液压缸位置检测和锁定系统及相应的方法技术方案

本发明专利技术提供一种液压缸位置检测和锁定系统，所述系统自动保持啮合液压致动器上的柱塞（16）的锁定螺母（36）的位置，以便如果损失液压压力，所述锁定螺母就防止所述柱塞缩回到所述液压缸（14）中。所述液压缸位置检测和锁定系统也提供一种位置检测部件，所述部件允许基于所述锁定螺母的旋转运动计算所述柱塞的轴向冲程位置。另外，本发明专利技术还提供一种同步液压缸位置检测和锁定系统，和使用所述液压缸位置检测和锁定系统以及所述同步液压缸位置检测和锁定系统两者的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种液压缸位置检测和锁定系统，所述系统自动保持啮合液压致动器上的柱塞（16）的锁定螺母（36）的位置，以便如果损失液压压力，所述锁定螺母就防止所述柱塞缩回到所述液压缸（14）中。所述液压缸位置检测和锁定系统也提供一种位置检测部件，所述部件允许基于所述锁定螺母的旋转运动计算所述柱塞的轴向冲程位置。另外，本专利技术还提供一种同步液压缸位置检测和锁定系统，和使用所述液压缸位置检测和锁定系统以及所述同步液压缸位置检测和锁定系统两者的方法。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2010年12月22日提交的美国临时专利申请N0.61/426，281的优先权，出于所有目的，该美国申请的公开内容在此通过引用的方式并入。关于美国联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。
本专利技术涉及一种液压缸及其使用方法。更具体地，本专利技术涉及用于液压缸的位置检测和锁定系统及其使用方法。
技术介绍
通常称为液压缸或液压千斤顶的液压致动器可用于多种应用。其中可使用液压缸的一种典型应用是用于升高或降低诸如桥梁、建筑物、机械、车辆、有轨车和大型设备等的重负荷。这些负荷可能由于各种原因(例如为了对所述负荷进行维护或重新定位所述负荷)而需要被升高。对于多数重负荷来说，采用了多个液压缸来获得用于升高该负荷的、必要大小的力和平衡。通常，液压缸不仅用作这些类型负荷的升高机构，而且也在这些负荷被升高后用作支撑构件。例如，一件重型设备可能需要维护，技术人员可能需要从下方接近该设备，以完成必需的任务。一旦利用处于压力下的液压流体作用的多个液压缸升高该设备，这些液压缸就可用作支撑构件，以举起该重型设备。通过使用液压缸作为支撑构件，技术人员可以从下方维修该设备。已经开发了一些机构，以为了使用液压缸作为支撑构件而提供锁定特征。一种此类机构包括使用锁定螺母，以在由于液压缸、液压流体的导管或液压泵中的一个发生故障而在系统中损失液压压力的情况下用作止动特征。该锁定螺母可以螺纹啮合从液压缸的活塞轴向延伸的柱塞的带螺纹部分。当通过在供应给液压缸的压力下供应液压流体而升高柱塞并且已经将该负荷升高至期望高度时，锁定螺母可在带螺纹柱塞上旋转而向下，使得该锁定螺母相对于液压缸固定。在损失对系统的液压压力的情况下，该锁定螺母将防止柱塞缩回至液压缸中，因而，阻止了该负荷由于液压压力的损失而下降。一旦该负荷不再需要处于升高后的位置，相关人员就可以手动地将锁定螺母旋转而向上至柱塞的顶部，从而该锁定螺母部不再抑制柱塞缩回至液压缸中，并且该负荷可降低。然而，这种手动旋转锁定螺母的系统具有几个缺点:首先，在操作者未将锁定螺母旋转向下之前，都不能预防被升高的液压缸和所述负荷由于液压损失而下降。然而，此任务需要操作者进入该负荷之下以在升高端处将锁定螺母旋转向下，并在能够使该负荷降低之前再次返回到该负荷之下以将该螺母旋转向上。此外，在使用多个液压缸升高或降低一个负荷的情况下，手动旋转每个锁定螺母的动作可能会使操作者花费大量的时间。此外，在升高和降低一个负荷时，该负荷将有受损的风险。这是因为:在将该负荷升高至其期望位置之前，都未使锁定螺母在柱塞上旋转向下以防止柱塞缩回至液压缸中，如果在此升高过程中损失了液压压力，则该负荷本身就可能受损。升高该负荷期间的这种压力损失可能导致该负荷突然从液压缸掉落，从而导致对该负荷的巨大应力。类似地，由于在下降过程中未将锁定螺母旋转向上至柱塞的顶部以允许柱塞缩回至液压缸中，所以，液压压力的突然损失可能导致正在降低的该负荷受损。即使在升高和降低该负荷期间、该负荷没有因为一个液压缸中的液压压力损失而从液压缸的支撑中掉落，但由于这一个液压缸导致的支撑损失所产生的不适当应力分布，该负荷仍然可能受损。例如，当通过多个液压缸升高或降低一个负荷且仅在一个液压缸中出现液压下降时，该负荷将仍由其余的正常运行的液压缸支撑。因而，该负荷将不会由于突然掉落而受损(如多个液压缸同时出现压力损失的情形)。然而，支撑构件的损失会在该负荷上产生不足的支撑，由于不均匀的应力分布，该负荷仍然可能受损。实际上，必须用多个液压缸升高的重负荷通常需要由这些液压缸以同步的方式升高，以避免在升高或降低期间向该负荷的多个点施加不均匀应力。为了防止该负荷上的这种不均匀应力，同步的升高可能需要非常精确，以确保各个液压缸不会以不同的速率升高或降低(这会在该负荷中引入非期望的弯曲)并确保在该负荷上维持适当的平衡。因此，存在着对如下这种液压缸位置检测和锁定系统的需求:该液压缸位置检测和锁定系统允许以避免上述缺点的方式来升高、降低和支撑负荷。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种液压缸位置检测和锁定系统解决上述问题，该系统自动保持与液压致动器上的柱塞啮合的锁定螺母的位置，从而，如果液压压力被损失，锁定螺母就防止柱塞缩回液压缸中。该液压缸位置检测和锁定系统也提供了一种位置检测特征，该特征允许基于锁定螺母的旋转运动来计算柱塞的轴向冲程位置。在一个方面，本专利技术提供一种液压缸位置检测和锁定系统，其中该系统包括液压致动器，该液压致动器包括液压缸和柱塞，该柱塞包括液压缸中的活塞和带螺纹杆，该带螺纹杆从活塞轴向延伸以便与活塞一起移动。通过把处于压力下的液压流体选择性地供应给液压缸，该柱塞能够相对于液压缸在延伸方向和缩回方向上轴向运动。该系统还包括:锁定螺母，该锁定螺母利用锁定螺母和带螺纹杆之间的螺纹连接而以可旋转方式啮合该带螺纹杆；驱动单元，其能够操作成使锁定螺母相对于柱塞旋转；和距离传感器，其输出距离信号，该距离信号指示了锁定螺母相对于液压缸的轴向间距。控制器也形成该系统的一部分，并且该控制器被构造成:接收所述距离信号作为输入，并输出控制信号以控制驱动单元，以便使锁定螺母与柱塞的轴向运动相对应地旋转，从而将锁定螺母相对于液压缸的间距保持在期望范围内。在另一个方面，本专利技术提供一种用于上述液压致动器的液压缸位置检测和锁定系统，该液压致动器包括所述带螺纹杆上的锁定螺母，其中该系统包括:距离传感器，其输出距离信号，该距离信号指示了锁定螺母相对于液压缸的轴向间距；和驱动单元，其能够操作成使锁定螺母相对于柱塞旋转。该系统还包括控制器，其接收所述距离信号作为输入，并输出控制信号以控制驱动单元，以便使锁定螺母与柱塞的轴向运动相对应地旋转，从而将锁定螺母相对于液压缸的间距保持在期望范围内。本专利技术还提供了一种锁定和检测液压缸位置的方法。该方法包括下列步骤:提供液压致动器，其包括液压缸和柱塞，该柱塞包括液压缸中的活塞和带螺纹杆，该带螺纹杆从活塞轴向延伸以便与活塞一起移动，通过选择性地供应处于压力下的液压流体，该柱塞能够相对于液压缸在延伸方向和缩回方向上轴向运动。该方法还包括:提供锁定螺母，该锁定螺母利用锁定螺母和带螺纹杆之间的螺纹连接而以可旋转方式啮合该带螺纹杆；提供驱动单元，其能够操作成使锁定螺母相对于柱塞旋转；提供距离传感器，其输出距离信号，该距离信号指示了锁定螺母相对于液压缸的轴向间距；以及提供控制器，其接收所述距离信号作为输入，并输出控制信号以控制驱动单元。该方法还包括:对控制器进行编程以提供控制所述驱动单元的信号，从而该驱动单元使锁定螺母与柱塞的轴向运动相对应地旋转，从而将锁定螺母相对于液压缸的间距保持在期望范围内。在另一不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥斯汀·R·莱姆克，内森·A·威勒，
申请(专利权)人：艾科安特公司，
类型：
国别省市：