一种基于油气平衡的电液复合作动器制造技术

本发明专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器，涉及一种作动器，属于机电一体化技术领域。本发明专利技术包括单向阀、蓄能器、电磁换向阀、补油箱、无泄漏球阀A、无泄漏球阀B和电液混合缸。本发明专利技术采用电液混合工作模式，其中液压缸工作模式用于抵消不平衡负载，电动缸模式用于克服除不平衡负载以外的其它负载，以便驱动缸体带动不平衡负载运动。由于不平衡负载被液压缸工作模式抵消掉，故电动缸所带负载相当于空载，在两个运动方向上的不平衡负载变为了平衡负载，电机只需选用小功率电机即可完成驱动缸体带动不平衡负载运动。此外，本发明专利技术通过切断油路回路实现自锁功能，在应对突发情况时有更高的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于油气平衡的电液复合作动器
本专利技术涉及一种作动器，尤其涉及一种基于油气平衡的电液复合作动器，属于机电一体化

技术介绍
电动缸是一种有电机驱动的直线运动作动器，具有结构简单、控制精度高、维护简便的优点。被广泛应用到了需要进行直线运动的场合，并在小功率、低负载的应用工况中，逐渐取代了液压缸。但是在一些特殊的应用场合中，电动缸的负载属于严重的不平衡负载。即其两个运动方向的负载明显的不对称，一个运动方向比较小，而另一个运动方向则非常大。在这种情况下，选择电动缸的规格时，往往需要照顾到最大负载，导致所选择的电动缸功率较大，非常不经济。
技术实现思路
本专利技术针对上述技术问题，提出一种油气平衡的方式，抵消电液复合作动器在两运动方向上的不平衡负载，并通过小功率电机完成带动负载运动。本专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器，在选择电机时只需选择小功率电机即可，节约了成本。此外，通过切断油路回路实现自锁功能，在应对突发情况时有更高的安全性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器，包括单向阀、蓄能器、电磁换向阀、补油箱、无泄漏球阀A、无泄漏球阀B和电液混合缸。其中蓄能器通过单向阀与高压油相连，当蓄能器中油液不足时，通过单向阀补充高压油；蓄能器与电磁换向阀的供油口P相连，补油箱与电磁换向阀的回油口T相连；电磁换向阀的控制口B通过无泄漏球阀B、电液混合缸的油道B与电液混合缸的油腔B相连；电磁换向阀的控制口A通过无泄漏球阀A、电液混合缸的油道A与电液混合缸的油腔A相连。所述的电液混合缸包括丝杠、螺母、下端盖、拉杆、内筒、外筒和推杆，其中丝杠、螺母、内筒、外筒、推杆的中心轴线重合；丝杠将通过键槽与电机相连；丝杠与螺母构成一对丝杠副，通过丝杠副可以将丝杠的旋转运动转化为螺母沿轴线方向的直线运动。内筒通过下端的螺母槽及螺纹孔与螺母相联结，下端盖、内筒的上端盖、外筒通过拉杆以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖与外筒之间通过密封圈进行密封；下盖与外筒之间亦用密封圈进行密封；推杆嵌套在内筒与外筒之间并可沿轴线运动，推杆的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆与外筒之间形成油腔A，油液经过油道A进入油腔A，推杆上端的活塞与外筒之间用密封圈进行密封，推杆下端与下端盖之间亦使用密封圈进行密封；推杆与内筒之间形成油腔B，油液经过油道B进入油腔B，推杆下端与内筒之间通过密封圈进行密封。内筒主要由上端盖、内壁、螺母槽、螺纹孔、密封槽构成，其中上端盖上也开有螺纹孔，用于通过拉杆、下端盖将外筒紧固；螺纹孔用于通过螺栓与螺母联结；下方螺母槽的外侧也开有密封槽，用于使用密封圈在内筒与推杆之间进行密封；密封槽用于在上端盖与外筒之间使用密封圈进行密封。推杆主要由活塞、油道A、螺纹孔、油道B、密封槽构成，其中密封槽用于使用密封圈在活塞与外筒之间进行密封；液压油可通过油道A进入推杆与外筒之间形成的油腔A，也可通过油道B进入推杆与内筒之间形成的油腔B，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆分别与下端盖、内筒之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。本专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器的工作过程为：当负载较大的运动方向为电液混合缸的外筒伸出方向时，电磁换向阀直通，电磁换向阀的回油口T与控制口A相连，供油口P与控制口B相连，打开无泄漏球阀A、无泄漏球阀B。当负载较大的运动方向为电液混合缸的外筒伸出方向时，工作模式分为电液混合缸的外筒伸出、缩回两种工作模式。电液混合缸的外筒伸出工作模式为：当电液混合缸的外筒伸出时，高压油通过蓄能器、电磁换向阀的供油口P、控制口B、无泄漏球阀B、电液混合缸的油道B进入电液混合缸的油腔B，给电液混合缸的外筒伸出的力，通过调节蓄能器所供高压油的压力与流量即可抵消掉电液混合缸的外筒在伸出方向所带的较大负载；油路的回油通过电液混合缸的油腔A、油道A、无泄漏球阀A、电磁换向阀的控制口A、回油口T进入到补油箱。电液混合缸的外筒缩回工作模式为：当电液混合缸的外筒缩回时，低压油通过补油箱、电磁换向阀的回油口T、控制口A、无泄漏球阀A、电液混合缸的油道A进入到油腔A；油路的回油通过电液混合缸的油腔B、油道B、无泄漏球阀B电磁换向阀的控制口B、供油口P回到蓄能器。此时，只需可以带动电液混合缸空载运行的小功率电机即可带动电液混合缸及不平衡负载运动。当负载较大的运动方向为电液混合缸的外筒缩回方向时，则将电磁换向阀斜通，即电磁换向阀的供油口P与控制口A相连、回油口T与控制口B相连，打开无泄漏球阀A、无泄漏球阀B。当负载较大的运动方向为电液混合缸的外筒缩回方向时，工作模式分为电液混合缸的外筒伸出、缩回两种工作模式。电液混合缸的外筒伸出工作模式为：当电液混合缸的外筒伸出时，低压油通过补油箱、电磁换向阀的回油口T、控制口B、无泄漏球阀B、电液混合缸的油道B进入电液混合缸的油腔B；油路的回油通过电液混合缸的油腔A、油道A、无泄漏球阀A、电磁换向阀的控制口A、供油口P进入到蓄能器。电液混合缸的外筒缩回工作模式为：当电液混合缸的外筒缩回时，高压油通过蓄能器、电磁换向阀的供油口P、控制口A、无泄漏球阀A、电液混合缸的油道A进入到油腔A，给电液混合缸的外筒缩回的力，通过调节蓄能器所供高压油的压力与流量即可抵消掉电液混合缸的外筒在缩回方向所带的较大负载；油路的回油通过电液混合缸的油腔B、油道B、无泄漏球阀B电磁换向阀的控制口B、回油口T回到补油箱。此时，只需可以带动电液混合缸空载运行的小功率电机即可带动电液混合缸及不平衡负载运动。电机驱动丝杠产生旋转运动，通过丝杠副转化为螺母与电机间的相对直线运动，由于内筒、外筒和螺母通过上端盖、下端盖、拉杆联结在一起，电机机壳与推杆通过法兰盘和螺丝孔联结在一起，故推杆与内筒、外筒之间就产生了相对直线运动，即通过控制电机的电流信号即可控制缸体直线运动的速度和方向。本专利技术使用了电液混合缸的电液混合工作模式，其中液压缸工作模式用于抵消不平衡负载，电动缸模式用于克服除不平衡负载以外的其它负载，以便驱动缸体带动不平衡负载运动。由于不平衡负载被液压缸工作模式抵消掉，故电动缸所带负载相当于空载，在两个运动方向上的不平衡负载变为了平衡负载，电机只需选用小功率电机，即可完成驱动缸体带动不平衡负载运动。一般的液压系统在工作过程中，如遭遇突然断电，则会造成很大的麻烦，负载有可能从高处掉落下来，给周围的人带来很大的危险，本专利技术可以很好的解决这个问题，当本专利技术在工作过程中突然断电时，只需将无泄漏球阀A与无泄漏球阀B全部关上，此时电液混合缸的回油油路被全部切断，负载将被油液顶住而不会掉下来，即本专利技术具有自锁功能。有益效果：1、本专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器，通过电动缸工作模式，完成驱动负载运动的目的，通过液压缸工作模式将两运动方向上的不平衡负载转换为平衡负载，故在选择电机时只需选择小功率电机即可，节约了成本。2、本专利技术公开的一种基于油气平衡的电液复合作动器，通过切断油路回路实现自锁功能，在应对突发情况时有更高的安全性能。附图说明图1是本专利技术的装配示意图。图中10为单向阀、11为蓄能器、12为电磁换向阀、13为补油箱、14为无泄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于油气平衡的电液复合作动器，包括单向阀(10)、蓄能器(11)、电磁换向阀(12)、补油箱(13)、无泄漏球阀A(14)和无泄漏球阀B(15)；其特征在于：还包括电液混合缸(16)；所述的蓄能器(11)通过单向阀(10)与高压油相连，当蓄能器(11)中油液不足时，通过单向阀(10)补充高压油；蓄能器(11)与电磁换向阀(12)的供油口P相连，补油箱(13)与电磁换向阀(12)的回油口T相连；电磁换向阀(12)的控制口B通过无泄漏球阀B(15)、电液混合缸(16)的油道B与电液混合缸(16)的油腔B(8)相连；电磁换向阀(12)的控制口A通过无泄漏球阀A(14)、电液混合缸(16)的油道A与电液混合缸(16)的油腔A(7)相连；所述的电液混合缸(16)包括丝杠(1)、螺母(2)、下端盖(3)、拉杆(4)、内筒(5)、外筒(6)和推杆(9)，所述的丝杠(1)、螺母(2)、内筒(5)、外筒(6)、推杆(9)的中心轴线重合；丝杠(1)将通过键槽与电机相连；丝杠(1)与螺母(2)构成一对丝杠(1)副，通过丝杠(1)副可以将丝杠(1)的旋转运动转化为螺母(2)沿轴线方向的直线运动；内筒(5)通过下端的螺母(2)槽及螺纹孔与螺母(2)相联结，下端盖(3)、内筒(5)的上端盖、外筒(6)通过拉杆(4)以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖与外筒(6)之间通过密封圈进行密封；下盖与外筒(6)之间亦用密封圈进行密封；推杆(9)嵌套在内筒(5)与外筒(6)之间并可沿轴线运动，推杆(9)的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆(9)与外筒(6)之间形成油腔A(7)，油液经过油道A进入油腔A(7)，推杆(9)上端的活塞与外筒(6)之间用密封圈进行密封，推杆(9)下端与下端盖(3)之间亦使用密封圈进行密封；推杆(9)与内筒(5)之间形成油腔B(8)，油液经过油道B进入油腔B(8)，推杆(9)下端与内筒(5)之间通过密封圈进行密封；所述的内筒(5)包括上端盖(501)、内壁(502)、螺母槽(503)、螺纹孔(504)和密封槽(505)，其中上端盖(501)上开有螺纹孔，通过拉杆(4)、下端盖(3)将外筒(6)紧固；下端螺纹孔用于螺栓与螺母(2)联结；下方螺母(2)槽的外侧开有密封槽，用于使用密封圈在内筒(5)与推杆(9)之间进行密封；密封槽(505)用于在上端盖(501)与外筒(6)之间使用密封圈进行密封；所述的推杆(9)包括活塞(901)、油道A(902)、螺纹孔(903)、油道B(904)和密封槽(905)，其中密封槽(905)用于使用密封圈在活塞(901)与外筒(6)之间进行密封；液压油可通过油道A(902)进入推杆(9)与外筒(6)之间形成的油腔A(7)，也可通过油道B(904)进入推杆(9)与内筒(5)之间形成的油腔B(8)(8)，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆(9)分别与下端盖(3)、内筒(5)之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔(903)用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于油气平衡的电液复合作动器，包括单向阀(10)、蓄能器(11)、电磁换向阀(12)、补油箱(13)、无泄漏球阀A(14)和无泄漏球阀B(15)；其特征在于：还包括电液混合缸(16)；所述的蓄能器(11)通过单向阀(10)与高压油相连，当蓄能器(11)中油液不足时，通过单向阀(10)补充高压油；蓄能器(11)与电磁换向阀(12)的供油口P相连，补油箱(13)与电磁换向阀(12)的回油口T相连；电磁换向阀(12)的控制口B通过无泄漏球阀B(15)、电液混合缸(16)的油道B与电液混合缸(16)的油腔B(8)相连；电磁换向阀(12)的控制口A通过无泄漏球阀A(14)、电液混合缸(16)的油道A(902)与电液混合缸(16)的油腔A(7)相连；所述的电液混合缸(16)包括丝杠(1)、螺母(2)、下端盖(3)、拉杆(4)、内筒(5)、外筒(6)和推杆(9)，所述的丝杠(1)、螺母(2)、内筒(5)、外筒(6)、推杆(9)的中心轴线重合；丝杠(1)将通过键槽与电机相连；丝杠(1)与螺母(2)构成一对丝杠副，通过丝杠副可以将丝杠(1)的旋转运动转化为螺母(2)沿轴线方向的直线运动；内筒(5)通过下端的螺母槽(503)及螺纹孔与螺母(2)相联结，下端盖(3)、内筒(5)的上端盖、外筒(6)通过拉杆(4)以螺纹连接的方式紧固在一起；上端盖与外筒(6)之间通过密封圈进行密封；下端盖(3)与外筒(6)之间亦用密封圈进行密封；推杆(9)嵌套在内筒(5)与外筒(6)之间并可沿轴线运动，推杆(9)的下端通过法兰盘、螺纹孔与电机机壳相连；推杆(9)与外筒(6)之间形成油腔A(7)，油液经过油道A(902)进入油腔A(7)，推杆(9)上端的活塞与外筒(6)之间用密封圈进行密封，推杆(9)下端与下端盖(3)之间亦使用密封圈进行密封；推杆(9)与内筒(5)之间形成油腔B(8)，油液经过油道B进入油腔B(8)，推杆(9)下端与内筒(5)之间通过密封圈进行密封；所述的内筒(5)包括上端盖(501)、内壁(502)、螺母槽(503)、螺纹孔(504)和密封槽(505)，其中上端盖(501)上开有螺纹孔(504)，通过拉杆(4)、下端盖(3)将外筒(6)紧固；螺纹孔(504)用于螺栓与螺母(2)联结；下方螺母槽(503)的外侧开有密封槽，用于使用密封圈在内筒(5)与推杆(9)之间进行密封；密封槽(505)用于在上端盖(501)与外筒(6)之间使用密封圈进行密封；所述的推杆(9)包括活塞(901)、油道A(902)、下方螺纹孔(903)、油道B(904)和密封槽(905)，其中密封槽(905)用于使用密封圈在活塞(901)与外筒(6)之间进行密封；液压油可通过油道A(902)进入推杆(9)与外筒(6)之间形成的油腔A(7)，也可通过油道B(904)进入推杆(9)与内筒(5)之间形成的油腔B(8)，实现向缸体的两不同腔供油；下方的密封槽用于在推杆(9)分别与下端盖(3)、内筒(5)之间使用密封圈进行密封；下方螺纹孔(903)用于通过法兰盘与电机机壳进行螺栓连接。2.如权利要求1所述的一种基于油气平衡的电液复合作动器，其特征在于：工作过程为，当负载较大的运动方向为电液混合缸(16)的外筒(6)伸出方向时，电磁换向阀(12)直通，电磁换向阀(12)的回油口T与控制口A相连，供油口P与控制口B相连，打开无泄漏球阀A(14)、无泄漏球阀B(15)；当负载较大的运动方向为电液混合缸(16)的外筒(6)伸出方向时，工作模式分为电液混合缸(16)的外筒(6)伸出、缩回两种工作模式；电液混合缸(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军政，沈伟，赵江波，汪首坤，马立玲，李静，吴小磊，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11