一种液压工作站及巡检机器人

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，尤其涉及一种液压工作站及巡检机器人。

背景技术

现有的用于巡检机器人的液压驱动设备动力传递路径长，结构复杂。另外，现有的管道或矿用巡检机器人中的液压阀多数都是电磁换向连通或横向插拔进行换向流通，此种换向流通的方式需要工作人员对其进行插拔，费时费力，且对液压油的输送效率缓慢，导致液压驱动设备运行效率低下，稳定性不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种液压工作站及巡检机器人。

本发明提供如下技术方案：一种液压工作站，包括液压阀、箱体、通油块、泵体和驱动装置；

所述箱体的内壁设有油路通道，所述液压阀设置在所述箱体的一侧，所述液压阀包括第一油道和第二油道；

所述通油块设置在所述箱体的开口端，所述通油块的内部开设有相间隔的第三油道和第四油道；

所述泵体设置在所述箱体的内部，所述泵体的输出轴穿设于所述通油块与所述驱动装置的输出端连接；

所述第三油道的一端和所述第四油道的一端分别通过所述泵体连通；

所述第二油道通过所述油路通道与所述第三油道的另一端连通，所述第一油道通过设置在所述箱体上的第一油孔与所述箱体的内部连通；

所述第四油道的另一端通过设置在所述通油块上的第二油孔与所述箱体的内部连通。

在本发明的一些实施例中，所述通油块的内部还设有泄压油道，所述泄压油道的一端与所述第三油道连通，所述泄压油道的另一端与所述箱体的内部连通；

所述泄压油道的一侧设有调压阀，以通过所述调压阀将所述泄压油道与所述箱体连通或断开。

进一步地，所述调压阀穿设于所述通油块的侧壁，所述调压阀包括调压螺母、复位弹簧和溢流阀；

所述复位弹簧设置在所述调压螺母和所述溢流阀之间；

所述调压螺母朝向所述溢流阀的一侧设有限位槽，所述复位弹簧的一端位于所述限位槽中，所述复位弹簧的另一端与所述溢流阀相抵触；

所述溢流阀朝向所述泄压油道的一端能够伸入所述泄压油道中，以将所述泄压油道密封。

进一步地，所述液压工作站的预设压力为P，其中，P的取值范围是0≤P≤8MPa；

当所述液压工作站的压力超过所述预设压力时，所述溢流阀开启。

进一步地，所述液压阀包括阀体、至少一个阀芯和至少一个舵机；

所述阀体转动套设于所述阀芯，所述第一油道和所述第二油道相间隔的设置所述阀体的内部；

所述阀体的一个侧壁上开设有相间隔的第一油槽和第二油槽，所述第一油槽与所述第一油道连通，所述第二油槽与所述第二油道连通；

所述阀体的另一个侧壁上开设有多个相间隔的导流孔；

所述舵机的输出轴与所述阀芯连接，以通过所述舵机驱动所述阀芯转动；

当所述阀芯沿第一方向转动第一预设角度时，所述第一油道通过所述阀芯与所述导流孔连通；

当所述阀芯沿第二方向转动第二预设角度时，所述第二油道通过所述阀芯与所述导流孔连通。

进一步地，所述第一预设角度为X，X的取值范围是42°≤X≤52°；

所述第二预设角度为Y，Y的取值范围是42°≤Y≤52°。

进一步地，所述第一方向与所述第二方向相反。

进一步地，所述阀芯的侧壁开设有交错设置的第一凹槽和第二凹槽；

所述阀芯的周向开设有相间隔的第一导流槽和第二导流槽；

所述第一油道通过所述第一导流槽与所述第一凹槽连通，所述第二油道通过所述第二导流槽与所述第二凹槽连通。

进一步地，所述泵体上开设有相间隔的第一连接孔和第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔分别与所述泵体的内部的腔体连通；

所述第三油道的一端与所述第一连接孔连通，所述第四油道的一端与所述第二连接孔连通。

本发明的一些实施例还提供一种巡检机器人，包括巡检机器人本体和所述的液压工作站。

本发明的实施例具有如下优点：通过将液压阀中的第二油道与设置在箱体中的油路通道连通，并将油路通道与通油块中的第三油道连通，第一油道通过第一油孔与箱体的内部连通，同时将第三油道和第四油道通过泵体连通，以在液压工作站中形成液压回路，通过驱动装置控制泵体的输出轴转动，以驱动泵体中的液压油通过第三油道和油路通道进入至液压阀中，由液压阀液压油输入至驱动载体，提升液压油在液压工作站中的输送效率及稳定性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站的一视角的爆炸图；

图2示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站的另一视角的爆炸图；

图3示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站的一视角的结构示意图；

图4示出了图3中A-A部的剖视图；

图5示出了图3中B-B部的剖视图；

图6示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站的另一视角的结构示意图；

图7示出了图6中C-C部的剖视图；

图8示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站的其他视角的结构示意图；

图9示出了图8中D-D部的剖视图；

图10示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站中阀体与阀芯连接的一视角的结构示意图；

图11示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站中液压阀的一视角的结构示意图；

图12示出了图11中E-E部的剖视图；

图13示出了本发明的一些实施例提供的一种液压工作站中液压阀的另一视角的结构示意图；

图14示出了图13中F-F部的剖视图。

主要元件符号说明：

100-液压阀；110-第一油道；120-第二油道；130-阀体；131-第一油槽；132-第二油槽；133-导流孔；140-阀芯；141-第一凹槽；142-第二凹槽；143-第一导流槽；144-第二导流槽；150-舵机；200-箱体；210-油路通道；220-第一油孔；300-驱动装置；400-通油块；410-第三油道；420-第四油道；430-第二油孔；440-泄压油道；500-泵体；510-输出轴；520-第一连接孔；530-第二连接孔；600-调压阀；610-调压螺母；620-复位弹簧；630-溢流阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2、图4、图5和图7所示，本发明的一些实施例提供一种液压工作站，主要应用于管道检测机器人以及矿用巡检机器人。该液压工作站包括液压阀100、箱体200、通油块400、泵体500和驱动装置300。

需要说明的是，液压阀100是一种用压力油操作的自动化元件，它受配压阀压力油的控制，通常与电磁配压阀组合使用，可用于远距离控制水电站油、气、水管路系统的通断。常用于夹紧、控制、润滑等油路。

其中，箱体200为储油箱体，以通过该箱体200进行储油。

另外，在本实施例中，所述驱动装置300为步进电机，其中，步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。

其中，在所述箱体200的内壁设有油路通道210。需要说明的是，该油路通道210的轨迹可以是直线型、曲线型、折线形或螺纹形中的任意一种，可根据实际情况具体设定。

在本实施例中，为了缩短油路通道210的距离，提升液压工作站的工作效率，所述油路通道210为直线型，且油路通道210的轴线与箱体200的轴线平行。

同时，将所述液压阀100设置在所述箱体200的一侧。具体的，所述液压阀100设置在所述箱体200的外侧，且所述液压阀100与箱体200的内部连通。

具体的，所述液压阀100包括第一油道110和第二油道120，需要说明的是，第一油道110和第二油道120相间隔设置。

另外，将所述通油块400设置在所述箱体200的开口端，所述通油块400通过螺栓与箱体200的开口端连接，以通过通油块400将箱体200的开口端密封，同时在箱体200的内部形成一个密封的容纳空间，以便于通过箱体200进行储油。

同时，如图8和图9所示，在所述通油块400的内部开设有相间隔的第三油道410和第四油道420。其中，第三油道410和第四油道420的形状可以是T字形、L字形、直线型、折线形、曲线型或环形中的任意一种，可根据实际情况具体设定。

其中，所述泵体500设置在所述箱体200的内部，所述泵体500通过螺栓与所述通油块400的内壁连接，以提升泵体500与通油块400之间连接的稳定性。同时，将所述泵体500的输出轴510穿设于所述通油块400与所述驱动装置300的输出端连接，以通过驱动装置300的输出端在转动的过程中带动泵体500的输出轴510转动。

在本实施例中，所述泵体500为齿轮泵，齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。

同时，将所述第三油道410的一端和所述第四油道420的一端分别通过所述泵体500连通。具体的，泵体500上开设有相间隔第一连接孔520和第二连接孔530，所述第一连接孔520和所述第二连接孔530分别与泵体500的内部的腔体连通，其中，第三油道410的一端通过所述第一连接孔520与所述泵体500的内部的腔体连通，且第四油道420的一端通过所述第二连接孔530与所述泵体500的内部的腔体连通，从而使得第三油道410的一端和第四油道420的一端通过泵体500连通。

在本实施例中，所述第二油道120通过所述油路通道210与所述第三油道410的另一端连通。可以理解的是，设置在箱体200的内壁中的油路通道210的一端与所述第二油道120连通，且油路通道210的另一端与所述第三油道410的另一端连通。

另外，如图3至图5所示，将所述第一油道110通过设置在所述箱体200上的第一油孔220与所述箱体200的内部连通，同时，将所述第四油道420的另一端通过设置在所述通油块400上的第二油孔430与所述箱体200的内部连通，使得第一油道110和第四油道420分别与箱体200的内部连通。需要说明的是，箱体200的内部为中空的容纳腔，由于第一油道110和第四油道420分别与箱体200的内部的容纳腔连通，因此，第一油道110和第四油道420通过所述箱体200连通。

如图6和图7所示，在本发明的一些实施例中，所述通油块400的内部还设有泄压油道440，其中，所述泄压油道440与所述第四油道420相间隔设置。另外，将所述泄压油道440的一端与所述第三油道410连通，同时将所述泄压油道440的另一端与所述箱体200的内部连通，以使得第三油道410通过所述泄压油道440与所述箱体200的内部连通。

同时，在所述泄压油道440的一侧设有调压阀600，以通过所述调压阀600将所述泄压油道440与所述箱体200连通或断开。需要说明的是，所述调压阀600设置在所述通油块400的侧壁，当调节调压阀600向泄压油道440移动，并将泄压油道440的中部密封时，以通过调压阀600在泄压油道440中形成阻隔，此时，箱体200与所述第三油道410无法通过泄压油道440连通。当调节调压阀600向远离所述泄压油道440的方向移动时，此时，泄压油道440的内部形成通路，以将第三油道410与箱体200的内部连通。

如图7所示，在本发明的一些实施例中，所述调压阀600穿设于所述通油块400的侧壁，以通过调压阀600调节泄压油道440的连通或密封。

其中，所述调压阀600包括调压螺母610、复位弹簧620和溢流阀630。具体的，所述复位弹簧620设置在所述调压螺母610和所述溢流阀630之间。需要说明的是，调压螺母610与所述通油块400的侧壁螺纹连接，即通过调节调压螺母610与所述溢流阀630之间的距离，以调节复位弹簧620的弹力。例如，旋转调压螺母610使其朝向溢流阀630的方向移动时，此时，复位弹簧620被压缩，并储存有弹性势能，使得溢流阀630在弹簧的弹力作用下朝向泄压油道440的方向移动，从而将泄压油道440密封。当旋转调压螺母610使其向远离溢流阀630的方向移动时，此时，复位弹簧620逐渐恢复原长状态，同时带动溢流阀630向远离泄压油道440的方向移动，从而使得泄压油道440将第三油道410与箱体200的内部连通。

具体的，在所述调压螺母610朝向所述溢流阀630的一侧设有限位槽，所述复位弹簧620的一端位于所述限位槽中，所述复位弹簧620的另一端与所述溢流阀630相抵触，且所述溢流阀630朝向所述泄压油道440的一端能够伸入所述泄压油道440中，以将所述泄压油道440密封。可以理解的是，通过旋转调压螺母610以控制调压螺母610与溢流阀630之间的距离，以调节复位弹簧620对溢流阀630的弹力，从而调节溢流阀630与泄压油道440之间的距离。例如，当液压工作站中的压力油超过预设压力时，通过打开溢流阀630使泵体500内的液压油依次通过泄压油道440、第三油道410和油路通道210流回液压阀100内。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，液压工作站中的压力油超过预设压力时，通过打开所述溢流阀630，以控制所述液压油通过所述泄压油道440回流至所述箱体200中，以提升液压工作站在运行过程中的稳定性和安全性。

其中，在液压工作站的内部设有压力传感器，以通过压力传感器实时监测液压工作站的内部压强。

具体的，所述液压工作站的预设压力为P，其中，P的取值范围是0≤P≤8MPa。

当所述液压工作站的压力超过所述预设压力时，所述溢流阀630开启，以提升液压工作站在运行过程中的稳定性和安全性。

如图2和图10所示，在本发明的一些实施例中，所述液压阀100包括阀体130、至少一个阀芯140和至少一个舵机150。

可以理解的是，所述阀芯140的数量和所述舵机150的数量可以是一个、两个或两个以上任意数值的个数，可根据实际情况具体设定。

其中，所述阀体130转动套设于所述阀芯140，可以理解的是，所述阀芯140能够在阀体130中转动，具体的，阀芯140能够在阀体130中沿其自身的轴线转动。

具体的，通过将所述舵机150的输出轴510与所述阀芯140连接，以通过所述舵机150的输出轴510转动的过程中驱动所述阀芯140转动，需要说明的是，为了提高阀芯140在转动过程中的稳定性，将所述舵机150的输出轴510与所述阀芯140同轴连接。

在本实施例中，一个舵机150对应与一个阀芯140连接，即舵机150的数量与所述阀芯140的数量相等。

同时，在所述阀体130的内部开设有相间隔的第一油道110和第二油道120，以通过第一油道110和第二油道120对油进行导流。

具体的，如图11和图12所示，在本实施例中，所述第一油道110为低压油路，第二油道120为高压油路，以使得液压阀100在工作的过程中，可根据实际情况调节油路的流通效率。例如，当载体用油量较大时，通过调节液压阀100，以使液压阀100通过第二油道120供油，当载体用油量较小时，可通过调节液压阀100，以使得液压阀100通过第一油道110供油，提高供油的稳定性。

另外，在所述阀体130的一个侧壁上开设有相间隔的第一油槽131和第二油槽132，并将所述第一油槽131与所述第一油道110连通，以使得油通过第一油槽131进入到第一油道110中。

同时，将所述第二油槽132与所述第二油道120连通，以使得油通过第二油槽132进入到第二油道120中。

如图13所示，在本实施例中，在所述阀体130的另一个侧壁上开设有多个相间隔的导流孔133，其中，导流孔133的数量可以是两个或两个以上任意数值的个数，可根据实际情况具体设定。

具体的，当所述阀芯140沿第一方向转动第一预设角度时，所述第一油道110通过所述阀芯140与所述导流孔133连通，可以理解的是，此时，外部的油通过第一油槽131进入到第一油道110中，进入第一油道110中的油通过所述阀芯140流入所述导流孔133中，并通过导流孔133流入至与液压阀100连接的载体中，以供该载体运行，该载体可以是管道机器人或矿用巡检机器人等。

需要说明的是，当阀芯140沿第一方向转动第一预设角度时，第一油道110通过所述阀芯140与所述导流孔133连通，与此同时，第二油道120未与导流孔133连通，即在此状态下，油只能经第一油道110通过阀芯140流入至导流孔133中。

当所述阀芯140沿第二方向转动第二预设角度时，所述第二油道120通过所述阀芯140与所述导流孔133连通。可以理解的是，此时，外部的油通过第二油槽132进入到第二油道120中，进入第二油道120中的油通过所述阀芯140流入所述导流孔133中，并通过导流孔133流入至与液压阀100连接的载体中，以供该载体运行，该载体可以是管道机器人或矿用巡检机器人等。

需要说明的是，当阀芯140沿第二方向转动第二预设角度时，第二油道120通过所述阀芯140与所述导流孔133连通，与此同时，第一油道110未与导流孔133连通，即在此状态下，油只能经第二油道120通过阀芯140流入至导流孔133中。

通过舵机150控制阀芯140在转动的过程中，使得设置在阀体130上的第一油道110和第二油道120分别通过阀芯140与导流孔133连通，从而调节流经液压阀100的油量的大小，不仅提升了对油量的调节速度，而且简化了对油量的调节，提升了对油量的调节效率。

如图10、图13和图14所示，在本发明的一些实施例中，所述阀芯140的侧壁开设有交错设置的第一凹槽141和第二凹槽142。

需要说明的是，第一凹槽141的数量和第二凹槽142的数量分别可以是一个、两个或两个以上任意数值的个数，可根据实际情况具体设定。

具体的，第一凹槽141和第二凹槽142分别为条形槽，且第一凹槽141和第二凹槽142的延长方向与所述阀芯140的轴线方向相同。

同时，在所述阀芯140的周向开设有相间隔的第一导流槽143和第二导流槽144。

需要说明的是，第一导流槽143和第二导流槽144分别为环形的凹槽，且第一导流槽143和第二导流槽144分别设置在阀芯140的两端。

其中，所述第一油道110通过所述第一导流槽143与所述第一凹槽141连通，可以理解的是，第一油道110和第一凹槽141分别与第一导流槽143连通。具体的，当舵机150驱动阀芯140转动的过程中，第一油道110始终通过第一导流槽143与第一凹槽141连通。

同时，将所述第二油道120通过所述第二导流槽144与所述第二凹槽142连通，即第二油道120和第二凹槽142分别与第二导流槽144连通。具体的，当舵机150驱动阀芯140转动的过程中，第二油道120始终通过第二导流槽144与第二凹槽142连通。

具体的，当所述阀芯140沿第一方向转动第一预设角度时，所述第一油道110通过所述第一凹槽141与所述导流孔133连通。具体的，当阀芯140沿第一方向转动第一预设角度时，一个第一凹槽141朝向所述导流孔133，并与导流孔133连通，由于第一油道110通过第一导流槽143与第一凹槽141连通，此时，第一油道110与导流孔133连通，即第三油道410通过油路通道210依次通过箱体200、第二油道120、第二导流槽144、第二凹槽142和导流孔133连通。

当所述阀芯140沿第二方向转动第二预设角度时，所述第二油道120通过所述第二凹槽142与所述导流孔133连通。具体的，当阀芯140沿第二方向转动第二预设角度时，一个第二凹槽142朝向所述导流孔133，并与导流孔133连通，由于第二油道120通过第二导流槽144与第二凹槽142连通，此时，第二油道120与导流孔133连通，即第四油道420依次通过第一油道110、第一导流槽143、第一凹槽141和导流孔133连通。

在本实施例中，所述第一凹槽141为两个，所述第二凹槽142为一个，两个所述第一凹槽141相间隔设置，且均通过第一导流槽143与第一油道110连通。

通过将第一凹槽141设置为两个，以降低油在第一油道110中的流动速率，即第一油道110为低压油道。另外，通过将第二凹槽142设置为一个，以提升油在第二油道120中的流动速率，即第二油道120为高压油道。

在本发明的一些实施例中，所述第一预设角度为X，其中，X的取值范围是42°≤X≤52°。另外，所述第二预设角度为Y，Y的取值范围是42°≤Y≤52°。需要说明的是，所述第一方向与所述第二方向相反，例如，当第一方向为顺时针方向时，则第二方向为逆时针方向。通过调节第一预设角度和第二预设角度的大小，以提升液压工作站中的液压油在第一油道110和第二油道120中的切换效率，提升液压工作站的工作效率。

本发明的一些实施例还提供一种巡检机器人，包括巡检机器人本体和上述任意一项实施例所述的液压工作站，以通过所述液压工作站为巡检机器人本体提供动力。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。