一种双油液介质增压缸及其工作方法与流程

1.发明涉及液压驱动领域，尤其涉及一种双油液介质增压缸及其工作方法。


背景技术：

2.液压装置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。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和柱芯有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、柱芯和柱芯杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。
3.液压装置的结构形式多种多样，其分类方法也有多种：按运动方式可分为直线往复运动式和回转摆动式；按受液压力作用情况可分为单作用式、双作用式；按结构形式可分为柱芯式、柱塞式、多级伸缩套筒式，齿轮齿条式等；按安装形式可分为拉杆、耳环、底脚、铰轴等；按压力等级可分为16mpa、25mpa、31.5mpa等。
4.液压装置被广泛用于驱动载人装置的升降动作。区别于常规的液压装置，载人升降装置要求液压装置具有快速动作、运动平稳无冲击且低速性能好等特点。现有载人升降装置一般有开环和闭环控制两种方式，开环控制一般通过液压源提供动力给液压装置，由液压装置驱动升降平台完成升降动作控制。由于液压装置为多级液压缸，在级与级换向过程中存在面积差，因而会造成较大换接冲击；且多级换接是一级动作完成后下一级再动作，因此无法满足快速动作的场合。闭环控制方式一般通过在升降平台上加装位移传感器，将位移传感器信号检测传输至比例控制阀的控制器，通过控制器调节比例控制阀的输出流量来调节输入到液压装置内的流量以实现升降平台的速度控制。由于换级时比例控制阀输出流量很小，而为了保证快速动作要求，平台速度变化率较大势必引起平台较大冲击。通过上述分析可以看出，现有开环控制无法避免引起较大换接冲击，而闭环控制为了减小振动冲击会使控制策略变得复杂；且为了保证快速动作要求速度变化率较大，从而降低乘坐载人升降装置的平稳舒适性。


技术实现要素：

5.针对现有技术的现状，提出了一种结构简单、同步作动、运动平稳无换级冲击，通过调整结构参数，就可达到各级作动运动规律可设定的双油液介质增压缸。
6.具体而言，发明提供一种双油液介质增压缸，其特征在于，所述双油液介质增压缸包括：外部缸套、柱芯、导筒、左端板以及柱芯杆，所述外部缸套为第一端封闭的圆筒，所述外部缸套的底部侧边开有第一进油孔，侧边中部开有第二进油孔，所述柱芯置于所述外部缸套内，所述导筒固定安装在所述外部缸套的第二端，所述导筒呈第一端封闭的圆筒形，其第一端与所述柱芯固定连接并且第一端底部侧边开有第三进油孔，所述导筒的侧壁与所述导筒可滑动地密封连接，能够与所述柱芯一体地相对于所述外部缸套以及所述导筒滑动，所述柱芯杆伸入到所述导筒内，与所述导筒可滑动密封连接，所述外部缸套与所述柱芯之
间形成第一注油腔，通过所述第一进油孔进油，所述导筒的直径小于所述柱芯的直径，所述导筒、所述外部缸套所述导筒以及所述柱芯伸出所述导筒之外的部分形成第二油腔，通过所述第二进油孔注油，第二油腔注油后，第二进油孔封闭，在所述导筒底部，所述柱芯、所述柱芯杆以及所述导筒围成第三油腔，所述第三油腔通过第三进油孔与所述第二油腔联通。
7.优选地，所述双油液介质增压缸的导筒在朝向所述外部缸套底部的一侧具有斜角的第一突出部，所述柱芯朝向所述导筒的一侧具有斜角的第二突出部，所述第一突出部靠近所述导筒的外壁一侧，所述第二突出部靠近所述外部缸套的内壁一侧。
8.优选地，所述第一突出部与所述外部缸套轴线的夹角小于所述第二突出部与所述外部缸套轴线的夹角。
9.优选地，所述外部缸套内壁与所述导筒外壁之间环形空间的横截面积等于所述柱芯杆的横截面积。
10.发明的液压缸当从第一进油口进油，在无杆腔驱动柱芯运动时，液压缸有杆腔采用被动驱动原理，前一级容腔油液通过导筒3斜孔进入后一级容腔驱动柱芯杆运动，实现同步作动减小动作时间；2)各级柱芯缸径和杆径可以根据外负载运动控制规律设计，从而可以实现复杂的控制规律。3)外部缸套顶杆以及柱芯内单向阀装置可以消除液压缸累积误差。4)左端板设计斜角和柱芯上斜角行程缓冲装置，可以减小液压执行装置在行程末端液压冲击。该液压缸具有结构简单，同步作动，运动平稳无换级冲击，且可以实现复杂控制规律，响应速度快特点。
附图说明
11.图1为发明的双油液介质增压缸的机械结构示意图
12.图2为发明的双油液介质增压缸的机械外型示意图
具体实施方式
13.以下结合附图及其实施例对发明进行详细说明，但并不因此将发明的保护范围限制在实施例描述的范围之中。
14.以下将结合附图对发明的技术方案进行详细的描述。
15.如图1-2所示，本实施例的双油液介质增压缸包括：外部缸套1、柱芯2、导筒3、左端板4、柱芯杆5。
16.如图1所示，外部缸套1为右端封闭的圆筒，外部缸套1的底部侧边(图中上方)开有第一进油孔，侧边中部开有第二进油孔。柱芯2置于外部缸套1内，左端板4固定安装在外部缸套1的左端。
17.导筒3呈右端封闭的圆筒形，其右端与柱芯2固定连接并且右端底部侧边开有第三进油孔(图中导筒3上下各示出一个)，导筒3的侧壁与左端板4可滑动地密封连接，导筒3能够与柱芯一体地相对于外部缸套1以及左端板4滑动。本实施例中，导筒3通过螺纹安装在柱芯2上。左端板4通过螺纹安装在外部缸套1内
18.柱芯杆5伸入到导筒2内，与导筒2可滑动密封连接，外部缸套1与柱芯2之间形成第一注油腔c，通过第一进油孔进油，导筒3的直径小于柱芯2的直径，因此，柱芯的边缘处伸出导筒3之外。
19.导筒3、外部缸套1、左端板4以及柱芯2伸出导筒3之外的部分形成第二油腔a，该第二油腔通过第二进油孔注油，第二油腔注油后，第二进油孔封闭，所以形成油腔。在导筒底部，柱芯2的左侧壁、柱芯杆5的右侧壁以及导筒3的内壁围成第三油腔b，第三油腔通过第三进油孔与第二油腔联通。
20.如图所示，本实施例中，液压缸的左端板4在朝向外部缸套底部的一侧具有斜角为α的第一突出部，柱芯2朝向左端板4的一侧具有斜角为β的第二突出部，第一突出部靠近导筒3的外壁一侧，第二突出部靠近外部缸套1的内壁一侧。
21.优选地，第一突出部与外部缸套1轴线的夹角小于第二突出部与外部缸套轴线的夹角。当柱芯2处于行程末端时，左端板4的斜角α与柱芯2斜角β形成密封腔起缓冲作用。
22.可以通过调整外部缸套1内壁与导筒3外壁之间环形空间的横截面积与柱芯杆的横截面积二者之间比值来调整两级液压机构的作动速度比。
23.在本实施例中，外部缸套1内壁与导筒3外壁之间环形空间的横截面积等于柱芯杆的横截面积，这样两级液压机构的运动速度相同，更加平稳。
24.外部缸套1的内径、导筒3的外径以及柱芯杆5的直径均根据各级之间的速度比以及总速度需求可调。
25.本实施例是发明的一种优选实现方式，在本实施例中，液压缸还的外部缸套1的底部还设置有凹槽内，凹槽内安装顶杆6，柱芯2内与顶杆6位置对应处安装单向阀7，当液压缸处于初始位置，即柱芯2位于外部缸套1的底部时，顶杆6压迫单向阀7迫使其处于打开状态，这时无杆腔c与容腔a、容腔b相连通。
26.以下结合附图及其实施例对发明进行详细说明，但并不因此将发明的保护范围限制在实施例描述的范围之中。
27.以下将结合附图对发明的技术方案进行详细的描述。
28.如图1所示，本实施例的双油液介质增压缸包括：外部缸套1、柱芯2、导筒3、左端板4、柱芯杆5。
29.如图2所示，外部缸套1为右端封闭的圆筒，外部缸套1的底部侧边(图中上方)开有第一进油孔，侧边中部开有第二进油孔。柱芯2置于外部缸套1内，左端板4固定安装在外部缸套1的左端。
30.导筒3呈右端封闭的圆筒形，其右端与柱芯2固定连接并且右端底部侧边开有第三进油孔(图中导筒3上下各示出一个)，导筒3的侧壁与左端板4可滑动地密封连接，导筒3能够与柱芯一体地相对于外部缸套1以及左端板4滑动。本实施例中，导筒3通过螺纹安装在柱芯2上。左端板4通过螺纹安装在外部缸套1内
31.柱芯杆5伸入到导筒2内，与导筒2可滑动密封连接，外部缸套1与柱芯2之间形成第一注油腔c，通过第一进油孔进油，导筒3的直径小于柱芯2的直径，因此，柱芯的边缘处伸出导筒3之外。
32.导筒3、外部缸套1、左端板4以及柱芯2伸出导筒3之外的部分形成第二油腔a，该第二油腔通过第二进油孔注油，第二油腔注油后，第二进油孔封闭，所以形成油腔。在导筒底部，柱芯2的左侧壁、柱芯杆5的右侧壁以及导筒3的内壁围成第三油腔b，第三油腔通过第三进油孔与第二油腔联通。
33.如图所示，本实施例中，液压缸的左端板4在朝向外部缸套底部的一侧具有斜角为
k的第一突出部，柱芯2朝向左端板4的一侧具有斜角为β的第二突出部，第一突出部靠近导筒3的外壁一侧，第二突出部靠近外部缸套1的内壁一侧。
34.优选地，第一突出部与外部缸套1轴线的夹角小于第二突出部与外部缸套轴线的夹角。当柱芯2处于行程末端时，左端板4的斜角k柱芯2斜角j形成密封腔起缓冲作用。
35.可以通过调整外部缸套1内壁与导筒3外壁之间环形空间的横截面积与柱芯杆的横截面积二者之间比值来调整两级液压机构的作动速度比。
36.在本实施例中，外部缸套1内壁与导筒3外壁之间环形空间的横截面积等于柱芯杆的横截面积，这样两级液压机构的运动速度相同，更加平稳。
37.外部缸套1的内径、导筒3的外径以及柱芯杆5的直径均根据各级之间的速度比以及总速度需求可调。
38.本实施例是发明的一种优选实现方式，在本实施例中，液压缸还的外部缸套1的底部还设置有凹槽内，凹槽内安装顶杆6，柱芯2内与顶杆6位置对应处安装单向阀7，当液压缸处于初始位置，即柱芯2位于外部缸套1的底部时，顶杆6压迫单向阀7迫使其处于打开状态，这时无杆腔c与容腔a、容腔b相连通。
39.虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本技术的权利要求所界定的内容为标准。