一种带止动机构的线性致动器的制造方法
【专利摘要】一种用于线性致动器中机械地将活塞杆相对于缸体固定的止动机构，所述活塞杆包括同轴布置并且一端固定连接的活塞杆体和缸体壳，所述缸体位于活塞杆体和缸体壳之间，所述缸体外周面上固定或一体成型有止动环，所述止动机构包括：至少三个离散的主动的形状配合止动部，其设置所述止动环周壁上开设的止动孔中，所述形状配合止动部可在回缩位置和伸出位置之间移动；多个形状配合驻扎部，其沿纵向设置在所述缸体壳的内周上并且彼此间隔一定距离；持续型促动机构，所述促动机构设置在形状配合止动部底部；复位机构，所述复位机构设置在所述形状配合止动部和止动孔之间的腔体中；上述机械止动机构能够用于筒形线性致动器且能够安全地机械止动在特定的离散位置处。
【专利说明】一种带止动机构的线性致动器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线性致动器，尤其是一种带止动机构的线性致动器。
【背景技术】
[0002]工程机械常把线性致动器，例如液压油缸作为执行元件驱动某些机构时，其伸缩端通常承受较大的负载，则要求所述液压油缸因突然的动力输入中断而不能自动缩回或定位到此刻的精确位置处。例如登高平台消防车的举升臂架，由专业操作人员操作将消防员送到一定高度实现高空救援或消防作业。如果举升臂架的执行油缸因故障回缩，可能会造成安全事故。再例如，飞行器的水平尾翼相对于飞行器的主体具有一倾斜角度，该倾斜角度一经设置则不可变动，水平尾翼的倾斜位置依靠配备有止动机构的液压油缸来完成。
[0003]再如液压油缸控制的阀门领域，阀门主油缸在阀门上主要起到阀门的打开或关闭作用，在阀门上是重要的执行元件。随着阀门行业的不断发展，各种结构不断出现，在阀门上利用油缸来执行阀门的开关动作，是目前阀门行业的主要结构之一，它的可行性和优势是其它结构无可替代的，而在阀门上增加止动结构又是在阀门开关结构上增加的又一安全、稳定性更高的保障。就阀门主油缸上设计止动机构，已在阀门行业广泛运用，目前主要止动结构有蝶形弹簧止动，利用主油缸本身保压等等，这些结构虽然能起到止动作用，但在实际操作和止动效果的准确性和安全性方面大打折扣。
[0004]液压油缸因载荷或自重出现的无控制的回缩均属于油缸失控，因此必须保证伸缩端在任意位置上能被止动。
[0005]这要求执行元件必须有止动机构，而现有技术中的止动机构结构大而复杂，使得执行元件体积增大，不利用在有限空间内执行元件的布置。
【发明内容】
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种具有止动机构的线性致动器，解决油缸活塞能够停在任何位置止动，也可解决停止使用时活塞因重力而滑出的问题，其止动机构具有体积小易集成在油缸内，且锁定可靠，结构简单的优点。特别地，在动力输入中断的情况下也能够保持在最后的固定位置，可靠止动。
[0007]本发明是这样实现的，一种带止动机构的线性致动器，包括活塞杆体和缸体壳，所述活塞杆包括同轴布置并且一端固定连接的活塞杆体和缸体壳，所述缸体位于活塞杆体和缸体壳之间，所述缸体外周面上固定或一体成型有止动环，所述止动机构包括:
[0008]至少三个离散的主动的形状配合止动部，其设置所述止动环周壁上开设的止动孔中，所述形状配合止动部可在回缩位置和伸出位置之间移动；
[0009]多个形状配合驻扎部，其沿纵向设置在所述缸体壳的内周上并且彼此间隔一定距离；
[0010]持续型促动机构，所述促动机构设置在形状配合止动部底部；
[0011]复位机构，所述复位机构设置在所述形状配合止动部和止动孔之间的腔体中；
[0012]当线性致动器正常工作时，所述多个形状配合驻扎部与所述活塞杆一起移动，并经过所述缸体的一部分，所述形状配合止动部通过复位机构的激励而抵抗持续型促动机构的作用力被保持在回缩位置；当所述线性致动器的动力输入中断时或当需要止动定位时，所述复位机构的激励消失，由于持续型促动机构的作用力而使得所述形状配合止动部能与所述形状配合驻扎部中的一个以形状配合的方式接合，从而相对于所述缸体固定所述活塞杆。
[0013]进一步地，通过动力输入来执行复位机构的促动，所述动力输入藕联到所述线性致动器的动力输入，从而在所述线性致动器的动力输入中断的情况下，由于持续型促动机构的作用力，所述形状配合止动部移动到所述伸出位置中。
[0014]进一步地，所述形状配合止动部包括配合头、活塞体和活塞柄，所述止动孔包括上部的与缸体同轴线的弧形槽、中部的圆柱孔形的止动腔及下部的圆柱孔形的容纳腔，所述活塞体与止动孔的所述止动腔配合，所述活塞柄容纳在容纳腔中，所述弧形槽与所述配合头密封配合。
[0015]进一步地，所述活塞柄和容纳腔之间设有所述持续型促动机构。
[0016]进一步地，所述持续型促动机构为弹簧。
[0017]进一步地，在缸体壳一端设有封盖，所述复位机构为止动环和封盖之间的位于缸体与缸体壳配合的空腔中的压力介质，所述止动环侧壁设有与所述止动腔连接的进出油孔，所述压力介质通过进出油孔充满止动腔中，通过压力介质的压力克服持续型促动机构的作用力而使得形状配合止动部处于回缩位置。
[0018]进一步地，所述复位机构为止动环周壁内的压力介质，所述止动环侧壁设有与所述止动腔连接的进出油孔，所述压力介质从外面引入到进出油孔并通过进出油孔充满止动腔中，通过压力介质的压力克服持续型促动机构的作用力而使得形状配合止动部处于回缩位置。
[0019]进一步地，所述止动机构替代为:
[0020]锁杆油缸，所述锁杆油缸固定安装在缸体壳一端，位于封盖内侧，所述锁杆油缸的轴线与所述线性致动器的轴线垂直，所述锁杆油缸的活塞杆端固定连接以拨叉，所述拨叉可在伸出位置和回缩位置之间移动；
[0021]当线性致动器正常工作时，所述拨叉处于回缩位置，当所述线性致动器需要止动定位时，锁杆油缸活塞伸出，拨叉卡住止动环，拨叉同时被封盖内端面挡住，从而相对于所述缸体固定所述活塞杆。
[0022]进一步地，所述拨叉包括左臂和右臂，所述左臂和右臂构成为Y形或圆环形，所述左臂和右臂轴对称于止动油缸的轴线，所述左臂和右臂内侧具有与所述线性致动器的活塞杆外径匹配的圆弧面。
[0023]本发明的线性致动器可应用于不同的应用领域，上述机械止动机构能够用于筒形线性致动器且能够安全地机械止动在特定的离散位置处。由于机械止动机构，在动力输入中断的情况下，所述致动器能够可靠地保持在最后的固定位置上，而不需要任何额外的能量。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明实施例1的线性致动器的主剖视图。
[0025]图2为本发明实施例1的线性致动器的A-A剖视图。
[0026]图3为本发明实施例2的线性致动器的主剖视图。
[0027]图4为本发明实施例2的线性致动器的止动部处于伸出位置的局部放大图1。
[0028]图5为本发明实施例2的线性致动器的止动部处于回缩位置的局部放大图1。
[0029]上述图中的附图标记:
[0030]101主油缸，102止动油缸，103连接架，104衬套，105标准螺钉，106法兰座，107拨叉，108挡环，109接近开关，110感应头
[0031]201缸体壳，202缸体，203活塞杆，204止动环，205环形槽，206止动活塞，207封盖208止动孔
[0032]206.1配合头，206.2活塞体，206.3活塞柄，206.4弹簧，206.5油腔，206.6进出油孔
【具体实施方式】
[0033]以下实施例用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0034]实施例1
[0035]本实施例线性致动器包括主油缸101，所述主油缸101包括油缸体、活塞杆。在油缸体的端部安装止动油缸102。所述止动油缸102安装在与主油缸相连接的法兰座106的连接架103上，在止动油缸102的杆端安装一拨叉107，是通过标准螺钉105连接紧固，螺钉105的大小根据主油缸和止动油缸的受力情况计算而定，止动油缸102的活塞杆有衬套104起支撑作用。当王油缸101活塞杆收回时到极限时，止动油缸102活塞杆伸出，杆纟而拨叉107刚好卡住主油缸101活塞杆上的挡环108上，拨叉107受力被法兰座106内端面挡住，起到止动作用，以防主油缸101活塞杆在外力或自重下自由伸出，同时也可防主油缸误操作时活塞杆伸出。另外，止动油缸102的活塞杆伸出或收回，都通过安装在连接架106上的两个接近开关109与安装在止动油缸102活塞杆上的感应头110产生感应，由接近开关109将信号通过数据形式提供给控制系统，来确定主油缸和止动油缸的开关规律。上述线性致动器可在一确定位置止动，以防止不必要的误操作产生，而且止动机构设置在油缸体外，一定程度上增大了线性致动器的体积。所述拨叉包括左臂和右臂，所述左臂和右臂构成为Y形或圆环形，所述左臂和右臂轴对称于止动油缸的轴线，所述左臂和右臂内侧具有与所述线性致动器活塞杆外径匹配的圆弧面。
[0036]实施例2
[0037]本实施例线性致动器包括缸体壳201、缸体202，活塞杆203，所述活塞杆固定在缸体壳201 —端的枢轴上,所述活塞杆的头部安装在缸体202中，所述缸体202相对于活塞杆203伸出或缩回。缸体壳201内圆周面分布有环形槽205，在缸体壳201端部设有封盖207。所述线性致动器具有止动部204,所述止动部204包括在缸体202外周固定的止动环204,所述止动环204也可与缸体202 —体成型。所述止动环204环形阵列有至少三个止动孔208，每个止动孔208都设有进出油孔，所述止动孔208包括上部的与缸体同轴线的弧形槽、中部的圆柱孔形的止动腔及下部的圆柱孔形的容纳腔，在止动孔中配合有止动活塞620，所述止动活塞206包括与弧形槽配合的配合头206.1、活塞体206.2和活塞柄206.3，在活塞柄206.3上安装有弹簧206.4。所述活塞体配合在由配合头206.1和活塞体206.2之间的止动孔的空间构成的油腔206.5中。在止动环204和封盖207之间的腔体有压力油，所述压力油通过进出油孔与所述油腔206.5相通；也可从缸体202的周壁上开设进出油孔，通过管道将压力油输送到所述进出油孔内连通所述止动部的进出油孔。所述止动活塞206具有伸出位置和回缩位置两个状态。在线性致动器正常工作状态时，油缸体202可相对于活塞杆自由伸出或回缩，此时止动部的止动活塞206处于回缩位置，而当线性致动器需要止动或动力输入中断时，压力油卸压，止动活塞206靠弹簧的弹力从回缩位置上升到伸出位置，止动活塞206的配合头206.1插入到缸体壳201内圆周面分布的环形槽205内而止动。所述环形槽205可以理解为形状配合的驻扎部，而所述止动活塞206可以理解为离散的、主动的形状配合的止动部。
[0038]另外，也有当在某一时刻，线性致动器的动力源中断的情况下，由于油腔206.5中的压力油也随动力源中断而泄压，则止动活塞206靠弹簧的弹力从回缩位置上升到伸出位置，止动活塞206的配合头206.1插入到缸体壳201内圆周面分布的环形槽205内而止动，上述止动动作的完成完全是在动力输入中断的情况下不需要额外的能量来激励止动机构，所以上述止动机构属于主动型锁定机构。由于环形槽205排列有一定间距，调整间距设计则可满足油缸止动控制的精度。上述缸体202可在任意位置被止动，且筒形形状的缸体被安全地机械止动在特定的离散位置处，而且止动机构设置在缸体壳内，可满足结构布置紧凑的线性致动器的应用场合。
[0039]另外，所述线性致动器可以是液压缸或气压缸。
[0040]所述在止动部204和封盖207之间的腔体有压力油，所述压力油通过进出油孔与所述油腔206.5相通，也可替代为在缸体203的周壁上设有周壁进出油孔，所述周壁进出油孔与进出油孔206.6相连通，外部的压力油通过周壁进出油孔经过进出油孔206.6进入油腔206.5，油腔内的压力油作用于活塞体206.2而克服弹簧206.4的作用力而处于回缩位置。
[0041]本发明的线性致动器可应用于不同的应用领域，上述机械止动机构能够用于筒形线性致动器且能够安全地机械止动在特定的离散位置处。由于机械止动机构，在动力输入中断的情况下，所述致动器能够可靠地保持在最后的固定位置上，而不需要任何额外的能量。
【权利要求】
1.一种带止动机构的线性致动器，包括活塞杆体和缸体壳(201)，所述活塞杆包括同轴布置并且一端固定连接的活塞杆体和缸体壳(201),所述缸体位于活塞杆体和缸体壳之间，所述缸体外周面上固定或一体成型有止动环(204)，其特征在于，所述止动机构包括: 至少三个离散的主动的形状配合止动部，其设置在所述止动环周壁上开设的止动孔(208)中，所述形状配合止动部可在回缩位置和伸出位置之间移动； 多个形状配合驻扎部，其沿纵向设置在所述缸体壳(201)的内周上并且彼此间隔一定距离； 持续型促动机构，所述促动机构设置在形状配合止动部底部； 复位机构，所述复位机构设置在所述形状配合止动部和止动孔之间的腔体中； 当线性致动器正常工作时，所述多个形状配合驻扎部与所述活塞杆一起移动，并经过所述缸体的一部分，所述形状配合止动部通过复位机构的激励而抵抗持续型促动机构的作用力被保持在回缩位置；当所述线性致动器的动力输入中断时或当需要止动定位时，所述复位机构的激励消失，由于持续型促动机构的作用力而使得所述形状配合止动部能与所述形状配合驻扎部中的一个以形状配合的方式接合，从而相对于所述缸体固定所述活塞杆。
2.如权利要求1所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，通过动力输入来执行复位机构的促动，所述动力输入藕联到所述线性致动器的动力输入，从而在所述线性致动器的动力输入中断的情况下，由于持续型促动机构的作用力，所述形状配合止动部移动到所述伸出位置中。
3.如权利要求1所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述形状配合止动部为止动活塞(206)，所述止动活塞包括配合头(206.1)、活塞体(206.2)和活塞柄(206.3)，所述止动孔(208)包括上部的与缸体同轴线的弧形槽、中部的圆柱孔形的止动腔及下部的圆柱孔形的容纳腔，所述活塞体与止动孔的所述止动腔配合，所述活塞柄容纳在容纳腔中，所述弧形槽与所述配合头密封配合。
4.如权利要求3所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述活塞柄和容纳腔之间设有所述持续型促动机构。
5.如权利要求4所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述持续型促动机构为弹黃。
6.如权利要求1所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，在缸体壳一端设有封盖(207)，所述复位机构为止动环和封盖之间位于缸体(202)与缸体壳(201)配合的空腔中的压力介质，所述止动环(204)侧壁设有与所述止动腔连接的进出油孔，所述压力介质通过进出油孔充满止动腔中，通过压力介质的压力克服持续型促动机构的作用力而使得形状配合止动部处于回缩位置。
7.如权利要求1所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述复位机构为止动环周壁内的压力介质，所述止动环侧壁设有与所述止动腔连接的进出油孔，所述压力介质从外面引入到进出油孔并通过进出油孔充满止动腔中，通过压力介质的压力克服持续型促动机构的作用力而使得形状配合止动部处于回缩位置。
8.—种如权利要求1所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述止动机构替代为: 止动油缸(102),所述止动油缸固定安装在缸体壳一端,位于封盖内侧，所述止动油缸的轴线与所述线性致动器的轴线垂直，所述止动油缸的活塞杆端固定连接以拨叉(107)，所述拨叉可在伸出位置和回缩位置之间移动； 当线性致动器正常工作时，所述拨叉处于回缩位置，当所述线性致动器需要止动定位时，止动油缸活塞伸出，拨叉卡住止动环(108)，拨叉同时被封盖内端面挡住，从而相对于所述缸体固定所述活塞杆。
9.如权利要求8的所述带止动机构的线性致动器，其特征在于，所述拨叉(107)包括左臂和右臂，所述左臂和右臂构成为Y形或圆环形，所述左臂和右臂轴对称于止动油缸的轴线，所述左臂和右臂内侧具有与所述线性致动器活塞杆外径匹配的圆弧面。
【文档编号】F15B15/20GK104454779SQ201410561830
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】邓名军, 朱雪春 申请人:长沙迪普机械科技有限公司