一种液压缸

技术领域

本发明属于液压元件技术领域，尤其涉及一种液压缸。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的液压执行元件。它结构简单、工作可靠、运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。现有的液压缸在使用时经常会出现一些不足：

1.在液压缸使用时经常需要其在载荷状态下停止在某一运动位置，在现有技术中，一般通过在液压缸两个油口上安装液压锁来完成；但是由于液压锁存在泄露问题，使得液压缸不能定位；

2.在液压缸使用时，由于安装空间和驱动部件行程的限制，使得液压缸不能满行程工作，而在液压缸行程大于驱动部件行程时，会给驱动部件带来很大的负载，影响驱动部件的寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种液压缸。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种液压缸，包括缸体、活塞杆、活塞，所述缸体上设有油口A和油口B，所述活塞滑动设置在所述缸体内部，并且将所述缸体内部分为有杆腔和无杆腔，所述油口B和所述有杆腔连通，所述油口A和所述无杆腔连通，所述活塞在所述有杆腔和无杆腔内的介质压力作用下进行往复运动；所述活塞一端固定设有活塞杆，所述活塞杆穿过所述有杆腔伸出至所述缸体外部；其特征在于：还包括传动机构、控制轮、行程控制机构、定位机构；所述传动机构设置在所述活塞下方，所述活塞往复移动时会带动传动机构跟随往复移动，并且所述传动机构的移动距离远小于所述活塞的移动距离；所述控制轮转动设置在缸体内，所述传动机构移动时会带动控制轮转动；所述行程控制机构设置在控制轮左侧，用以限制控制轮的旋转角度，进而调节活塞的运动行程；所述定位机构设置在控制轮右侧，在所述油口A或油口B通入高压油时，所述定位机构解锁，解除所述控制轮的定位，使活塞正常工作；在所述油口A和油口B处压力降为零时，所述定位机构将控制轮定位，进而将活塞定位。

作为优选，所述传动机构包括齿条和剪叉机构；所述剪叉机构设置在无杆腔内，所述剪叉机构一端与活塞铰接，另一端与缸体铰接，所述活塞运动会带动所述剪叉机构跟随伸缩，所述剪叉机构靠近缸体一端设有第一铰接轴；所述齿条一端铰接在第一铰接轴上，另一端滑动设置在缸体内；所述剪叉机构跟随活塞伸缩一定距离时，会带动所述齿条移动较小的距离。

作为优选，所述控制轮包括定位轮和半齿轮；所述定位轮转动设置在传动机构下方，所述定位轮成半圆形，所述定位轮沿圆弧周圈设有多个定位槽；所述半齿轮转动设置在传动机构下方，所述半齿轮与所述定位轮同轴芯且圆弧朝向一致，所述半齿轮和所述定位轮固定连接，所述半齿轮与所述齿条啮合。

作为优选，所述定位机构包括定位销、控制杆、第一控制活塞、第二控制活塞、第一弹簧、第二弹簧、第一安装孔、第二安装孔和连杆腔；所述连杆腔设置在所述控制轮右侧，所述定位销一端滑动设置在连杆腔内，另一端伸入到定位槽中，将定位轮定位；所述控制杆转动设置在连杆腔内，所述控制杆中部与定位销铰接；所述控制杆两端分别设有第一滑槽和第二滑槽；所述第一安装孔和第二安装孔水平设置在缸体上，所述第一安装孔和第二安装孔分别与连杆腔连通；所述第一控制活塞滑动设置在第一安装孔内，所述第一控制活塞一端设有第一联动轴，另一端设有第一弹簧孔；所述第一联动轴滑动设置在第一滑槽内；所述第一控制活塞与所诉第一安装孔形成第一控制腔；所述第二控制活塞滑动设置在第二安装孔内，所述第二控制活塞一端设有第二联动轴，另一端设有第二弹簧孔；所述第二联动轴滑动设置在第二滑槽内；所述第二控制活塞与所述第二安装孔形成第二控制腔；所述第一弹簧一端抵在第一安装孔内，另一端抵在第一弹簧孔内，使第一控制活塞保持向控制轮方向运动的趋势；所述第一弹簧一端抵在第二安装孔内，另一端抵在第二弹簧孔内，使第二控制活塞保持向控制轮方向运动的趋势。

作为优选，所述第一控制腔与油口A相连，当高压油从油口A进入时，进入第一控制腔，推动第一控制活塞克服第一弹簧拉动控制杆转动，进而带动定位销退出定位槽，使定位轮解锁；所述第二控制腔与油口B相连，当高压油从油口B进入时，进入第二控制腔，推动第二控制活塞克服第二弹簧拉动控制杆转动，进而带动定位销退出定位槽，使定位轮解锁。

作为优选，行程控制机构包括第一螺杆和第二螺杆；所述第一螺杆螺纹连接在缸体内，所述第一螺杆旋转可改变其与定位轮之间的距离，从而控制定位轮顺时针旋转角度，所述第一螺杆越靠近定位轮，定位轮顺时针转动的角度越小；所述第二螺杆螺纹连接在缸体内，所述第二螺杆旋转可改变其与定位轮之间的距离，从而控制定位轮逆时针旋转角度，所述第二螺杆越靠近定位轮，定位轮逆时针转动的角度越小。

作为优选，所述定位轮半圆直径所在平面朝向所述第一螺杆和第二螺杆，当第一螺杆与定位轮半圆所在平面触碰时，定位轮停止顺时针旋转；当第二螺杆与定位轮半圆所在平面触碰时，定位轮停止逆时针旋转。

作为优选，所述缸体上设有用以连接第一控制腔与油口A的第一流道；所述缸体上还设有用以连接第二控制腔与油口B的第二流道。

作为优选，所述缸体采用分体式结构，由上端盖、缸筒和下端盖组成。

和现有技术相比，本发明的优点在于：

1.通过使用活塞通过传动机构带动控制轮转动，使得通过定位机构和行程控制机构与控制轮配合，就可以将活塞机械定位，并控制活塞行程，简单方便；

2.通过使用剪叉机构带动齿条运动，进而通过齿条和半齿轮的啮合控制定位轮旋转，使得将活塞的长距离行程转为定位轮的转动，而定位机构控制定位轮定位就非常简单，使得定位方便有效；

3.通过使用剪叉机构带动齿条运动，进而通过齿条和半齿轮的啮合控制定位轮旋转，使得将活塞的长距离行程转为定位轮的转动，使得行程控制机构控制只需定位轮旋转角度就可以控制活塞的行程，方便快捷；

4.通过使用第一控制机活塞和第二控制活塞带动定位销与定位轮配合，使得在油口A或油口B进入高压油时，定位销与定位轮解锁，不影响活塞运动，而在活塞需要停止，油口A与油口B处压力降为零时，定位销和定位轮重新配合，将活塞定位在所需位置，从而可以使液压缸在伸出和缩回的过程中都可以随时定位；

5.通过使用两个螺杆与下端盖配合，进而通过两个螺杆旋入下端盖的距离就可以控制定位轮旋转的角度，从而完成活塞的行程调节，操作简单，方便。

附图说明

图1为本发明活塞杆全部缩回时的剖视图；

图2为本发明活塞杆伸出过程中的剖视图；

图3为本发明活塞杆最大伸出行程调节的剖视图；

图4为本发明活塞杆最大缩回行程调节的剖视图；

图5为本发明图1中I处放大图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

结合图1、图2所示，本实施例的液压缸，包括缸体1、活塞杆21、活塞22，缸体1上设有油口A和油口B，活塞22滑动设置在缸体1内部，并且将缸体1内部分为有杆腔11和无杆腔12，油口B和有杆腔11连通，油口A和无杆腔12连通，活塞22在有杆腔11和无杆腔12内的介质压力作用下进行往复运动；活塞22一端固定设有活塞杆21，活塞杆21穿过有杆腔11伸出至缸体1外部；其特征在于：还包括传动机构3、控制轮4、行程控制机构5、定位机构6；

其中传动机构3设置在活塞22下方，活塞22往复移动时会带动传动机构3跟随往复移动，并且传动机构3的移动距离远小于活塞22的移动距离；控制轮4转动设置在缸体1内，传动机构3移动时会带动控制轮4转动；行程控制机构5设置在控制轮4左侧，用以限制控制轮4的旋转角度，进而调节活塞22的运动行程；定位机构6设置在控制轮4右侧，在油口A或油口B通入高压油时，定位机构6解锁，解除控制轮4的定位，使活塞22正常工作；在油口A和油口B处压力降为零时，定位机构6将控制轮4定位，进而将活塞22定位。

此时，借助定位机构6对控制轮4的定位和解锁，就可以实现活塞22在任何行程位置上的定位，并且不影响活塞22的正常工作，提高对液压缸定位的控制效果；借助行程控制机构5对控制轮4旋转角度的限制，就可以实现对活塞22往复行程的上的控制，提高对液压缸行程距离的控制效果。

结合图1、图2所示，在本实施例中，传动机构3包括齿条32和剪叉机构31；剪叉机构31设置在无杆腔11内，剪叉机构31一端与活塞22铰接，另一端与缸体1铰接，活塞22运动会带动剪叉机构31跟随伸缩，剪叉机构31靠近缸体1一端设有第一铰接轴311；齿条32一端铰接在第一铰接轴311上，另一端滑动设置在缸体1内；剪叉机构31跟随活塞22伸缩一定距离时，会带动齿条32移动较小的距离。

此时，通过使用剪叉机构31带动齿条32移动的形式，使得活塞22带动剪叉机构31伸缩的行程传动到齿条32移动时会很短，从而齿条32的体积就不需要很大，对其进行控制就会很简单。

结合图1、2、5所示，在本实施例中，控制轮4包括定位轮42和半齿轮41；定位轮42转动设置在传动机构3下方，定位轮42成半圆形，定位轮42沿圆弧周圈设有多个定位槽421；半齿轮41转动设置在传动机构3下方，半齿轮41与定位轮42同轴芯且圆弧朝向一致，半齿轮41和定位轮42固定连接，半齿轮41与齿条32啮合。

此时，通过使用半齿轮41与齿条32的啮合，就可以将活塞22的往复运动转化为定位轮42的来回转动，而后只需对定位轮42进行定位，就可以给活塞22定位，对定位轮42旋转角度进行限制，就可以对活塞22形成进行调节。

结合图1、图3、图5所示，在本实施例中，定位机构6包括定位销61、控制杆62、第一控制活塞63、第二控制活塞64、第一弹簧65、第二弹簧66、第一安装孔、第二安装孔和连杆腔13；连杆腔13设置在控制轮4右侧，定位销61一端滑动设置在连杆腔13内，另一端伸入到定位槽421中，将定位轮42定位；控制杆62转动设置在连杆腔45内，控制杆62中部与定位销61铰接；控制杆62两端分别设有第一滑槽621和第二滑槽622；第一安装孔和第二安装孔水平设置在缸体1上，第一安装孔和第二安装孔分别与连杆腔45连通；

其中，第一控制活塞63滑动设置在第一安装孔内，第一控制活塞63一端设有第一联动轴，另一端设有第一弹簧孔；第一联动轴滑动设置在第一滑槽621内；第一控制活塞63与所诉第一安装孔形成第一控制腔14；第二控制活塞64滑动设置在第二安装孔内，第二控制活塞64一端设有第二联动轴，另一端设有第二弹簧孔；第二联动轴滑动设置在第二滑槽622内；第二控制活塞64与第二安装孔形成第二控制腔15；第一弹簧65一端抵在第一安装孔内，另一端抵在第一弹簧孔内，使第一控制活塞63保持向控制轮4方向运动的趋势；第一弹簧66一端抵在第二安装孔内，另一端抵在第二弹簧孔内，使第二控制活塞64保持向控制轮4方向运动的趋势。

结合图3、图5所示，在本实施例中，第一控制腔14与油口A相连，当高压油从油口A进入时，进入第一控制腔14，推动第一控制活塞63克服第一弹簧65拉动控制杆62转动，进而带动定位销61退出定位槽521，使定位轮52解锁；第二控制腔15与油口B相连，当高压油从油口B进入时，进入第二控制腔15，推动第二控制活塞64克服第二弹簧66拉动控制杆62转动，进而带动定位销61退出定位槽521，使定位轮52解锁。

此时，通过定位销61、控制杆62、第一控制活塞63和第二控制活塞64之间的联动，在油口A和油口B处压力降为零时，使得定位销61进入定位槽421中，将定位轮42锁定，进而将活塞22定位，保证液压缸可以在任何行程位置的定位；通过向油口A或油口B通入高压油，即可推动第一控制活塞63或第二控制活塞64向后运动，可带动定位销61解锁，使得无论液压缸伸出还是收缩，都可以保证液压缸解锁正常工作。

结合图5所示，在本实施例中，行程控制机构5包括第一螺杆51和第二螺杆52；第一螺杆51螺纹连接在缸体1内，第一螺杆51旋转可改变其与定位轮42之间的距离，从而控制定位轮42顺时针旋转角度，第一螺杆51越靠近定位轮42，定位轮42顺时针转动的角度越小；第二螺杆52螺纹连接在缸体1内，第二螺杆52旋转可改变其与定位轮42之间的距离，从而控制定位轮42逆时针旋转角度，第二螺杆52越靠近定位轮42，定位轮42逆时针转动的角度越小。

结合图5所示，在本实施例中，定位轮42半圆直径所在平面朝向第一螺杆51和第二螺杆52，当第一螺杆51与定位轮42半圆所在平面触碰时，定位轮42停止顺时针旋转；当第二螺杆52与定位轮42半圆所在平面触碰时，定位轮42停止逆时针旋转。

此时，在第一螺杆51和第二螺杆52的限位下，使得定位轮42只能在一定角度范围内进行旋转，对于和定位轮42联动的活塞22就只能在一定距离内进行往复运动，保证对液压缸行程的调节。

结合图3所示，在本实施例中，缸体1上设有用以连接第一控制腔14与油口A的第一流道16；缸体1上还设有用以连接第二控制腔15与油口B的第二流道17。

结合图1所示，在本实施例中，缸体1采用分体式结构，由上端盖、缸筒和下端盖组成。

本液压缸的工作原理及过程如下：

当需要液压缸伸出时，向油口A通入高压液压油，液压油由油口A经过第一流道16进入第一控制腔14，使定位机构6解锁，定位销61退出定位槽421；同时液压油由油口A进入无杆腔12推动活塞22带动活塞杆21伸出，有杆腔11内的液压油经过油口B流出，当活塞22运动到指定位置时，油口A处停止进油，并且压力降低，第一控制活塞63在第一弹簧65的作用下带动定位销61进入定位槽421中，将定位轮42定位，进而将活塞22机械定位；

当需要液压缸缩回时，首先向油口B通入高压液压油，液压油经过第二流道17进入第二控制腔15，使定位机构6解锁，定位销61退出定位槽421；同时液压油进入有杆腔11推动活塞22带动活塞杆21缩回，无杆腔12内的液压油经过油口A流出，当活塞22运动到指定位置时，油口B处停止进油，并降低压力，第二控制活塞64在第二弹簧65的作用下带动定位销61进入定位槽421中，将定位轮42定位，进而将活塞22机械定位；

当需要对液压缸伸出行程进行调节时，旋转第二螺杆52使其向定位轮42方向运动；向油口A通入高压油，推动活塞22带动活塞杆21伸出，进而带动定位轮42逆时针旋转，当定位轮42与第二螺杆52触碰时，定位轮42不能继续旋转，使得活塞22不能继续运动，从而控制活塞杆21的伸出行程；当需要对液压缸缩回行程进行调节时，旋转第一螺杆51使其向定位轮42方向运动；向油口B通入高压油，推动活塞22带动活塞杆21缩回，进而带动定位轮42顺时针旋转，当定位轮42与第一螺杆51触碰时，定位轮42不能继续旋转，使得活塞22不能继续运动，从而控制活塞杆21的缩回行程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。