一种气液增压步进执行器的制造方法
专利名称:一种气液增压步进执行器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及流体压力执行系统，尤其涉及一种气液增压步进执行器，其由两位五通电磁换向阀Ⅰ、气液步进增压泵Ⅰ、两位五通电磁换向阀Ⅱ、气液步进增压泵Ⅱ、液压油输入单向阀Ⅰ、液压油输出单向阀Ⅰ、液压油输入单向阀Ⅱ、液压油输出单向阀Ⅱ、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸等构成；其既具备电动执行器执行速度快、定位精准、可多点连续定位的特点，又具备气动执行器结构简单、成本低的优点，同时具备液压执行器驱动力大、稳定性好的优点；非常适合用在自动控制或机器人领域。
【专利说明】
一种气液増压步进执行器
技术领域
[0001]本实用新型涉及流体压力执行系统，具体来说，涉及一种气液增压步进执行器。
【背景技术】
[0002]随着自动化技术的发展，衍生出各种能够接收控制信息并对受控对象施加控制作用的执行器，根据驱动能源可大致分为:电动执行器，气动执行器、液压执行器，它们各有优点也各有缺点，其中电动执行器的优点是反应迅速、定位精准、可多点定位，缺点是系统复杂、价格高、驱动力小、需要减速机构;气动执行器优点是系统简单，成本较低，缺点是定位精度差、驱动力较小、一般只能实现两点定位;液压执行器优点是驱动力大，稳定性好，缺点是体积庞大，管路较复杂；目前还没有一种能够同时具备:价格低、系统简单、驱动力大、稳定性好、定位精准且可多点连续定位的执行器;之前本人已向国家专利局提出了名称为“一种气液增压步进执行器”的发明和实用新型专利申请，申请号分别为“2015110309637”和“2015211389117”，但该方案中只有一组气液增压步进栗送装置，只能实现间断性的步进输出和定位，无法实现连续平稳不间断的多步长输出和定位，而且该方案中未配置调速装置，不便于对输出速度进行调节和控制。
【实用新型内容】
[0003]针对相关技术中的上述问题，本实用新型提出一种气液增压步进执行器，具有结构简单、成本低、驱动力大、稳定性好、可多点精准定位、能够连续平稳不间断地实现多步长的输出和定位、并能够对输出速度进行连续无级调节等特点。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]—种气液增压步进执行器，包括:两位五通电磁换向阀1、气液步进增压栗1、两位五通电磁换向阀Π、气液步进增压栗Π、液压油输入单向阀1、液压油输出单向阀1、液压油输入单向阀Π、液压油输出单向阀Π、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸;所述两位五通电磁换向阀I的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗I的两个进气口连接，气液步进增压栗I的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I的出液口连接，液压油输入单向阀I的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗I的出液口通过液压管与液压油输出单向阀I的进液口连接，液压油输出单向阀I的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位五通电磁换向阀π的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀Π的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗Π的两个进气口连接;气液步进增压栗Π的进液口通过液压管与液压油输入单向阀Π的出液口连接，液压油输入单向阀π的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗Π的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π的进液口连接，液压油输出单向阀Π的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位四通电磁换向阀的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀的进液口连接，两位两通电磁开关阀的出液口通过调速阀和液压管与储液罐的进液口连接。
[0006]所述气液步进增压栗1、Π均包括:栗壳、进气口、气压腔、气压腔活塞、气液增压活塞杆、液压腔、液压腔活塞、气压平衡口、进液口、出液口 ；
[0007]所述气液步进增压栗1、Π分别在两位五通电磁换向阀1、Π的控制下，可通过进气口引入外部气源的压缩空气，驱动气压腔活塞在气压腔内往复运动，进而通过气液增压活塞杆带动液压腔活塞在液压腔内往复运动，在液压油输入单向阀和液压油输出单向阀的控制下，通过进液口从储液罐栗入液体，从出液口栗出液体；由于气压腔活塞面积大于液压腔活塞面积，从而实现对驱动侧气体压力的放大，实现液压侧的增压栗送；由于液体的不可压缩性，所以两位五通电磁阀换向阀每次换向都会通过气液步进增压栗栗送相同体积的液体，实现了液体的步进栗送;其中气液步进增压栗的气压平衡口始终和外界大气相通，防止液压腔活塞运动过程中在其左侧腔体内形成负压或正压阻力。
[0008]常态时气液步进增压栗1、Π的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀1、Π的控制下分别与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置，两位两通电磁开关阀处于常闭状态，整个系统处于定位保持状态。
[0009]当需要输出液压缸的活塞杆输出一个步长的运动时，外部控制系统向两位五通电磁换向阀I或π发出换向控制信号，两位五通电磁换向阀I或Π的内部气路换向，气液步进增压栗I或Π的气压腔活塞右侧的气压腔腔体与外部气源连通，压缩气体推动气压腔活塞向左运动，气液增压活塞杆随之向左运动，液压腔活塞在气液增压活塞杆的带动下随之向左运动，从而在液压腔活塞右侧的液压腔腔体内形成负压，进而通过液压管和液压油输入单向阀将储液罐内的液压油引入液压腔活塞右侧的液压腔腔体内，直到气液步进增压栗的气压腔活塞在压缩气体的驱动下到达最左侧位置，液压腔活塞也随之到达最左侧位置，液压腔活塞右侧的液压腔腔体内充满液压油，气液步进增压栗I或π完成栗油工作，外部控制系统停止对两位五通电磁换向阀I或Π发送控制信号，两位五通电磁换向阀I或Π的阀芯在复位弹簧的驱动下复位，同时外部控制系统向两位两通电磁开关阀发送控制信号，两位两通电磁开关阀打开，气液步进增压栗I或Π的气压腔活塞左侧的气压腔腔体重新与外部气源连通，气压腔活塞在压缩气体的推动下向右运动，气液增压活塞杆随之向右运动，液压腔活塞在气液增压活塞杆的推动下随之向右运动，进而推动其右侧的液压腔腔体内的液压油通过液压油输出单向阀和液压管进入两位四通电磁换向阀的进油口；两位四通电磁换向阀通过其输出工作油口将其进油口输入的液压油导入与之相连的输出液压缸的一侧缸体内，从而推动输出液压缸的活塞向另一侧缸体移动，进而带动输出液压缸的活塞杆向外输出运动，另一侧缸体内相应体积的液压油在输出液压缸的活塞的推动下从输出液压缸的另一个进油口排出并通过液压管进入两位四通电磁换向阀的输入工作油口，进而通过两位四通电磁换向阀的回油口、两位两通电磁开关阀、调速阀、最后回到储液罐，当气液步进增压栗的气压腔活塞在压缩气体的推动下到达最右侧位置，液压腔活塞也随之到达最右侧位置，气液步进增压栗I或Π完成液压油输出工作，输出液压缸的活塞杆完成一个步长的输出运动，外部控制系统停止向两位两通电磁开关阀发送控制信号，两位两通电磁开关阀复位关闭，整个系统恢复定位保持状态。
[0010]如果需要输出液压缸的活塞杆输出多个步长的不间断连续运动时，外部控制系统交替衔接向两位五通电磁换向阀I和两位五通电磁换向阀π发送换向控制信号，两位五通电磁换向阀I和两位五通电磁换向阀Π分别控制气液步进增压栗I和气液步进增压栗Π交替衔接完成栗油输出循环，气液步进增压栗I和气液步进增压栗Π的栗油输出循环与单步输出时的过程相同，两位两通电磁开关阀在多个步长的连续运动中保持常开状态，输出液压缸的活塞杆就可以实现多个步长的连续运动输出。
[0011]如果需要改变输出液压缸活塞杆的运动输出方向，则通过外部控制系统向两位四通电磁换向阀发送换向信号，两位四通电磁换向阀进行内部油路换向，改变两位四通电磁换向阀的进油口、回油口与输出液压缸的两个进油口的连通关系，从而改变液压油对输出液压缸活塞的驱动方向，从而实现输出液压缸的活塞杆运动输出方向的变换。
[0012]所述液压油输入单向阀和液压油输出单向阀也可以和气液步进增压栗的进液口和出液口整合成一体，使气液步进增压栗的进液口和出液口自身具备单向输入和单向输出功能，省去外部配置单向阀，从而使整个系统结构更加紧凑。
[0013]所述两位两通电磁开关阀，根据实际需求也可以省去，使两位四通电磁换向阀的回油口通过减速阀和液压管直接与储液罐的进液口连接，利用气液步进增压栗的自锁特性，实现整个系统的定位保持功能。
[0014]所述输出液压缸可以是直线型液压缸也可以是旋转型液压缸。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过气液步进增压栗通过气压缸活塞驱动液压缸活塞实现了液压油的栗送，既克服了气压系统稳定性差的缺点又实现了增压输出；利用气液步进增压栗、单向阀、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、储液罐、液压管、输出液压缸，实现了液压油的内部循环，取代了液压执行器中的液压工作站，极大地降低了系统的体积和复杂度;利用液压油的不可压缩性，使气液步进增压栗每次循环都有相同体积的液压油从输出液压缸内部一侧腔体转移至另一侧腔体，实现了输出液压缸活塞精准的步进运动，进而实现输出液压缸活塞杆精准的步进输出；利用两组栗油单元实现了输出液压缸多步长不间断的定位和运动输出，通过调速阀可以对输出液压缸活塞杆的运动输出速度进行连续无级调速，从而适应不同的应用要求；因此本实用新型公开的一种气液增压步进执行器既具备电动执行器执行速度快、定位精准、可多点连续定位的优点又具备气动执行器结构简单、成本低的优点，同时具备液压执行器驱动力大、稳定性好的优点，非常适合用在各种自动控制和机器人领域。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
[0017]图1是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的总体结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的气液步进增压栗的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的储液罐结构示意图；
[0020]图中:[0021 ] 1、两位五通电磁换向阀I; 2、气压管;3、气液步进增压栗I; 4、两位五通电磁换向阀Π ;5、气液步进增压栗Π ;6、储液罐;7、液压管;8、液压油输入单向阀1;9、液压油输出单向阀I; 10、液压油输入单向阀Π ; 11、液压油输出单向阀Π ; 12、两位四通电磁换向阀；13、两位两通电磁开关阀；14、调速阀；15、输出液压缸；16、液压油；101、栗壳；102、进气口 ； 103、气压腔；104、气压腔活塞；105、气液增压活塞杆；106、液压腔活塞；107、液压腔；108、进液口 ；109、出液口； 110、气压平衡口； 201、储液罐出液口； 202、储液罐进液口。
【具体实施方式】
:
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如图1、2、3所示:两位五通电磁换向阀I(I)的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I(I)的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗1(3)的两个进气口连接，气液步进增压栗I (3)的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I (8)的出液口连接，液压油输入单向阀I (8)的进液口通过液压管与储液罐(6)的出液口连接，气液步进增压栗1(3)的出液口通过液压管与液压油输出单向阀1(9)的进液口连接，液压油输出单向阀I
(9)出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀(12)的进油口连接;两位五通电磁换向阀Π
(4)的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀Π (4)的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗Π (5)的两个进气口连接，气液步进增压栗Π (5)的进液口通过液压管与液压油输入单向阀Π (10)的出液口连接，液压油输入单向阀Π (10)的进液口通过液压管与储液罐(6)的出液口连接，气液步进增压栗Π (5)的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π (11)的进液口连接，液压油输出单向阀Π (11)出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀(12)的进油口连接;两位四通电磁换向阀(12)的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸(15)的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀(12)的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀(13)的进液口连接，两位两通电磁开关阀(13)的出液口与调速阀(14)进液口连接，调速阀(14)的出液口通过液压管与储液罐(6)的进液口连接。
[0024]如图1、2、3所示，本实用新型的工作原理为:
[0025]常态时气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀I(I)的控制下与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置;气液步进增压栗Π (5)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀Π (4)的控制下与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气液步进增压栗Π (5)的气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置，两位两通电磁开关阀(13)处于常闭状态，整个系统处于定位保持状态。
[0026]当需要输出液压缸(15)的活塞杆输出单步运动时，外部控制系统向两位五通电磁换向阀I(I)发出换向控制信号，两位五通电磁换向阀I(I)内部气路换向，使气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞右侧的气压腔腔体与外部外部气源连通，压缩气体推动气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞向左运动，气液步进增压栗1(3)的气液增压活塞杆随之向左运动，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞在气液增压活塞杆的带动下随之向左运动，从而在气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内形成负压，进而通过液压管和液压油输入单向阀1(8)将储液罐(6)内的液压油引入到气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内，直到气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的驱动下到达最左侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞也随之到达最左侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内充满液压油，气液步进增压栗1(3)完成栗油工作;外部控制系统停止对两位五通电磁换向阀I(I)发送控制信号同时向两位两通电磁开关阀(13)发送控制信号，两位五通电磁换向阀I (I)的阀芯在复位弹簧的驱动下复位，两位两通电磁开关阀
(13)在控制信号的控制下打开，气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体重新与外部外部气源连通，气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的推动下向右运动，气液步进增压栗1(3)的气液增压活塞杆随之向右运动，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞在气液增压活塞杆的推动下随之向右运动，进而推动气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内的液压油通过液压油输出单向阀1(9)和液压管进入两位四通电磁换向阀(12)的进油口；两位四通电磁换向阀(12)通过其输出工作油口将其进油口输入的液压油导入与之相连的输出液压缸(15)的一侧缸体内，从而推动输出液压缸(15)的活塞向另一侧缸体移动，进而带动输出液压缸(I 5)的活塞杆向外输出运动，输出液压缸(I 5)的另一侧缸体内相应体积的液压油在输出液压缸(15)的活塞的推动下从输出液压缸(15)的另一个进油口排出并通过液压管进入两位四通电磁换向阀(12)的输入工作油口，进而通过两位四通电磁换向阀(12)的回油口、两位两通电磁开关阀(13)、调速阀(14)、液压管最后回到储液罐
(6)，当气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的推动下到达最右侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞也随之到达最右侧位置，气液步进增压栗1(3)完成液压油输出工作，输出液压缸(15)的活塞杆完成一个步长的输出运动，夕卜部控制系统停止向两位两通电磁开关阀(13)发送控制信号，两位两通电磁开关阀(13)关闭，整个系统恢复定位保持状态。
[0027]如果需要输出液压缸(15)的活塞杆输出多个步长的连续运动时，外部控制系统交替衔接向两位五通电磁换向阀I (I)和两位五通电磁换向阀Π (4)发送换向控制信号，两位五通电磁换向阀I(I)和两位五通电磁换向阀Π (4)分别控制气液步进增压栗1(3)和气液步进增压栗Π (5)交替衔接完成栗油输出循环，气液步进增压栗1(3)和气液步进增压栗Π (5)的栗油输出循环与单步输出时的过程相同，两位两通电磁开关阀(13)在多个步长的连续运动中保持常开状态，输出液压缸(15)的活塞杆就可以实现多个步长的连续运动输出。
[0028]如果需要改变输出液压缸(15)的活塞杆的运动输出方向，通过外部控制系统向两位四通电磁换向阀(12)发送换向信号，两位四通电磁换向阀(12)进行内部油路换向，改变两位四通电磁换向阀(12)的进油口、回油口与输出液压缸(15)的两个进油口的连通关系，进而改变液压油对输出液压缸(15)的活塞的驱动方向，从而实现输出液压缸(15)的活塞杆运动输出方向的改变。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例之一，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种气液增压步进执行器，其特征在于包括:两位五通电磁换向阀1、气液步进增压栗1、两位五通电磁换向阀Π、气液步进增压栗Π、液压油输入单向阀1、液压油输出单向阀1、液压油输入单向阀Π、液压油输出单向阀Π、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸;所述两位五通电磁换向阀I的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗I的两个进气口连接，气液步进增压栗I的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I的出液口连接，液压油输入单向阀I的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗I的出液口通过液压管与液压油输出单向阀I的进液口连接，液压油输出单向阀I的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位五通电磁换向阀π的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀π的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗π的两个进气口连接;气液步进增压栗Π的进液口通过液压管与液压油输入单向阀π的出液口连接，液压油输入单向阀Π的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗Π的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π的进液口连接，液压油输出单向阀π的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位四通电磁换向阀的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀的进液口连接，两位两通电磁开关阀的出液口通过调速阀和液压管与储液罐的进液口连接。
【文档编号】F15B3/00GK205715001SQ201620241967
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月26日
【发明人】张红伟, 王超霞
【申请人】王超霞
【专利摘要】本实用新型涉及流体压力执行系统，尤其涉及一种气液增压步进执行器，其由两位五通电磁换向阀Ⅰ、气液步进增压泵Ⅰ、两位五通电磁换向阀Ⅱ、气液步进增压泵Ⅱ、液压油输入单向阀Ⅰ、液压油输出单向阀Ⅰ、液压油输入单向阀Ⅱ、液压油输出单向阀Ⅱ、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸等构成；其既具备电动执行器执行速度快、定位精准、可多点连续定位的特点，又具备气动执行器结构简单、成本低的优点，同时具备液压执行器驱动力大、稳定性好的优点；非常适合用在自动控制或机器人领域。
【专利说明】
一种气液増压步进执行器
技术领域
[0001]本实用新型涉及流体压力执行系统，具体来说，涉及一种气液增压步进执行器。
【背景技术】
[0002]随着自动化技术的发展，衍生出各种能够接收控制信息并对受控对象施加控制作用的执行器，根据驱动能源可大致分为:电动执行器，气动执行器、液压执行器，它们各有优点也各有缺点，其中电动执行器的优点是反应迅速、定位精准、可多点定位，缺点是系统复杂、价格高、驱动力小、需要减速机构;气动执行器优点是系统简单，成本较低，缺点是定位精度差、驱动力较小、一般只能实现两点定位;液压执行器优点是驱动力大，稳定性好，缺点是体积庞大，管路较复杂；目前还没有一种能够同时具备:价格低、系统简单、驱动力大、稳定性好、定位精准且可多点连续定位的执行器;之前本人已向国家专利局提出了名称为“一种气液增压步进执行器”的发明和实用新型专利申请，申请号分别为“2015110309637”和“2015211389117”，但该方案中只有一组气液增压步进栗送装置，只能实现间断性的步进输出和定位，无法实现连续平稳不间断的多步长输出和定位，而且该方案中未配置调速装置，不便于对输出速度进行调节和控制。
【实用新型内容】
[0003]针对相关技术中的上述问题，本实用新型提出一种气液增压步进执行器，具有结构简单、成本低、驱动力大、稳定性好、可多点精准定位、能够连续平稳不间断地实现多步长的输出和定位、并能够对输出速度进行连续无级调节等特点。
[0004]为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]—种气液增压步进执行器，包括:两位五通电磁换向阀1、气液步进增压栗1、两位五通电磁换向阀Π、气液步进增压栗Π、液压油输入单向阀1、液压油输出单向阀1、液压油输入单向阀Π、液压油输出单向阀Π、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸;所述两位五通电磁换向阀I的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗I的两个进气口连接，气液步进增压栗I的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I的出液口连接，液压油输入单向阀I的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗I的出液口通过液压管与液压油输出单向阀I的进液口连接，液压油输出单向阀I的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位五通电磁换向阀π的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀Π的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗Π的两个进气口连接;气液步进增压栗Π的进液口通过液压管与液压油输入单向阀Π的出液口连接，液压油输入单向阀π的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗Π的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π的进液口连接，液压油输出单向阀Π的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位四通电磁换向阀的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀的进液口连接，两位两通电磁开关阀的出液口通过调速阀和液压管与储液罐的进液口连接。
[0006]所述气液步进增压栗1、Π均包括:栗壳、进气口、气压腔、气压腔活塞、气液增压活塞杆、液压腔、液压腔活塞、气压平衡口、进液口、出液口 ；
[0007]所述气液步进增压栗1、Π分别在两位五通电磁换向阀1、Π的控制下，可通过进气口引入外部气源的压缩空气，驱动气压腔活塞在气压腔内往复运动，进而通过气液增压活塞杆带动液压腔活塞在液压腔内往复运动，在液压油输入单向阀和液压油输出单向阀的控制下，通过进液口从储液罐栗入液体，从出液口栗出液体；由于气压腔活塞面积大于液压腔活塞面积，从而实现对驱动侧气体压力的放大，实现液压侧的增压栗送；由于液体的不可压缩性，所以两位五通电磁阀换向阀每次换向都会通过气液步进增压栗栗送相同体积的液体，实现了液体的步进栗送;其中气液步进增压栗的气压平衡口始终和外界大气相通，防止液压腔活塞运动过程中在其左侧腔体内形成负压或正压阻力。
[0008]常态时气液步进增压栗1、Π的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀1、Π的控制下分别与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置，两位两通电磁开关阀处于常闭状态，整个系统处于定位保持状态。
[0009]当需要输出液压缸的活塞杆输出一个步长的运动时，外部控制系统向两位五通电磁换向阀I或π发出换向控制信号，两位五通电磁换向阀I或Π的内部气路换向，气液步进增压栗I或Π的气压腔活塞右侧的气压腔腔体与外部气源连通，压缩气体推动气压腔活塞向左运动，气液增压活塞杆随之向左运动，液压腔活塞在气液增压活塞杆的带动下随之向左运动，从而在液压腔活塞右侧的液压腔腔体内形成负压，进而通过液压管和液压油输入单向阀将储液罐内的液压油引入液压腔活塞右侧的液压腔腔体内，直到气液步进增压栗的气压腔活塞在压缩气体的驱动下到达最左侧位置，液压腔活塞也随之到达最左侧位置，液压腔活塞右侧的液压腔腔体内充满液压油，气液步进增压栗I或π完成栗油工作，外部控制系统停止对两位五通电磁换向阀I或Π发送控制信号，两位五通电磁换向阀I或Π的阀芯在复位弹簧的驱动下复位，同时外部控制系统向两位两通电磁开关阀发送控制信号，两位两通电磁开关阀打开，气液步进增压栗I或Π的气压腔活塞左侧的气压腔腔体重新与外部气源连通，气压腔活塞在压缩气体的推动下向右运动，气液增压活塞杆随之向右运动，液压腔活塞在气液增压活塞杆的推动下随之向右运动，进而推动其右侧的液压腔腔体内的液压油通过液压油输出单向阀和液压管进入两位四通电磁换向阀的进油口；两位四通电磁换向阀通过其输出工作油口将其进油口输入的液压油导入与之相连的输出液压缸的一侧缸体内，从而推动输出液压缸的活塞向另一侧缸体移动，进而带动输出液压缸的活塞杆向外输出运动，另一侧缸体内相应体积的液压油在输出液压缸的活塞的推动下从输出液压缸的另一个进油口排出并通过液压管进入两位四通电磁换向阀的输入工作油口，进而通过两位四通电磁换向阀的回油口、两位两通电磁开关阀、调速阀、最后回到储液罐，当气液步进增压栗的气压腔活塞在压缩气体的推动下到达最右侧位置，液压腔活塞也随之到达最右侧位置，气液步进增压栗I或Π完成液压油输出工作，输出液压缸的活塞杆完成一个步长的输出运动，外部控制系统停止向两位两通电磁开关阀发送控制信号，两位两通电磁开关阀复位关闭，整个系统恢复定位保持状态。
[0010]如果需要输出液压缸的活塞杆输出多个步长的不间断连续运动时，外部控制系统交替衔接向两位五通电磁换向阀I和两位五通电磁换向阀π发送换向控制信号，两位五通电磁换向阀I和两位五通电磁换向阀Π分别控制气液步进增压栗I和气液步进增压栗Π交替衔接完成栗油输出循环，气液步进增压栗I和气液步进增压栗Π的栗油输出循环与单步输出时的过程相同，两位两通电磁开关阀在多个步长的连续运动中保持常开状态，输出液压缸的活塞杆就可以实现多个步长的连续运动输出。
[0011]如果需要改变输出液压缸活塞杆的运动输出方向，则通过外部控制系统向两位四通电磁换向阀发送换向信号，两位四通电磁换向阀进行内部油路换向，改变两位四通电磁换向阀的进油口、回油口与输出液压缸的两个进油口的连通关系，从而改变液压油对输出液压缸活塞的驱动方向，从而实现输出液压缸的活塞杆运动输出方向的变换。
[0012]所述液压油输入单向阀和液压油输出单向阀也可以和气液步进增压栗的进液口和出液口整合成一体，使气液步进增压栗的进液口和出液口自身具备单向输入和单向输出功能，省去外部配置单向阀，从而使整个系统结构更加紧凑。
[0013]所述两位两通电磁开关阀，根据实际需求也可以省去，使两位四通电磁换向阀的回油口通过减速阀和液压管直接与储液罐的进液口连接，利用气液步进增压栗的自锁特性，实现整个系统的定位保持功能。
[0014]所述输出液压缸可以是直线型液压缸也可以是旋转型液压缸。
[0015]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过气液步进增压栗通过气压缸活塞驱动液压缸活塞实现了液压油的栗送，既克服了气压系统稳定性差的缺点又实现了增压输出；利用气液步进增压栗、单向阀、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、储液罐、液压管、输出液压缸，实现了液压油的内部循环，取代了液压执行器中的液压工作站，极大地降低了系统的体积和复杂度;利用液压油的不可压缩性，使气液步进增压栗每次循环都有相同体积的液压油从输出液压缸内部一侧腔体转移至另一侧腔体，实现了输出液压缸活塞精准的步进运动，进而实现输出液压缸活塞杆精准的步进输出；利用两组栗油单元实现了输出液压缸多步长不间断的定位和运动输出，通过调速阀可以对输出液压缸活塞杆的运动输出速度进行连续无级调速，从而适应不同的应用要求；因此本实用新型公开的一种气液增压步进执行器既具备电动执行器执行速度快、定位精准、可多点连续定位的优点又具备气动执行器结构简单、成本低的优点，同时具备液压执行器驱动力大、稳定性好的优点，非常适合用在各种自动控制和机器人领域。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
[0017]图1是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的总体结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的气液步进增压栗的结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例所述的一种气液增压步进执行器的储液罐结构示意图；
[0020]图中:[0021 ] 1、两位五通电磁换向阀I; 2、气压管;3、气液步进增压栗I; 4、两位五通电磁换向阀Π ;5、气液步进增压栗Π ;6、储液罐;7、液压管;8、液压油输入单向阀1;9、液压油输出单向阀I; 10、液压油输入单向阀Π ; 11、液压油输出单向阀Π ; 12、两位四通电磁换向阀；13、两位两通电磁开关阀；14、调速阀；15、输出液压缸；16、液压油；101、栗壳；102、进气口 ； 103、气压腔；104、气压腔活塞；105、气液增压活塞杆；106、液压腔活塞；107、液压腔；108、进液口 ；109、出液口； 110、气压平衡口； 201、储液罐出液口； 202、储液罐进液口。
【具体实施方式】
:
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]如图1、2、3所示:两位五通电磁换向阀I(I)的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I(I)的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗1(3)的两个进气口连接，气液步进增压栗I (3)的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I (8)的出液口连接，液压油输入单向阀I (8)的进液口通过液压管与储液罐(6)的出液口连接，气液步进增压栗1(3)的出液口通过液压管与液压油输出单向阀1(9)的进液口连接，液压油输出单向阀I
(9)出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀(12)的进油口连接;两位五通电磁换向阀Π
(4)的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀Π (4)的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗Π (5)的两个进气口连接，气液步进增压栗Π (5)的进液口通过液压管与液压油输入单向阀Π (10)的出液口连接，液压油输入单向阀Π (10)的进液口通过液压管与储液罐(6)的出液口连接，气液步进增压栗Π (5)的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π (11)的进液口连接，液压油输出单向阀Π (11)出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀(12)的进油口连接;两位四通电磁换向阀(12)的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸(15)的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀(12)的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀(13)的进液口连接，两位两通电磁开关阀(13)的出液口与调速阀(14)进液口连接，调速阀(14)的出液口通过液压管与储液罐(6)的进液口连接。
[0024]如图1、2、3所示，本实用新型的工作原理为:
[0025]常态时气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀I(I)的控制下与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置;气液步进增压栗Π (5)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体在两位五通电磁换向阀Π (4)的控制下与外部外部气源连通，在压缩气体的推动下气液步进增压栗Π (5)的气压腔活塞和液压腔活塞都处在最右侧位置，两位两通电磁开关阀(13)处于常闭状态，整个系统处于定位保持状态。
[0026]当需要输出液压缸(15)的活塞杆输出单步运动时，外部控制系统向两位五通电磁换向阀I(I)发出换向控制信号，两位五通电磁换向阀I(I)内部气路换向，使气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞右侧的气压腔腔体与外部外部气源连通，压缩气体推动气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞向左运动，气液步进增压栗1(3)的气液增压活塞杆随之向左运动，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞在气液增压活塞杆的带动下随之向左运动，从而在气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内形成负压，进而通过液压管和液压油输入单向阀1(8)将储液罐(6)内的液压油引入到气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内，直到气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的驱动下到达最左侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞也随之到达最左侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内充满液压油，气液步进增压栗1(3)完成栗油工作;外部控制系统停止对两位五通电磁换向阀I(I)发送控制信号同时向两位两通电磁开关阀(13)发送控制信号，两位五通电磁换向阀I (I)的阀芯在复位弹簧的驱动下复位，两位两通电磁开关阀
(13)在控制信号的控制下打开，气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞左侧的气压腔腔体重新与外部外部气源连通，气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的推动下向右运动，气液步进增压栗1(3)的气液增压活塞杆随之向右运动，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞在气液增压活塞杆的推动下随之向右运动，进而推动气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞右侧的液压腔腔体内的液压油通过液压油输出单向阀1(9)和液压管进入两位四通电磁换向阀(12)的进油口；两位四通电磁换向阀(12)通过其输出工作油口将其进油口输入的液压油导入与之相连的输出液压缸(15)的一侧缸体内，从而推动输出液压缸(15)的活塞向另一侧缸体移动，进而带动输出液压缸(I 5)的活塞杆向外输出运动，输出液压缸(I 5)的另一侧缸体内相应体积的液压油在输出液压缸(15)的活塞的推动下从输出液压缸(15)的另一个进油口排出并通过液压管进入两位四通电磁换向阀(12)的输入工作油口，进而通过两位四通电磁换向阀(12)的回油口、两位两通电磁开关阀(13)、调速阀(14)、液压管最后回到储液罐
(6)，当气液步进增压栗1(3)的气压腔活塞在压缩气体的推动下到达最右侧位置，气液步进增压栗1(3)的液压腔活塞也随之到达最右侧位置，气液步进增压栗1(3)完成液压油输出工作，输出液压缸(15)的活塞杆完成一个步长的输出运动，夕卜部控制系统停止向两位两通电磁开关阀(13)发送控制信号，两位两通电磁开关阀(13)关闭，整个系统恢复定位保持状态。
[0027]如果需要输出液压缸(15)的活塞杆输出多个步长的连续运动时，外部控制系统交替衔接向两位五通电磁换向阀I (I)和两位五通电磁换向阀Π (4)发送换向控制信号，两位五通电磁换向阀I(I)和两位五通电磁换向阀Π (4)分别控制气液步进增压栗1(3)和气液步进增压栗Π (5)交替衔接完成栗油输出循环，气液步进增压栗1(3)和气液步进增压栗Π (5)的栗油输出循环与单步输出时的过程相同，两位两通电磁开关阀(13)在多个步长的连续运动中保持常开状态，输出液压缸(15)的活塞杆就可以实现多个步长的连续运动输出。
[0028]如果需要改变输出液压缸(15)的活塞杆的运动输出方向，通过外部控制系统向两位四通电磁换向阀(12)发送换向信号，两位四通电磁换向阀(12)进行内部油路换向，改变两位四通电磁换向阀(12)的进油口、回油口与输出液压缸(15)的两个进油口的连通关系，进而改变液压油对输出液压缸(15)的活塞的驱动方向，从而实现输出液压缸(15)的活塞杆运动输出方向的改变。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例之一，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种气液增压步进执行器，其特征在于包括:两位五通电磁换向阀1、气液步进增压栗1、两位五通电磁换向阀Π、气液步进增压栗Π、液压油输入单向阀1、液压油输出单向阀1、液压油输入单向阀Π、液压油输出单向阀Π、气压管、液压管、储液罐、两位四通电磁换向阀、两位两通电磁开关阀、调速阀、输出液压缸;所述两位五通电磁换向阀I的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀I的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗I的两个进气口连接，气液步进增压栗I的进液口通过液压管与液压油输入单向阀I的出液口连接，液压油输入单向阀I的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗I的出液口通过液压管与液压油输出单向阀I的进液口连接，液压油输出单向阀I的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位五通电磁换向阀π的进气口通过气压管连接到外部气源，两位五通电磁换向阀π的两个出气口分别通过气压管与气液步进增压栗π的两个进气口连接;气液步进增压栗Π的进液口通过液压管与液压油输入单向阀π的出液口连接，液压油输入单向阀Π的进液口通过液压管与储液罐的出液口连接，气液步进增压栗Π的出液口通过液压管与液压油输出单向阀Π的进液口连接，液压油输出单向阀π的出液口通过液压管与两位四通电磁换向阀的进油口连接;两位四通电磁换向阀的两个工作油口分别通过液压管与输出液压缸的两个进油口连接，两位四通电磁换向阀的回油口通过液压管与两位两通电磁开关阀的进液口连接，两位两通电磁开关阀的出液口通过调速阀和液压管与储液罐的进液口连接。
【文档编号】F15B3/00GK205715001SQ201620241967
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月26日
【发明人】张红伟, 王超霞
【申请人】王超霞
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