机械反馈式数字缸和液压控制系统的制作方法

本发明涉及液压控制，具体地，涉及一种机械反馈式数字缸和液压控制系统。

背景技术：

1、液压系统中最重要的两个执行元件为液压缸和液压马达，且液压缸的使用比液压马达更加广泛。目前液压系统中，对液压缸的控制主要包括方向控制、速度控制和位置控制，其中位置控制的控制难度，远超另外两种控制。

2、相关技术中主要有两种方式实现对液压缸的位置控制。一种是电信号反馈的阀控方式，即通过检测活塞杆位置产生电信号，反馈控制液压阀；另外一种是机械反馈控制方式，即由液压阀与液压缸组成整体并带有机械反馈装置，利用机械反馈装置反馈控制液压阀。

3、目前第二种控制方式更为前沿。例如，由步进电机、双级螺旋副、三位四通阀和液压缸组成的数字缸。但是，相关技术中的数字缸在机械反馈时，由于螺纹导程受摩擦自锁和滚珠丝杠结构的限制，机械反馈死区值大，进而导致机械反馈精度低，难以精准控制活塞杆的位置。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的实施例提出一种机械反馈式数字缸，该机械反馈式数字缸的阀芯只平动不旋转，且活塞杆匀速运动时，阀芯保持静止，减少了阀芯密封件的磨损，提高了数字缸的寿命，且本申请利用行星减速组件作为机械反馈的主体，减小了机械反馈死区的值，提高了机械反馈的精度。

3、本发明的实施例还提出一种液压控制系统。

4、本发明实施例的机械反馈式数字缸包括：缸体、活塞杆和移动丝杆，所述活塞杆可移动地穿设在所述缸体的空腔内，且所述活塞杆的尾端设有与所述空腔的内壁密封接触的推块，所述移动丝杆穿设在所述缸体上且其一端配合在所述活塞杆内并与所述活塞杆螺纹配合；阀芯组件，所述阀芯组件包括阀体、阀芯和阀芯丝杆，所述阀体连接在所述缸体的外侧，所述阀体具有与所述推块的一侧空腔连通的供液口和与所述推块的另一侧空腔连通的回液口，所述阀芯可移动地设于所述阀体内以控制所述供液口和回液口的同步通断，所述阀芯丝杆穿设在所述阀芯内并与所述阀芯螺纹配合，且所述阀体内设有可阻止所述阀芯转动的限位结构；行星减速组件和驱动件，所述行星减速组件包括外齿圈、太阳轮、行星轮和用于支撑所述行星轮的行星支架，且所述行星支架套设在所述移动丝杆上，所述太阳轮套设在所述阀芯丝杆上，所述行星轮配合在所述外齿圈和所述太阳轮之间，所述驱动件与所述外齿圈的外侧啮合。

5、本发明实施例的机械反馈式数字缸，采用行星减速组件作为机械反馈结构的主体，行星支架套设在与活塞杆螺纹配合的移动丝杆上，太阳轮套设在与阀芯螺纹配合的阀芯丝杆上，驱动件可通过外齿圈带动太阳轮转动进而带动阀芯丝杆转动，阀芯丝杆可带动阀芯平动打开以控制活塞杆两侧的压力变化，从而控制活塞杆移动，且活塞杆的移动可带动移动丝杆转动，进而带动行星支架反转，行星支架的反转可配合驱动件对外齿圈的驱动共同反馈作用在太阳轮上，进而控制阀芯丝杆带动阀芯运动，实现机械反馈的控制过程，另外，相较于现有技术，本申请利用阀芯丝杆配合阀体内的限位结构可通过丝杆传动带动阀芯只平动不旋转，且活塞杆匀速运动时，阀芯保持静止，减少了阀芯密封件的磨损，提高了数字缸的寿命，且本申请利用行星减速组件作为机械反馈的主体，减小了机械反馈死区的值，提高了机械反馈的精度。

6、在一些实施例中，所述机械反馈式数字缸还包括螺纹套筒，所述螺纹套筒包括具有内螺纹的筒体和环设在所述筒体外周的环边，所述筒体配合在所述活塞杆内并套设在所述移动丝杆上，所述环边贴设在所述活塞杆朝向所述阀芯组件的侧面上并通过螺钉与所述活塞杆连接。

7、在一些实施例中，所述缸体朝向所述阀芯组件的外侧面设有第一容纳槽，所述移动丝杆的伸出端穿过所述缸体并伸入所述第一容纳槽内，所述行星支架具有配合在所述第一容纳槽内的套筒部，所述套筒部套设在所述移动丝杆的伸出端。

8、在一些实施例中，所述缸体的内侧面设有与所述第一容纳槽相对的第二容纳槽，所述移动丝杆穿过所述第二容纳槽，且所述第二容纳槽内设有支撑所述移动丝杆的第一轴承，所述第一容纳槽内设有支撑所述套筒部的第二轴承。

9、在一些实施例中，所述移动丝杆具有限位凸环，所述限位凸环位于所述第一轴承背离所述第二轴承的一侧，所述第一轴承可止抵所述限位凸环。

10、在一些实施例中，所述限位结构为端盖，所述端盖安装在所述阀体上并与所述阀芯远离所述阀芯丝杆的一端相对，且所述端盖朝向所述阀芯的侧面设有在所述阀芯的移动方向上具有一定长度的限位槽，所述阀芯朝向所述端盖的端部配合在所述限位槽内。

11、在一些实施例中，所述限位槽的内壁面包括两个相对的平面，所述阀芯朝向所述端盖的端部的外周面与两个所述平面均贴合。

12、在一些实施例中，所述阀芯组件为三位四通阀。

13、在一些实施例中，所述阀体内设有第三轴承，所述第三轴承用于支撑所述阀芯丝杆。

14、本发明实施例的液压控制系统包括如上述实施例所述的机械反馈式数字缸。

15、本发明实施例的液压控制系统，通过采用上述机械反馈式数字缸，控制精度高，阀芯磨损小，使用寿命长，系统运行可靠性高。

技术特征：

1.一种机械反馈式数字缸，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，还包括螺纹套筒，所述螺纹套筒包括具有内螺纹的筒体和环设在所述筒体外周的环边，所述筒体配合在所述活塞杆内并套设在所述移动丝杆上，所述环边贴设在所述活塞杆朝向所述阀芯组件的侧面上并通过螺钉与所述活塞杆连接。

3.根据权利要求1所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述缸体朝向所述阀芯组件的外侧面设有第一容纳槽，所述移动丝杆的伸出端穿过所述缸体并伸入所述第一容纳槽内，所述行星支架具有配合在所述第一容纳槽内的套筒部，所述套筒部套设在所述移动丝杆的伸出端。

4.根据权利要求3所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述缸体的内侧面设有与所述第一容纳槽相对的第二容纳槽，所述移动丝杆穿过所述第二容纳槽，且所述第二容纳槽内设有支撑所述移动丝杆的第一轴承，所述第一容纳槽内设有支撑所述套筒部的第二轴承。

5.根据权利要求4所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述移动丝杆具有限位凸环，所述限位凸环位于所述第一轴承背离所述第二轴承的一侧，所述第一轴承可止抵所述限位凸环。

6.根据权利要求1所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述限位结构为端盖，所述端盖安装在所述阀体上并与所述阀芯远离所述阀芯丝杆的一端相对，且所述端盖朝向所述阀芯的侧面设有在所述阀芯的移动方向上具有一定长度的限位槽，所述阀芯朝向所述端盖的端部配合在所述限位槽内。

7.根据权利要求6所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述限位槽的内壁面包括两个相对的平面，所述阀芯朝向所述端盖的端部的外周面与两个所述平面均贴合。

8.根据权利要求1所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述阀芯组件为三位四通阀。

9.根据权利要求1所述的机械反馈式数字缸，其特征在于，所述阀体内设有第三轴承，所述第三轴承用于支撑所述阀芯丝杆。

10.一种液压控制系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的机械反馈式数字缸。

技术总结
本发明公开了一种机械反馈式数字缸和液压控制系统，所述机械反馈式数字缸包括缸体、活塞杆、移动丝杆、阀芯组件、行星减速组件和驱动件，活塞杆穿设在缸体的空腔内，且活塞杆的尾端设有推块，移动丝杆穿设在缸体上且其一端配合在活塞杆内并与活塞杆螺纹配合，阀芯组件包括阀体、阀芯和阀芯丝杆，阀体具有分别连通推块两侧空腔的供液口和回液口，阀芯丝杆与阀芯螺纹配合，且阀体内设有可阻止阀芯转动的限位结构，行星减速组件包括外齿圈、太阳轮、行星轮和行星支架，行星支架套设在移动丝杆上，太阳轮套设在阀芯丝杆上，驱动件与外齿圈的外侧啮合。本发明的机械反馈式数字缸的机械反馈精度高，对活塞杆的位置控制精准，且阀芯不易磨损。

技术研发人员：李俊士,孔祥凯,周如林,王松,吕洪磊,刘宇航
受保护的技术使用者：北京天玛智控科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10