一种基于物联网的智能遥控重载液压缸

技术领域

本发明属于智能液压执行器技术领域，具体是一种基于物联网的智能遥控重载液压缸。

背景技术

液压缸做为执行元件，与电缸、气缸等相比较，具有能量密度大，驱动稳定的特点，但液压缸需要专门的液压系统进行控制，而且二者之间需要繁杂的连接管路，故障率高，体积庞大，电气、液压传动能量损失大，无法满足当下智能化控制邻域的诸多苛刻需求，随着技术发展，目前的执行机械普遍需要联网进行智能控制，但目前的液压缸没有能力做为一个单体独立并入物联网进行智能化控制。

发明内容

本发明为了解决液压缸智能化控制的问题，发明一种基于物联网的智能遥控重载液压缸。

本发明采取以下技术方案：

一种基于物联网的智能遥控重载液压缸，包括缸体、导向套、活塞、活塞杆、缸底，缸体上端连接设置导向套，缸体下端设置缸底，活塞杆下端连接设置活塞，活塞杆、活塞置于缸体内，活塞分隔缸体内腔为无杆腔和有杆腔，活塞内设置有双向马达泵，活塞设置连接无杆腔的油道一, 活塞体设置连接有杆腔的油道二，双向马达泵通过油道一、油道二进行压力输入或输出，活塞杆内设置容腔，容腔内设置有相互电连接的电机、电池、控制元器件，电机的驱动轴连接驱动双向马达泵正转或反转。

导向套内孔还设置有内环槽腔，内环槽腔为具有一定可压缩容积的腔体，内环槽腔连通有杆腔。

双向马达泵是柱塞式双向马达泵或者内啮合双向齿轮马达泵。

控制元器件包括：单片机、WIFI模块、蓝牙模块、驱动器，WIFI模块、蓝牙模块连接单片机，单片机连接驱动器，驱动器控制电机，控制元器件设置外接遥控线，遥控线连接活塞杆杆体作为天线，对外进行数据无线传输。

容腔包括：中空腔、控制容腔、电池腔，电机设置于中空腔下端孔内，中空腔下端设置连通孔，连通孔连通中空腔和有杆腔，中空腔上端设置高压水密接头，高压水密接头下端与电机之间设置连接电缆，高压水密接头上端设置控制容腔，控制容腔上端电池腔，控制容腔内设置控制元器件，电池腔内设置电池，高压水密接头上端导线连接控制元器件，控制元器件导线连接电池。

导向套包括：导向套体、孔道K、孔道M，内环槽腔内设置有隔片，隔片内圆、外圆分别设置密封，隔片分隔内环槽腔为上腔、下腔，其中，孔道K连接上腔和外部环境，上腔内充入压力气体，孔道K的外部孔口设置螺堵封闭，孔道M连通下腔和有杆腔。

隔片还可以为环形胶合于内环槽腔的橡胶隔膜，橡胶隔膜分隔内环槽腔为上腔、下腔。

导向套包括：导向套体、孔道K，单向阀一、单向阀二、密封圈，导向套体设置有单向阀一、单向阀二，单向阀一单向连通内环槽腔和有杆腔，单向阀二单向连通有杆腔和内环槽腔，孔道K连通大气，单向阀二设置预压弹簧。

活塞包括：活塞体、内齿圈、双向月牙板、内齿轮，具体为活塞体作为内啮合双向齿轮马达泵泵体，内置泵芯，泵芯包括：内齿圈、双向月牙板、内齿轮，活塞体设置连接无杆腔的油道一, 活塞体设置连接有杆腔的油道二。

电机为封闭式电机、封闭式伺服电机、耐高压电机、耐高压伺服电机中的任意一种。

与现有技术相比，本发明可以获得以下技术效果：与其他驱动器相比较，同等体积驱动力最强，驱动压力可以为超高压，安装距最短，结构紧凑，无外接系统、管路和线缆，适用于各种场合及各种工作环境，可远程控制，具备能量回收及动力分配特性，泵控系统能耗低，应用广泛，可以满足普通直线大负载驱动工况，还可以用于车辆的无线物联应用，如汽车的减震，主动伸缩减震和被动伸缩蓄能。

本发明实现了液压缸的智能化、单体模块化、具备物联的能力。

附图说明

图1是本发明实施例一的结构示意图；

图2是本发明实施例二的结构示意图；

图3是图1A-A剖面示意图；

图4是本发明的液压原理图。

其中，1-缸体、2-导向套、3-活塞、4-活塞杆、5-缸底、6-孔用密封、7-隔片、8-轴用密封、9-高压水密接头、10-无杆腔、11-有杆腔、12-电机、13-电缆、14-加注孔、15-控制元器件、16-遥控线、17-电池、18-外接连接件、201-导向套体、202-孔道K、203-上腔、204-下腔、205-孔道M、206-单向阀一、207-单向阀二、208-密封圈、301-活塞体、302-内齿圈、303-双向月牙板、304-内齿轮、305-油道一、306-油道二、401-连通孔、402-中空腔、403-控制容腔、404-电池腔、405-内螺纹孔。

具体实施方式

如图1-4，一种基于物联网的智能遥控重载液压缸，包括：缸体1、导向套2、活塞3、活塞杆4、缸底5，缸体1上端螺纹连接设置导向套2，缸体1下端焊接设置缸底5，活塞杆4下端螺钉连接设置活塞3，活塞杆4、活塞3置于缸体1内，活塞3分隔缸体1内腔为无杆腔10和有杆腔11，活塞3外圆设置孔用密封6，活塞3内设置有双向马达泵，双向马达泵具体为可正反转的泵，同时可以作为双向的马达，例如：柱塞式双向马达泵，或者内啮合双向齿轮马达泵，如图4，以内啮合双向齿轮马达泵为例，活塞3包括：活塞体301、内齿圈302、双向月牙板303、内齿轮304，具体为活塞体301作为内啮合双向齿轮马达泵泵体，内置泵芯，泵芯包括：内齿圈302、双向月牙板303、内齿轮304，活塞体301设置连接无杆腔10的油道一305, 活塞体301设置连接有杆腔11的油道二306，活塞杆4内设置多个容腔，具体包括：中空腔402、控制容腔403、电池腔404，控制容腔403、电池腔404相邻连通，其中，中空腔402下端孔内设置电机12，电机12驱动端连接活塞体301，电机12的驱动轴驱动连接泵芯工作，中空腔402下端设置连通孔401，连通孔401连通中空腔402和有杆腔11，中空腔402上端设置高压水密接头9，高压水密接头9下端与电机12之间设置连接电缆13，高压水密接头9上端设置控制容腔403，控制容腔403上端电池腔404，控制容腔403内设置控制元器件15，电池腔404内设置电池17，高压水密接头9上端导线连接控制元器件，控制元器件15导线连接电池17，活塞杆4上端口设置内螺纹孔405，内螺纹孔用于装设外接连接件18，如连接耳环等，内螺纹孔内设置外接连接件可封闭电池腔404，固定电池17，控制元器件设置外接遥控线16，遥控线16连接活塞杆杆体，利用金属的活塞杆杆体作为天线，对外进行数据无线传输，连通有杆腔11的缸体1壁设置加注孔14，加注孔口设置螺堵。

电机12为封闭式电机、封闭式伺服电机、耐高压电机、耐高压伺服电机中的任意一种。

控制元器件15包括：单片机、WIFI模块、蓝牙模块、驱动器、电源管理系统，WIFI模块、蓝牙模块用于输入输出无线信号，WIFI模块、蓝牙模块连接单片机，单片机连接驱动器和电源管理系统，电源管理系统连接电池17。

如图1所示，导向套2内孔设置轴用密封8，导向套2内孔还设置有内环槽腔；导向套2包括两个结构实施例，实施例一，导向套2包括：导向套体201、孔道K202、孔道M205，内环槽腔内设置有隔片7，隔片7内圆、外圆分别设置密封，隔片7分隔内环槽腔为上腔203、下腔204，其中，孔道K202连接上腔203和外部环境，上腔203内充入压力气体，孔道K202的外部孔口设置螺堵封闭，孔道M205连通下腔204和有杆腔11，有杆腔11压力介质进入下腔204，隔片7受到两端压力在内环槽腔内上下浮动。

进一步的，内环槽腔内设置的隔片7还可以为环形胶合于内环槽腔的橡胶隔膜。

如图2所示，实施例二，导向套2包括：导向套体201、孔道K202，单向阀一206、单向阀二207、密封圈208，导向套体201设置有单向阀一206、单向阀二207，单向阀一206单向连通内环槽腔和有杆腔11，单向阀二207单向连通有杆腔11和内环槽腔，导向套2内孔设置密封小密封208，小密封208密封隔离内环槽腔和有杆腔11，防止串通，孔道K202连通大气。

进一步的，单向阀二207设置预压弹簧。

工作方式：

如图1-2，实施例一，上腔203内充入压力气体，加注孔14注入液体介质到有杆腔11，电池17提供电能给单片机，外部控制信号通过WIFI模块或蓝牙模块传输信号至单片机，单片机进行数据存储和运算处理，输出信号控制电池17电量输出、输出信号控制驱动器，电池17提供电能至电机12，驱动器控制电机12输出扭矩旋转，有杆腔11经过油道二306进入泵芯，内啮合双向齿轮马达泵正反转，使压力介质经过油道一305进入无杆腔10，使压力介质经过孔道M205进入下腔204，使压力介质经过连通孔401进入中空腔402，隔片7浮动，压缩上腔203，下腔204存储压力介质，用于补偿有杆腔与无杆腔的容积差，如图1-3，当油道二306抽吸，油道一305输出压力，无杆腔10压力建立，活塞杆伸出，下腔204及有杆腔11介质泵入无杆腔10，当油道一305抽吸，油道二306输出压力，有杆腔11压力建立，活塞杆缩回，无杆腔10介质泵入下腔204及有杆腔11，中空腔402的设置用于减少有杆腔11与无杆腔10的容积比，同时有利于冷却电机工作的热量。

如图1-2，实施例二，由孔道K202注入液体介质至内环槽腔，加注孔14注入液体介质到有杆腔11，电池17提供电能给单片机，外部控制信号通过WIFI模块或蓝牙模块传输信号至单片机，单片机进行数据存储和运算处理，输出信号控制电池17电量输出、输出信号控制驱动器，电池17提供电能至电机12，驱动器控制电机12输出扭矩旋转，有杆腔11经过油道二306进入泵芯，内啮合双向齿轮马达泵正反转，使压力介质经过油道一305进入无杆腔10，使压力介质经过单向阀二207进入内环槽腔，使压力介质经过连通孔401进入中空腔402，内环槽腔存储压力介质，用于补偿有杆腔与无杆腔的容积差，如图1-3，当油道二306抽吸，油道一305输出压力，无杆腔10压力建立，活塞杆伸出，内环槽腔介质通过单向阀一206进入有杆腔11，有杆腔11介质泵入无杆腔10，当油道一305抽吸，油道二306输出压力，有杆腔11压力建立，活塞杆缩回，无杆腔10介质泵入有杆腔11、介质通过单向阀二207进入内环槽腔，中空腔402的设置用于减少有杆腔11与无杆腔10的容积比，同时有利于冷却电机工作的热量。

实施例三，当负载端做为动力输入，主动驱动活塞杆伸缩时，油道一305和油道二306之间产生压差，驱动内啮合双向齿轮马达泵，其做为马达输出扭矩，驱动电机17旋转，产生电能反馈充入电池17，进行充电蓄能，部分电量提供至单片机等，电池17部可以替换为外接线缆，提供长久的电能输出或输入。