一种能量回收的自动化设备用薄型油缸及其智能控制系统的制作方法

本发明属于薄型油缸，具体涉及一种能量回收的自动化设备用薄型油缸及其智能控制系统。

背景技术：

1、自动化设备即自动化系统中的大型成套设备，又称自动化装置。机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

2、油缸即液压缸，液压缸是输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比的直线运动式执行元件。它的职能是将液压能转换成机械能。液压缸的输入量是流体的流量和压力，输出的是直线运动速度和力。液压缸的活塞能完成直线往复运动，输出的直线位移是有限的。液压缸是将液压能转换为往复直线运动的机械能的能量转换装置，薄型油缸是一种特殊的油缸，其特点是油缸比较薄、比较小，通常用在一些结构紧凑、行程不大的结构上。薄型油缸的缸径和行程选择较多，同时需要的空间也较小。

3、智能控制系统就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统，难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析，而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。

4、现有薄型油缸在自动化设备内的过程中，用以推动零部件进行直线移动，无法对零部件进行弧线移动，导致薄型油缸在狭小空间内无法推动零部件进行弧线移动，致使薄型油缸的使用范围受限，为此我们提出自动化设备用薄型油缸及其智能控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能量回收的自动化设备用薄型油缸及其智能控制系统，旨在解决现有薄型油缸在自动化设备内的过程中，用以推动零部件进行直线移动，无法对零部件进行弧线移动，导致薄型油缸在狭小空间内无法推动零部件进行弧线移动，致使薄型油缸的使用范围受限。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、自动化设备用薄型油缸及其智能控制系统，包括设备主体；

4、弧线槽，所述弧线槽开设于设备主体的侧端；

5、液压油缸，所述液压油缸通过自动化设备用薄型油缸智能控制系统安装于设备主体的一侧，所述液压油缸的输出端滑动于弧线槽的内壁之间；

6、能量回收系统，其用于有效回收液压油缸（5）在弧线引导过程中产生的机械能。

7、作为本发明一种优选的方案，驱动箱，所述驱动箱通过固定机构设置于设备主体的侧端；以及

8、调节机构，所述调节机构设置于驱动箱的一侧，调节机构与固定机构、液压油缸相连接，用以对液压油缸的输出端进行弧线引导。

9、作为本发明一种优选的方案，所述调节机构包括驱动组件、限位组件、夹持组件、定位组件和导向组件，所述夹持组件设置于驱动箱的一侧，所述夹持组件与液压油缸相连接，所述定位组件设置于液压油缸的侧端，所述定位组件与夹持组件相连接，所述驱动组件设置于驱动箱内，所述驱动组件与夹持组件相连接，所述限位组件设置于驱动箱的侧端，所述限位组件与驱动组件相连接，所述导向组件设置于夹持组件和限位组件之间。

10、作为本发明一种优选的方案，所述夹持组件包括转动盘、活动夹块、伸缩孔、伸缩杆和弹簧，所述转动盘包裹于液压油缸的底部，所述活动夹块包裹于液压油缸的顶部，所述伸缩孔设置有两个，两个所述伸缩孔开设于活动夹块的顶部，所述伸缩杆设置有两个，两个所述伸缩杆滑动于两个伸缩孔的内壁之间，两个所述伸缩杆均与转动盘相固定连接，所述弹簧设置有两个，两个所述弹簧套设于两个伸缩杆的圆周表面，两个所述弹簧滑动于两个伸缩孔内。

11、作为本发明一种优选的方案，所述限位组件包括转动槽、转轴、棘轮、棘爪、限位块、齿轮罩、限位槽和电动推杆，所述转动槽开设于驱动箱的侧端，所述齿轮罩固定连接于驱动箱的顶部，所述齿轮罩与转动槽相对接，所述转轴转动连接于转动槽的内壁之间，所述转轴的一端与转动盘相固定连接，所述转轴的另一端延伸至驱动箱的内壁之间，所述棘轮固定连接于转轴的圆周表面，且所述棘轮位于齿轮罩的内壁之间，所述棘爪设置于齿轮罩的内壁之间，所述棘爪与棘轮相卡合，所述限位槽设置有两个，两个所述限位槽开设于齿轮罩的侧端，两个所述限位槽均与齿轮罩内壁相连接，所述限位块设置有两个，两个所述限位块滑动于两个限位槽的内壁之间，两个所述限位块均与棘爪相连接，所述电动推杆固定连接于齿轮罩的侧端，所述电动推杆的输出端延伸至齿轮罩内，所述电动推杆的输出端与棘爪固定连接。

12、作为本发明一种优选的方案，所述驱动组件包括电机槽、步进电机、主动齿轮、一阶齿轮、二阶齿轮和从动齿轮，所述电机槽开设于设备主体的侧端，所述步进电机固定连接于电机槽的内壁之间，所述步进电机的输出端延伸至驱动箱的内壁之间，所述主动齿轮固定连接于步进电机的输出端，所述一阶齿轮转动连接于驱动箱的内壁上，所述一阶齿轮与主动齿轮相啮合，所述从动齿轮固定连接于转轴的底部，所述从动齿轮位于驱动箱的内壁之间，所述二阶齿轮固定连接于一阶齿轮的顶部，所述二阶齿轮与从动齿轮相啮合。

13、作为本发明一种优选的方案，所述定位组件包括导槽和定位块，所述导槽开设于液压油缸的底部，所述定位块滑动于导槽的内壁之间，所述定位块与转动盘相固定连接。

14、作为本发明一种优选的方案，所述导向组件包括滑槽和滑块，所述滑槽开设于转动盘的底部，所述滑块滑动于滑槽的内壁之间，所述滑块与齿轮罩相固定连接，所述固定机构包括嵌入槽和多组螺栓，所述嵌入槽开设于设备主体的侧端，所述嵌入槽与驱动箱相对应，所述驱动箱和设备主体之间通过多组螺栓相连接，所述液压油缸的侧端固定连接有终端。

15、作为本发明一种优选的方案，所述能量回收系统包括：

16、惯性发电机，设置在转轴上，其利用液压油缸的弧线移动过程中产生的惯性力，通过转轴传递给惯性发电机，将机械能转化为电能；

17、电能储存单元，其连接到惯性发电机的输出端，用于储存由惯性发电机产生的电能；

18、控制器：监测液压油缸的运动状态和电能储存单元的电能储存情况，并根据需要控制液压油缸的运动和电能的释放；

19、电路系统：用于将由惯性发电机生成的电能转化为可供自动化设备使用的电能。

20、智能能量管理系统：通过智能控制系统对能量回收系统进行管理，包括但不限于以下功能：

21、实时监测液压油缸的运动状态和能量回收系统的电能储存情况；

22、根据自动化设备的工作负荷和需求，优化能量回收系统的运行和电能的分配。

23、作为本发明一种优选的方案，液压油缸，其具有输出端，且所述液压油缸采用不锈钢材质制造，所述液压油缸圆周表面包裹有工程塑料。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、1、本方案中，在对液压油缸进行摆动的过程中，通电启动步进电机，步进电机的输出端带动主动齿轮进行旋转，主动齿轮通过与一阶齿轮的啮合带动一阶齿轮进行旋转，一阶齿轮带动二阶齿轮进行同步旋转，二阶齿轮通过与从动齿轮的啮合带动从动齿轮进行旋转，从动齿轮带动转轴进行旋转，转轴带动转动盘进行旋转，继而实现带动液压油缸进行摆动，为液压油缸的摆动提供动力，在液压油缸的输出端进行直线移动的同时对液压油缸进行弧线摆动，使得液压油缸的输出端推动零部件进行弧线移动，用以对零部件进行弧线移动，实现薄型油缸在狭小空间内推动零部件进行弧线移动，提高薄型油缸的使用范围受限。

26、2、本方案中，当液压油缸偏转至需要的角度时，通电启动电动推杆，电动推杆的输出端推动棘爪进行移动，棘爪在两个限位块与两个限位槽的滑动配合下进行导向移动，继而使得棘爪与棘轮相卡合，对转轴的摆动进行锁死，实现液压油缸输出端弧线移动时可对零部件进行定位锁死，避免因液压油缸油压异常，产生的零部件异常移动，降低因液压油缸油压异常产生的安全隐患。

27、3、本方案中，在对液压油缸的固定过程中，拉动活动夹块，活动夹块通过移动抵消两个弹簧的挤压，将液压油缸放置于转动盘和活动夹块之间，取消对活动夹块的拉动，活动夹块在两个弹簧的推动下进行移动，活动夹块通过与转动盘相靠近对液压油缸进行夹持固定，实现对液压油缸的快速夹持固定，方便更换维护液压油缸，加速对设备的维护。

28、4、本方案增加能量回收系统，用于有效回收液压油缸在弧线移动过程中产生的机械能：该能量回收系统包括以下组件：惯性发电机：设置在转轴上，利用液压油缸5的弧线移动过程中产生的惯性力，通过转传递给惯性发电机，将机械能转化为电能；电能储存单元：连接到惯性发电机的输出端，用于储存由惯性发电机产生的电能；控制器：监测液压油缸的运动状态和电能储存单元的电能储存情况，并根据需要控制液压油缸的运动和电能的释放；电路系统：用于将由惯性发电机生成的电能转化为可供自动化设备使用的电能；s5、智能能量管理：通过智能控制系统对能量回收系统进行管理，包括但不限于以下功能：实时监测液压油缸的运动状态和能量回收系统的电能储存情况；根据自动化设备的工作负荷和需求，优化能量回收系统的运行和电能的分配；调整液压油缸的工作模式，以最大程度地利用回收的电能，提高自动化设备的能效。