一种微型电液作动器

技术领域

本发明涉及液压驱动设备技术领域，尤其是指一种微型电液作动器。

背景技术

液压系统具有功率大，负载能力强的优点，但传统的液压系统存在泄露大，效率低，噪音大等缺点。为改善这些问题，机电液作动系统开始发展，电液作动器(EHA)作为一种机电液作动系统，在保留了液压系统功率大，负载能力强的优点下，同时具有了体积小，集成化设计，闭式系统抗污染能力强的优点。

传统的定排量变转速EHA系统包含液压缸、伺服电机、液压泵、溢流阀、单向阀、排气阀、油箱、位移传感器与压力传感器组成。基于传统的EHA系统设计需要考虑多个阀体以及不同传感器的布局，在这种情况下限制了EHA系统的体积，同时也提高了系统成本。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电液作动器体积大、效率低、噪音大的缺陷，提供一种微型电液作动器，大大减小了电液作动器的体积，同时噪音小，工作性能高。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种微型电液作动器，包括无感控制电机、液压泵、液压缸和集成阀块，所述集成阀块内设置有第一容纳腔和第二容纳腔，所述无感控制电机密封安装于所述第一容纳腔的开口端，所述液压泵与所述无感控制电机相连且位于所述第一容纳腔内，所述第一容纳腔另一端设置为油箱，所述无感控制电机和油箱内灌注有液压油，所述液压泵连通所述油箱，所述液压缸设置于所述第二容纳腔内，所述液压缸的活塞将所述第二容纳腔分隔为两个油腔，所述集成阀块内设置有分别连通两个所述油腔和所述液压泵的第一过油通道和第二过油通道。

在本发明的一个实施例中，所述液压泵通过补油通道连通所述油箱，所述补油通道分别设置有从所述油箱向所述液压泵导通的单向阀。

在本发明的一个实施例中，所述集成阀块上设置有所述油箱的开口，所述油箱的开口处安装有蓄能活塞。

在本发明的一个实施例中，所述集成阀块上设置有连通外界与所述油箱的排气孔，所述排气孔通过排气阀导通。

在本发明的一个实施例中，所述第二容纳腔与所述第一容纳腔并排设置。

在本发明的一个实施例中，所述第一容纳腔的底部与所述第二容纳腔的工作端高度相当。

在本发明的一个实施例中，所述第一容纳腔的底部与所述第二容纳腔的非工作端高度相当。

在本发明的一个实施例中，所述液压缸包括双活塞杆，所述双活塞杆包括工作端和非工作端，所述非工作端外设置有保护罩。

在本发明的一个实施例中，所述第二容纳腔与所述第一容纳腔同轴设置，所述第二容纳腔的端部设置有蓄能腔，所述油箱通过增压通道连通所述蓄能腔，所述蓄能腔开口处安装有蓄能活塞。

在本发明的一个实施例中，所述液压泵为二维活塞泵。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的电液作动器，通过将微型无感控制电机浸泡在液压油中，保证了工作性能，减小了体积，采用模块化设计，适用范围广。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明的实施例一内部结构示意图；

图3是本发明的实施例一剖视图；

图4是本发明的油箱连接放大图；

图5是本发明的实施例二剖视图；

图6是本发明的实施例三剖视图。

说明书附图标记说明：1、无感控制电机；2、液压泵；3、液压缸；4、集成阀块；5、第一容纳腔；6、第二容纳腔；7、油箱；8、油腔；9、第一过油通道；10、第二过油通道；11、工作端；12、双活塞杆；13、保护罩；14、补油通道；15、单向阀；16、蓄能活塞；17、排气孔；18、排气阀；19、蓄能腔；20、增压通道。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

参照图1和图2所示，为本发明的一种微型电液作动器实施例一示意图。本发明的微型电液作动器包括无感控制电机1、液压泵2、液压缸3和集成阀块4，所述集成阀块4内设置有第一容纳腔5和第二容纳腔6，所述无感控制电机1密封安装于所述第一容纳腔5的开口端，所述液压泵2与所述无感控制电机1相连且位于所述第一容纳腔5内，所述第一容纳腔5另一端设置为油箱7，所述无感控制电机1和油箱7内灌注有液压油，所述液压泵2连通所述油箱7，所述液压缸3设置于所述第二容纳腔6内，所述液压缸3的活塞将所述第二容纳腔6分隔为两个油腔8，所述集成阀块4内设置有分别连通两个所述油腔8和所述液压泵2的第一过油通道9和第二过油通道10。

本发明中，无感控制电机1驱动液压泵2运动，为液压系统提供流量与压力，液压泵2将液压油从第一过油通道9或第二过油通道10泵入液压缸3的其中一个油腔8，另一个油腔8内的液压油则从另一个过油通道返回液压泵2，完成对液压缸3运动的控制，实现电液作动系统的力输送。液压油在液压缸3和液压泵2中往复，实现封闭式系统设计，抗污染能力强。

本发明中采用无感控制电机1，无感控制电机1由于取消相应的传感器，因此体积小，且其性能高。当电液作动器出现故障时，液压缸3无法继续伸缩，而无感控制电机1继续驱动液压泵2工作，此时液压泵2无法继续动作，使得液压泵2反馈给无感控制电机1的力矩变大，当该力矩增大至设定值，则无感控制电机1即可判断出现故障，能够自动停止工作，实现过载保护。通过此种方式，能够取消电液作动器中溢流阀的设置，进一步减小电液作动器的体积。

由于无感控制电机1体积小、性能高，故无感控制电机1可能存在易发热，且噪声较高的问题，因此本发明中将无感控制电机1浸泡在液压油中，液压油能够为无感控制电机1降温，同时还可以减弱无感控制电机1的噪音，提高了无感控制电机1的效率及使用寿命。进一步的，液压缸3在伸缩动作时，液压缸3的活塞杆会带出部分液压油，使得封闭系统中的液压油减少，故需要对液压缸3进行补油，因此本发明需要设置油箱7。当油箱7体积过小，则储油量较少，影响电液作动器的工作时长，当油箱7体积过大，则造成电液作动器体积增加。本发明中，将油箱7设置于第一容纳腔5内，由于无感控制电机1与液压泵2连通，因此无感控制电机1内的液压油能够渗入油箱7，无需设置大容积油箱7即可保证液压油储量。另一方面，油箱7在该处方便设置，且体积能够设置到尽量小，进而使得电液作动器的体积更小。

更进一步的，本发明中的液压泵2采用二维活塞泵。二维活塞泵结构简单、体积小、重量轻，且密封性好、工作压力高、容积效率和总效率高、响应快，满足封闭式系统设计。在本发明的其他实施例中，液压泵2还可以为球形泵等其他满足要求的液压泵2。

参照图2和图3所示，为本发明的实施例一示意图。本实施例中，所述第二容纳腔6与所述第一容纳腔5并排设置。具体的，所述第一容纳腔5的底部与所述第二容纳腔6的工作端11高度相当。第一容纳腔5的开口端密封连接无感控制电机1，第一容纳腔5的另一端为其底部；液压缸3安装在第二容纳腔6，液压缸3连接外部负载的一端为工作端11，第二容纳腔6对应液压缸3工作端11的一端为第二容纳腔6的工作端11。当第一容纳腔5的底部与第二容纳腔6的工作端11高度相当，第一容纳腔5与第二容纳腔6两端的高度几乎相同，根据液压缸3活塞杆的长度第一容纳腔5与第二容纳腔6的长度存在差距，因此两个容纳腔两端位置的高度存在一定距离差，并非完全等高。在此种情况下，当液压缸3处于零位时，液压缸3与无感控制电机1顶部到集成阀块4底部的距离几乎等长，大大减小了电液作动器的长度，保证了电液作动器的微型化。同时在此种情况下，液压缸3可以设置为双活塞杆12结构，包括双活塞杆12，所述双活塞杆12包括工作端11和非工作端，双活塞杆12连接负载的一端为工作端11，另一端为非工作端，双活塞杆12的设置使得液压缸3两端的油腔8体积相同，双活塞杆12在伸缩时具有相同的运动特性。进一步的，所述非工作端外可以设置保护罩13。保护罩13可以单独设置，也可以与集成阀块4一体成型。

参照图4所示，进一步的，为保证油箱7与液压泵2中的腔室连通，所述液压泵2通过补油通道14连通所述油箱7，所述补油通道14分别设置有从所述油箱7向所述液压泵2导通的单向阀15。从而液压油只能从油箱7向液压泵2中流入，即使液压泵2的腔室内压力较大，也不会将液压泵2中的液压油挤入油箱7，确保封闭式工作。由于液压泵2的腔室内具有一定的压力，为保证油箱7内的液压油能够进入液压泵2，所述集成阀块4上设置有油箱7的开口，所述油箱7的开口处安装有蓄能活塞16，蓄能活塞16对油箱7内的液压油提供进油压力。本实施例中，油箱7的开口设置在集成阀块4底部，即与无感控制电机1相对的一端，方便安装蓄能活塞16，蓄能活塞16从该处向油箱7内施压，压力与液压泵2的进油方向一致，且不会增加电液作动器的体积。在电液作动器开始工作或工作一段时间后，油箱7内可能存在空气，所述集成阀块4上还设置有连通外界与所述油箱7的排气孔17，所述排气孔17通过排气阀18导通。

参照图5所示，为本发明的实施例二示意图。本实施例中，第二容纳腔6与第一容纳腔5同样并排设置，所述第一容纳腔5的底部与所述第二容纳腔6的非工作端高度相当。此时，电液作动器的初始长度为无感控制电机1的高度与集成阀块4高度的总和加上大约活塞杆的工作端11长度。此时充分利用了液压泵2与无感控制电机1之间的宽度差，使得液压缸3能够更靠近液压泵2，进而减小电液作动器宽度方向的尺寸，同时使得工作时电液作动器的长度更长，以适用不同的应用场合。且并排设置的两容纳腔使得第二容纳腔6两端均无遮挡、阻碍，因此液压缸3可以设置为双活塞杆12结构。双活塞杆12的设置使得液压缸3在伸缩时具有相同的运动特性。双活塞杆12的非工作端外设置有保护罩13，本实施例中，保护罩13与集成阀块4一体成型。

更进一步的，由于两容纳腔并排设置，蓄能活塞16可以设置在第一容纳腔5底部，连通油箱7，对油箱7内的液压油提供进油压力。油箱7通过补油通道14连通液压泵2，补油通道14设置有单向阀15，使得液压油只能从油箱7进入液压泵2，而不会反向回流。油箱7还通过排气孔17连通外界，排气孔17内设置排气阀18，使得排气孔17只用于将油箱7内的空气排出，外界空气无法进入邮箱。

参照图6所示，为本发明的实施例三示意图。本实施例中，所述第二容纳腔6与所述第一容纳腔5同轴设置。此时，电液作动器的长度为无感控制电机1与液压泵2和液压缸3的总长，为控制电液作动器的长度，本实施例中液压缸3为单活塞杆结构。电液作动器的长度相对实施例二基本无增加，同时电液作动器的宽度进一步减小。此时由于第一容纳腔5底部连接了第二容纳腔6，为对油箱7提供进油压力，所述第二容纳腔6的端部设置有蓄能腔19，所述油箱7通过增压通道20连通所述蓄能腔19，所述蓄能腔19开口处安装有蓄能活塞16。油箱7与液压泵2通过补油通道14连通，油箱7与外界通过排气阀18连通。

本发明的电液作动器，通过将微型无感控制电机浸泡在液压油中，使得电机的工作性能提升，油箱的体积减小，进而使得电液作动器的体积减小，成本低，且保留了功率大、负载能力强的优点，采用模块化的设计，较小的体积可以方便的安装于机器人关节等对尺寸要求严格的应用场景，具有巨大的市场前景与经济效益。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。