一种电液混合伺服系统用推杆油缸装置的制作方法

本实用新型涉及电液伺服系统领域，尤其涉及一种电液混合伺服系统用推杆油缸装置。

背景技术：

目前，在液压设备中，液压缸的使用最为常见，液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。使用过程中，如果能实时准确控制活塞的行程位置，将对液压缸的使用功能产生一定的扩展作用。

所以，有必要提供一种液压缸，能实时准确控制活塞的行程位置，扩展压缸的功能作用，以克服上述的技术缺陷。

中国专利公开号：202985213U，公开了一种油缸速进给丝杠，以解决现有技术中丝杠重复动作后定位不准的问题；本方案中的油缸速进给丝杠，包括与油缸连接的丝杠，丝杠上设有分别与丝杠给进限位、油压速退限位对应的丝杠给进限位行程开关、油压速退限位行程开关，油压速送限位、丝杠后退限位分别对应设有油压速送限位行程开关、丝杠后退限位行程开关。

上述技术方案中，通过对丝杠以及油缸的行程、位置进行检测，来解决丝杠重复定位不准的问题，但上述的油缸以及推杆的结构复杂，不便于操作及控制。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电液混合伺服系统用推杆油缸装置，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供一种电液混合伺服系统用推杆油缸装置，包括丝杠、设置在丝杠上的丝杠螺母，与丝杠连接的中空推杆；

还包括与丝杠螺母连接的活塞；所述的丝杠穿过丝杠螺母和活塞；

推杆油缸装置还包括缸体，所述的活塞、中空推杆和丝杠设置在缸体内；

在所述的缸体的上下端分别设置第一油口和第二油口。

进一步地，所述的推杆油缸装置还包括驱动机构，所述的驱动机构包括伺服电机和减速机，所述的伺服电机的输出端与减速机连接。

进一步地，所述的推杆油缸装置还包括传动机构，所述的传动机构包括与减速机的输出轴连接的主动带轮，所述的主动带轮通过皮带与从动带轮连接。

进一步地，所述的传动机构设置在壳体内，所述的壳体内部的丝杠端设置有丝杠支撑座，所述的丝杠支撑座上设置有轴承。

进一步地，在所述的活塞与丝杠螺母的连接处设置有第一密封组件。

进一步地，在所述的第二油口处设置丝杠的第二密封组件，所述的第二密封组件下端与壳体接触。

进一步地，在所述的第一油口的上端，油缸内侧的中空推杆的外侧设置第三密封组件。

与现有技术相比本实用新型的有益效果为：本实用新型设置壳体、驱动机构和传动机构，能够保证液控和电控的同时操作，操作简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电液混合伺服推杆控制系统的功能框图；

图2为本实用新型实施例的电液混合伺服推杆控制系统的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电液混合伺服推杆控制系统的剖视结构示意图；

图4为本实用新型实施例的电液混合伺服控制系统的功能框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

请参阅图1所示，其为本实用新型实施例的电液混合伺服推杆控制系统的功能框图，执行指定动作的推杆油缸装置；对所述的推杆油缸装置的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸装置的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。

请结合图2、3所示，在本实用新型实施例中，所述的推杆油缸装置3包括驱动机构1、传动机构2对推杆油缸装置3施加转矩。所述的驱动机构1包括伺服电机11和减速机12，所述的伺服电机11的输出端与减速机12连接。所述的传动机构2包括与减速机12的输出轴连接的主动带轮13和从动带轮15，所述的主动带轮13通过皮带11与从动带轮15连接。

所述的推杆油缸装置3还包括与传动机构2连接的丝杠31，在本实施例中，丝杠31的一端与从动带轮15连接，所述的丝杠31在从动带轮15的带动下，按照预设的转速动作。

所述的传动机构2设置在壳体14内，对其进行保护，防止灰尘污染带来转动误差。在壳体14内的丝杠端设置有丝杠支撑座16，丝杠支撑座16上设置有轴承。设置壳体14，既保护传动机构的正常运行，还能够对丝杠起到支撑和定位的作用。

在本实用新型实施例中，驱动机构1与推杆油缸装置3设置在壳体14的同一侧面，结构紧凑，节约空间。

所述的推杆油缸装置3还包括设置在丝杠31上的丝杠螺母32，所述的丝杠31穿过丝杠螺母32，且在远离驱动机构的一端与中空推杆35连接；所述的丝杠螺母32的上方连接有活塞33。丝杠螺母32与活塞33固定连接，在丝杠31转动时，由于丝杠螺母32不能旋转，丝杠31与丝杠螺母32之间发生相对转动，丝杠螺母32推动中空推杆35伸出。

本实施例中，丝杠螺母32与活塞33整体相当于活塞，在丝杠31转动时，推动活塞移动；中空推杆的伸出端连接负载，完成对负载的动作。

在所述的活塞33与丝杠螺母32的连接处设置有第一密封组件34。

在本实施例中，活塞33、中空推杆35和丝杠31设置在缸体37内，在缸体37的上下端分别设置第一油口36和第二油口18，两个油口都能够实现进油和出油。

所述的缸体37的密封端与壳体14接触，壳体14起到密封的作用；在第二油口18处设置对丝杠31进行密封的第二密封组件17，所述的第二密封组件17下端与壳体14接触。丝杠31在缸体37的密封端依次穿过从动带轮15、丝杠支撑座16和第二密封组件17。

在所述的第一油口36的上端，油缸内侧的中空推杆35的外侧设置第三密封组件38。

在伺服电机的驱动下，丝杠31推动中空推杆35移动，并通过第一、第二油口的进油与出油，实现油缸及油路系统的预设油压。

本实用新型设置壳体、驱动机构和传动机构，能够保证液控和电控的同时操作，操作简单。

所述的液控单元包括提供液压油的油箱、油泵以及相连接的油路，还包括对油路油压进行调节的压力调节阀和改变油路内液压油流向的换向阀。

所述的油泵、压力调节阀和换向阀与控制器电连接，受控制器控制，按照控制器的指令动作。

所述的电控单元包括实时获取伺服电机11的扭矩并控制伺服电机速度和位移的伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器将获取的扭矩信息传输至控制器中，所述的控制器将速度、位移信息回传至伺服电机驱动器中。在所述的伺服电机11上还连接有编码器，对电机进行控制。

所述的电控单元还包括设置在中空推杆35上并对其运动状态进行检测的传感器，在本实施例中为光栅尺或线性传感器，检测中空推杆的运动信息，并传输至控制器中，由控制器进行判定。

在本实用新型中，控制器为上位机，其同时获取中空推杆35的运动信息、以及伺服电机的扭矩信息，并控制压力调节阀和换向阀根据伺服电机的扭矩信息调整油路的压力和流向。

在本实用新型中，电控部分作为信息采集的部分，由于对伺服电机的检测精度较高，相较于检测液路中的元件，检测精度及控制精度高；同时，液控单元作为反应端，根据电控部分检测的信息及控制器的预设参量对油路进行控制，进而，控制丝杠以及中空推杆的动作。实现精准电控与高负载液压的混合控制，负载大，控制精度高。

本实用新型实施例的具体工作过程如下;

控制器接收到伸出中空推杆的信号时，启动液压站，电动调压阀将油路中的压力调节到初始值（初始值较小，一般为零），之后控制器向换向阀发出命令，换向阀得到命令后动作，使第二油口出油，第一油口进油，之后控制伺服电机旋转，伺服电机通过同步带系统带动丝杠旋转，由于丝杠螺母不能旋转，丝杠与丝杠螺母之间发生相对转动，丝杠螺母推动中空推杆伸出。

与此同时伺服控制器实时监测伺服电机的所输出的扭矩，当伺服电机的输出扭矩超过其额定输出扭矩时，电动调压阀增大油路系统中的油压，直到伺服电机的输出扭矩低于伺服电机的额定扭矩（此时油路系统中的油压为P1）。

当中空推杆到达指定位置时伺服电机停止转动，伺服电机抱闸抱住电机轴。此时当控制器接到缩回推杆的命令时，控制器控制伺服电机反向转动，同时检测伺服电机的输出扭矩，当电机的输出扭矩大于额定负载时，电动调压阀调节油路中的油压直到伺服电机的输出扭矩到达额定值以下。

当中空推杆缩回到指定位置时伺服电机停止转动。当推杆缩回时换向阀未发生动作，此时的第二油口进油，第一油口流出的油通过溢流阀进入油箱。

上述详细说明是针对本实用新型其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本实用新型技术方案的范围内。