一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸

技术领域

本发明属于液压缸技术领域，特别是涉及一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸。

背景技术

在液压缸技术领域中通常体现出活塞式液压缸，其两端进油口出油口都可通压力油或回油，以实现双向运动，其活塞仅能单向运动，其反方向运动需由外力完成，活塞式液压缸多分为单杆式和双杆式两种，由于利用单简单活塞杆的方式提高推力有限，为实现液压缸出力大的要求，利用采用双杠实现大负载驱动。

现有传统的液压缸缸筒的有效工作长度以及活塞杆长度都是固定，其工作行程并不可变，这样导致在部分需要调整机械工作行程的作业中不能实现相关操作，同时，在部分双筒液压缸驱动过程中，并不能实现良好的同步特性，使得活塞杆得不到均匀的受力条件，为此我们提出一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸，解决现有的液压缸工作行程不可变，并且不能实现良好的双筒同步特性的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸，包括缸筒，所述缸筒内部通过密封板分隔为注油腔以及液压腔，所述注油腔内部活动设置有驱动组件以及同步组件，所述活塞腔内部活动设置有液压组件；

所述驱动组件包括两个转盘，两个所述转盘相对活动设置于注油腔内部，且每个所述转盘表面相对两侧均设置有弧形缺口；所述同步组件包括两个圆筒，两个所述圆筒分别卡接于两个转盘表面弧形缺口中。

优选的，所述缸筒临近底座一侧面开设有容置槽，所述容置槽内部活动设置有皮带，所述皮带两端分别与传动轴活动连接，其中一个所述传动轴一端固定连接有微型马达，所述微型马达固定连接在容置槽的槽壁上；两个所述传动轴另一端均贯穿缸筒外壁至注油腔内部，且分别与转盘固定连接。

优选的，所述驱动组件还包括滑槽以及滑块，所述滑槽固定设置于缸筒内壁顶端，且所述滑槽两端分别固定连接有电磁铁，所述滑槽一侧横截面为圆弧状，且滑块活动设置其内部，所述滑块一端与连杆固定连接，所述连杆另一端与导向块活动连接，所述导向块为类三角形状，其旋转角度不超过30°，且所述导向块位于两个转盘之间正上方。

优选的，所述缸筒相对两侧面分别固定连接在底座以及顶座上，所述底座以及顶座之间通过四根固定杆固定连接，四根所述固定杆均固定设置于底座以及顶座各拐角位置；所述缸筒顶部开设有两个安装孔，其中一个所述安装孔上固定设置有前进出油管且与注油腔相贯通，另一所述安装孔上固定设置有后进出油管且与液压腔相贯通。

优选的，所述圆筒内部开设有活动槽，所述活动槽底壁固定连接有固定弹簧，所述固定弹簧一端与活动块固定连接，所述活动块活动设置于活动槽内部，且所述活动块外侧面与顶块固定连接。

优选的，所述密封板上开设有四个圆孔，每个所述圆孔内壁均固定连接有拉簧，每个所述拉簧一端均与活动箍一侧面固定连接，且所述活动箍活动设置于圆孔内部，所述活动箍一侧面通过四个阵列于其表面的连接件与活动板固定连接，所述活动板横截面大小与圆孔相契合。

优选的，所述液压组件包括隔板，所述隔板将液压腔分隔为左液压腔以及右液压腔，所述右液压腔内部活动设置有右活塞，所述右活塞远离密封板一侧面固定连接有右活塞杆，所述右活塞杆一端依次贯穿缸筒内壁以及顶座内壁至其外部，且与安装头固定连接，所述左液压腔内部活动设置有左活塞，所述左活塞远离密封板一侧面活动连接有左活塞杆，所述左活塞杆一端以此贯穿缸筒内壁以及顶座内壁至其外部，且与安装头固定连接。

优选的，所述左活塞远离密封板一侧面开设有通孔，所述左活塞杆活动设置于通孔内部，且所述通孔内壁与左活塞杆之间通过橡胶密封圈连接；所述左活塞侧面位于通孔外侧位置开设有旋转槽，所述旋转槽内部固定设置有转动箍，所述转动箍上相对两端分别固定连接有扭簧活动件，所述扭簧活动件内部固定连接有锁止块；所述左活塞杆周侧面上下两端分别阵列有若干卡槽，所述锁止块与卡槽相互卡接；所述转动箍最大旋转角度为90°。

优选的，所述同步组件注油过程中顶块与活动板正对设置，且与之相抵。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过在缸筒注油腔内部设置两个相对旋转的转盘，并在转盘表面缺口上卡接有圆筒，在电磁铁控制的导向块的干预下，从而控制圆筒在注油腔内部的运动轨迹，首先将两个圆筒共同活动至左侧转盘内部，根据所需的液压缸行程长度来向左侧液压腔内部注油，使得左活塞在左活塞杆上运动一段距离，通过旋转锁止块来对左活塞进行锁定，这样继续注油时两个活塞杆可同时同步向前运动，同步组件的设置可以解决部分双筒液压缸同步特性差的问题，使得两个活塞所受到的压力相同，双筒液压缸提高了液压缸的动力负载，同时使得液压缸的同步效果更好。

2、本发明通过设置左活塞与左活塞杆，将左活塞运动至左活塞杆的所需位置时对左活塞进行卡接，这样左活塞杆的工作行程即可得到改变，当左活塞运动至缸筒一侧内壁上时，左右两活塞均不可继续活动，从而控制了液压缸的工作行程，同时可以根据左活塞杆表面卡槽之间的距离以及数量，从而实现联合仿真模拟对液压缸高精度的行程调节控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的整体结构示意图；

图2为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的驱动组件部分结构示意图；

图3为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的同步组件部分结构示意图之一；

图4为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的同步组件部分结构示意图之二；

图5为本发明图4中A处放大图；

图6为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的同步组件剖面结构放大图；

图7为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的内部结构示意图之一；

图8为本发明提供的基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸的内部结构示意图之二；

图9为本发明图8中B处放大图；

图10为本发明图9中C处放大图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

底座；2、固定杆；3、顶座；4、缸筒；5、前进出油管；6、后进出油管；驱动组件7、微型马达；8、皮带；9、传动轴；10、转盘；11、滑槽；12、电磁铁；13、滑块；14、连杆；15、导向块；同步组件16、圆筒；17、固定弹簧；18、活动块；19、顶块；20、密封板；21、拉簧；22、活动箍；23、连接件；24、活动板；25、右活塞；26、右活塞杆；27、左活塞；28、左活塞杆；29、转动箍；30、扭簧活动件；31、锁止块；32、安装头；33、隔板。

实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1-10，本发明为一种基于联合仿真模拟技术的高精度可变行程数字液压缸，包括缸筒4，缸筒4内部通过密封板20分隔为注油腔以及液压腔，注油腔内部活动设置有驱动组件以及同步组件，活塞腔内部活动设置有液压组件，缸筒4作为数字液压缸的主体部件，其内部用于对液压组件注油液压，从而实现直线运动；

驱动组件包括两个转盘10，两个转盘10相对活动设置于注油腔内部，且每个转盘10表面相对两侧均设置有弧形缺口；同步组件包括两个圆筒16，两个圆筒16分别卡接于两个转盘10表面弧形缺口中，转盘10由于其表面设置有弧形缺口，因此在转动过程中带动弧形缺口内部的圆筒16在注油腔内部活动，在导向块15的干预下圆筒16可在两个转盘10之间来回运动。

其中，缸筒4临近底座1一侧面开设有容置槽，容置槽内部活动设置有皮带8，皮带8两端分别与传动轴9活动连接，其中一个传动轴9一端固定连接有微型马达7，微型马达7固定连接在容置槽的槽壁上；两个传动轴9另一端均贯穿缸筒4外壁至注油腔内部，且分别与转盘10固定连接，皮带8用于对两个传动轴9进行连接，从而起到传动作用，传动轴9用于通过微型马达7的驱动从而带动转盘10相对旋转。

其中，驱动组件还包括滑槽11以及滑块13，滑槽11固定设置于缸筒4内壁顶端，且滑槽11两端分别固定连接有电磁铁12，滑槽11一侧横截面为圆弧状，且滑块13活动设置其内部，滑块13一端与连杆14固定连接，连杆14另一端与导向块15活动连接，导向块15为类三角形状，其旋转角度不超过30°，且导向块15位于两个转盘10之间正上方，滑槽11用于供滑块13在其表面滑动，由于滑槽11表面为与圆弧状，因此通过连杆14与滑块13连接的导向块15以连杆14中心为圆心，绕圆心旋转运动，其向左旋转运动时将圆筒16向注油腔右侧干预运动，其向右旋转运动时将圆筒16向注油腔右侧干预运动，两块电磁铁12用于分别启动对金属制的滑块13进行磁吸，从而实现滑块13左右滑动的控制，连杆14用于连接导向块15和滑块13，导向块15用于干预圆筒16的运动轨迹，从而对圆筒16的活动位置进行控制，最终达到注油控制的目的。

其中，缸筒4相对两侧面分别固定连接在底座1以及顶座3上，底座1以及顶座3之间通过四根固定杆2固定连接，四根固定杆2均固定设置于底座1以及顶座3各拐角位置；缸筒4顶部开设有两个安装孔，其中一个安装孔上固定设置有前进出油管5且与注油腔相贯通，另一安装孔上固定设置有后进出油管6且与液压腔相贯通，底座1以及顶座3用于对缸筒4进行固定，固定杆2用于对底座1以及顶座3进行连接，前进出油管5用于对注油腔内部灌注输出液压油，从而控制活塞杆的伸长，后进出油管6用于对液压腔颞部灌注输出液压油，从而控制活塞杆的收缩。

其中，圆筒16内部开设有活动槽，活动槽底壁固定连接有固定弹簧17，固定弹簧17一端与活动块18固定连接，活动块18活动设置于活动槽内部，且活动块18外侧面与顶块19固定连接，圆筒16在注油腔内部活动时固定弹簧17处于收缩状态，圆筒16正对活动板24时固定弹簧17复位伸展，从而通过顶块19将活动板24从圆孔内部顶出，液压油从注油腔内部进入液压腔，活动块18用于在活动槽内部伸缩活动。

其中，密封板20上开设有四个圆孔，每个圆孔内壁均固定连接有拉簧21，每个拉簧21一端均与活动箍22一侧面固定连接，且活动箍22活动设置于圆孔内部，活动箍22一侧面通过四个阵列于其表面的连接件23与活动板24固定连接，活动板24横截面大小与圆孔相契合，拉簧21在圆筒16未与活动板24正对时处于正常状态，当圆筒16与活动板24处于正对状态时，活动板24被抵出，拉簧21被拉长，连接件23作为活动箍22与活动板24的连接部件，使其之间行程空隙，从而当活动板24被抵出时，液压油从空隙中流出。

其中，液压组件包括隔板33，隔板33将液压腔分隔为左液压腔以及右液压腔，右液压腔内部活动设置有右活塞25，右活塞25远离密封板20一侧面固定连接有右活塞杆26，右活塞杆26一端依次贯穿缸筒4内壁以及顶座3内壁至其外部，且与安装头32固定连接，左液压腔内部活动设置有左活塞27，左活塞27远离密封板20一侧面活动连接有左活塞杆28，左活塞杆28一端以此贯穿缸筒4内壁以及顶座3内壁至其外部，且与安装头32固定连接，隔板33用于将液压腔分为左右两个腔室，右活塞25在液压油的灌注下受到压力，从而带动右活塞杆26向一侧运动，左液压腔内部先灌注液压油，将左活塞27推动到一定的位置，从而左右液压腔同时灌注液压油，对活塞进行推动，这样完成液压杆行程可变的作用。

其中，左活塞27远离密封板20一侧面开设有通孔，左活塞杆28活动设置于通孔内部，且通孔内壁与左活塞杆28之间通过橡胶密封圈连接；左活塞27侧面位于通孔外侧位置开设有旋转槽，旋转槽内部固定设置有转动箍29，转动箍29上相对两端分别固定连接有扭簧活动件30，扭簧活动件30内部固定连接有锁止块31；左活塞杆28轴侧面上下两端分别阵列有若干卡槽，锁止块31与卡槽相互卡接；转动箍29最大旋转角度为90°，转动箍29作为转动元件，可以带动其表面的扭簧活动件30进行旋转，扭簧活动件30用于控制锁止块31始终贴合在左活塞杆28表面，旋转90°后，锁止块31可以与卡槽相互卡接。

其中，同步组件注油过程中顶块19与活动板24正对设置，且与之相抵。

本发明的工作原理为：启动微型马达7通过皮带8的传动带动两个传动轴9转动，从而带动两个转盘10相对旋转，转盘10旋转过程中通过弧形缺口带动圆筒16活动，处于滑槽11左侧的电磁铁12启动对滑块13进行电吸附，使得滑块13在滑槽11内部向左侧活动，从而带动导向块15向右旋转，导向块15对活动过程中的圆筒16进行干预，使得圆筒16进入注油腔左侧的转盘10缺口内部，两个圆筒16均处于转盘10缺口内部时，将转盘10缺口旋转至上下两侧，此时两个圆孔16均正对活动板24，并且固定弹簧17复位带动顶块19对活动板24向液压腔内部顶出，此时，通过前进出油口5向注油腔内部注入液压油，液压油通过被顶出的活动板24与密封板20之间的空隙进入左侧液压腔，左活塞27不断在左活塞杆28表面活动，直至达到所需液压杆工作行程距离时，重新转动转盘10，在导向块15的干预下，将其中一个圆筒16运送至右侧转盘弧形缺口中卡接，并运动至与活动板24正对的位置，此时左右转盘10弧形缺口中各有一个圆筒16，相对圆筒16的活动板24均被抵出；与此同时转动箍29转动90°使得随之快31对左活塞杆28表面的卡槽进行卡接，前进出油口5继续灌注液压油，左活塞27以及右活塞25同时受到压力，带动两个活塞杆向前运动，从而做伸出运动；当活塞杆需要收缩时，直接向后进出油口灌注液压油即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。