101)，所述缸筒(1104)和后端盖(1101)之间设置有第一密封圈(1103)，所述缸筒(1104)的另一端通过第六紧固螺栓(1113)固定连接有前端盖(1109)，所述前端盖(1109)与缸筒(1104)之间设置多道第二密封圈(1110)，所述前端盖(1109)与缸筒(1104)之间依次嵌套安装第二导向环(1114)、第二组合密封件(1112)和封尘圈(1111)。4.根据权利要求1所述的一种具有增程功能的紧凑型液压伺服作动器，其特征在于，所述一级摆杆包括一级上摆杆(1203)和一级下摆杆(1204)，所述二级摆杆包括内侧二级右摆杆(1207)、内侧二级左摆杆(1208)、外侧二级左摆杆(1212)和外侧二级右摆杆(1211)，所述三级摆杆包括三级上摆杆(1217)和三级下摆...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亚茹，华子森，李宪华，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：