專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶位置傳感裝置的液壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓缸，尤其是涉及一種帶位置傳感裝置的液壓缸。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的液壓缸一般通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制活塞桿的伸出量，這種控制方式比較呆 板，精確度不高，不能隨便改變活塞桿的伸出量，必須通過(guò)人工操作進(jìn)行行程開(kāi)關(guān)的再定 位，使得生產(chǎn)效率低下，當(dāng)行程開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，極有可能損壞液壓缸。隨著電子元器件的 發(fā)展，電位計(jì)式、電容式、電磁式、光學(xué)式等傳感測(cè)量方式都日益成熟，通過(guò)測(cè)量實(shí)時(shí)位置來(lái) 控制液壓缸的伸出量不僅可極大地方便生產(chǎn)、顯著提高生產(chǎn)率，更重要的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)精度 的提升對(duì)產(chǎn)品精度的提升起到一種極大的促進(jìn)作用。目前，已有一些對(duì)液壓缸活塞桿的伸 出量進(jìn)行測(cè)量的位置測(cè)量裝置，用來(lái)控制活塞桿的伸出量，它們各具特點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利CN201021684公開(kāi)一種與液壓缸配置使用的液壓缸行程測(cè)量裝置，設(shè)有 編碼器，該編碼器的輸入端連接有一齒輪，該齒輪與一齒條嚙合，該齒條和被測(cè)液壓缸的活 塞桿平行，該齒條的一端通過(guò)連接件與凸出于該被測(cè)液壓缸的前端蓋的活塞桿的前端固定 連接。中國(guó)專(zhuān)利CN101144495公開(kāi)一種用于液壓缸的位置測(cè)量系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)傳 感器、一個(gè)磁體以及活塞桿，活塞桿具有高磁化率的金屬桿芯和沿大致軸向的凹槽結(jié)構(gòu)，其 中，凹槽結(jié)構(gòu)填充有磁化率低于桿芯磁化率的金屬，從而傳感器測(cè)量跟隨凹槽結(jié)構(gòu)變化的 桿芯磁場(chǎng)，由此可以確定活塞桿的相對(duì)位置和絕對(duì)位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可將活塞桿直線(xiàn)位移轉(zhuǎn)化為角位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿的伸 出量進(jìn)行精確測(cè)量的帶位置傳感裝置的液壓缸。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明包括活塞、活塞桿、缸體及位置傳感裝置，缸體由缸套和設(shè)于缸套前后兩端 的密封蓋構(gòu)成；其特點(diǎn)在于前端密封蓋和后端密封蓋均設(shè)有中心通孔；活塞桿設(shè)有中心 孔；位置傳感裝置設(shè)有螺桿、螺套和角位移傳感器，螺桿位于活塞桿的中心孔中，螺桿后端 露出缸體后端密封蓋，螺套與活塞桿后端固連，螺套套在螺桿上且與螺桿螺紋連接；角位移 傳感器設(shè)于缸體外部且與螺桿后端連接。所述活塞桿與缸體的前端密封蓋最好滑動(dòng)配合。所述螺桿與活塞桿的中心孔之間最好設(shè)有徑向間隙。螺桿后部最好設(shè)有止推臺(tái)階，止推臺(tái)階抵觸在缸體后端密封蓋上，后端密封蓋內(nèi) 壁上最好固設(shè)拉緊蓋，拉緊蓋套在螺桿后部并壓在所述止推臺(tái)階上，這樣可防止螺桿軸向 移動(dòng)。螺桿后端最好設(shè)有鎖緊螺母。角位移傳感器最好選用現(xiàn)有的光學(xué)編碼角位移傳感器或磁編碼角位移傳感器等。
缸套、前端密封蓋、后端密封蓋、活塞桿和螺桿最好為同軸心線(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明是將活塞桿的直線(xiàn)位移轉(zhuǎn)換為螺桿的角位移，通過(guò)對(duì)螺桿的角位移測(cè)量， 即得到活塞桿的伸出量，通過(guò)測(cè)量精度的要求，可以設(shè)計(jì)出相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)活塞桿軸向移 動(dòng)時(shí)，與活塞桿相連的螺套必定帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，這就將活塞桿的直線(xiàn)位移轉(zhuǎn)化為螺桿的角 位移。通過(guò)傳感器即可將信號(hào)傳遞至外部的測(cè)量?jī)x器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿伸出量實(shí)時(shí)測(cè)量。計(jì)算方法如下假設(shè)螺距P為50mm，螺紋頭數(shù)η為2，則導(dǎo)程為100mm，螺桿直徑d2為40mm，則有
nP 2x50
tan^z =——=-=0.795
π 2 ；τ χ 40可以求得升角識(shí)為38. 50°。當(dāng)活塞桿往右移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程時(shí)，則螺桿轉(zhuǎn)過(guò)360°，即
1 OOfTifTi
活塞桿要軸向移動(dòng)一^^一 = 0.277mm，螺桿就轉(zhuǎn)過(guò)1°。測(cè)出螺桿轉(zhuǎn)過(guò)的角度，即可得到活 360
塞桿軸向移動(dòng)數(shù)值(即活塞桿伸出量)。若要求活塞桿軸向移動(dòng)的距離精確到0.01mm，則 角度的測(cè)量需要精確到0.0277°。若采用磁編碼傳感器，當(dāng)磁編碼傳感器的磁鼓的直徑為 200mm時(shí)，則其周長(zhǎng)為628. 32mm, 0. 0277°所對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)為0. 048mm,也就是說(shuō)磁鼓上的磁 柵刻度要達(dá)到10-2mm數(shù)量級(jí)的精度。由上可知，可以根據(jù)所需要的測(cè)量精度設(shè)計(jì)出螺桿的 螺距、升角以及磁鼓直徑等參數(shù)，這樣就可實(shí)現(xiàn)所需要的測(cè)量精度。由于實(shí)時(shí)工況中活塞桿 伸出量的直線(xiàn)位移測(cè)量較難，本發(fā)明通過(guò)將活塞桿伸出量轉(zhuǎn)換為角位移進(jìn)行測(cè)量，可以大 大減小測(cè)量裝置的尺寸，從而方便測(cè)量轉(zhuǎn)置的安裝和維護(hù)。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，抗干擾 能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)活塞桿伸出量絕對(duì)位置的測(cè)量。通過(guò)對(duì)活塞桿伸出量的測(cè)量，就可實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制液壓缸的行程。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括活塞6、活塞桿23、缸體4、前端密封蓋9、后端密封蓋1及位 置傳感裝置。前端密封蓋9和后端密封蓋1均設(shè)有中心通孔，均通過(guò)螺栓鎖緊在缸套4端 口上。活塞桿設(shè)有中心孔。活塞桿23與前端密封蓋9滑動(dòng)配合。位置傳感裝置設(shè)有螺桿 7、螺套5和角位移傳感器(選用磁編碼角位移傳感器，包括標(biāo)記體17和傳感器探頭20)， 18，螺桿7位于活塞桿23的中心孔10中，螺桿7與活塞桿23的中心孔10之間存在徑向間 隙。螺桿5后端露出后端密封蓋1，螺桿7后端設(shè)有鎖緊螺母18。螺套5緊固在活塞桿23 后端，螺套5套在螺桿7上且與螺桿7螺紋連接。螺桿7后部設(shè)有止推臺(tái)階71，止推臺(tái)階71 抵觸在后端密封蓋1內(nèi)壁上，后端密封蓋1上緊固有拉緊蓋13，拉緊蓋13套在螺桿7后部 并壓在所述止推臺(tái)階71上，這樣可防止螺桿7軸向移動(dòng)。缸套4、前端密封蓋9、后端密封 蓋1、活塞桿23、螺桿7和拉緊蓋13均為同軸心線(xiàn)。角位移傳感器設(shè)于缸體外部且與螺桿 7后端連接。角位移傳感器選用現(xiàn)有的磁編碼角位移傳感器(也可以是光電編碼角位移傳 感器等)，標(biāo)記體17與螺桿7后端固連，傳感器探頭20與標(biāo)記體17連接。傳感器探頭20的信號(hào)輸出線(xiàn)與外部測(cè)量?jī)x器連接，測(cè)量?jī)x器采用現(xiàn)有測(cè)量?jī)x器。標(biāo)號(hào)11為活塞桿23前 端連接件，標(biāo)號(hào)19為后端密封蓋1外設(shè)連接件，標(biāo)號(hào)3和8分別為液體進(jìn)出口，標(biāo)號(hào)1246 均為密封圈，標(biāo)號(hào)15為迷宮式密封件，迷宮式密封件15的作用是讓液壓缸的壓力頭下降后 再到達(dá)密封圈26，防止液壓缸內(nèi)腔的壓力過(guò)大使得密封圈沈緊壓在螺桿7上，從而避免螺 桿7的轉(zhuǎn)動(dòng)受到較大阻力，可有效防止密封圈沈的劇烈磨損和螺桿7受扭轉(zhuǎn)力產(chǎn)生較大變 形。
權(quán)利要求
1.一種帶位置傳感裝置的液壓缸，包括活塞、活塞桿、缸體及位置傳感裝置，缸體由缸 套和設(shè)于缸套前后兩端的密封蓋構(gòu)成；其特征在于前端密封蓋和后端密封蓋均設(shè)有中心 通孔；活塞桿設(shè)有中心孔；位置傳感裝置設(shè)有螺桿、螺套和角位移傳感器，螺桿位于活塞桿 的中心孔中，螺桿后端露出缸體后端密封蓋，螺套與活塞桿后端固連，螺套套在螺桿上且與 螺桿螺紋連接；角位移傳感器設(shè)于缸體外部且與螺桿后端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于所述活塞桿與缸體 的前端密封蓋滑動(dòng)配合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于所述螺桿與活塞桿 的中心孔之間設(shè)有徑向間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于螺桿后部設(shè)有止推 臺(tái)階，止推臺(tái)階抵觸在缸體后端密封蓋上，后端密封蓋內(nèi)壁上固設(shè)拉緊蓋，拉緊蓋套在螺桿 后部并壓在所述止推臺(tái)階上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于螺桿后端設(shè)有鎖緊 螺母。
6.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于角位移傳感器采用 光學(xué)編碼角位移傳感器或磁編碼角位移傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的一種帶位置傳感裝置的液壓缸，其特征在于缸套、前端密封蓋、 后端密封蓋、活塞桿和螺桿為同軸心線(xiàn)。
全文摘要
一種帶位置傳感裝置的液壓缸，涉及液壓缸。提供一種可將活塞桿直線(xiàn)位移轉(zhuǎn)化為角位移，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿的伸出量進(jìn)行精確測(cè)量的帶位置傳感裝置的液壓缸。包括活塞、活塞桿、缸體及位置傳感裝置，缸體由缸套和設(shè)于缸套前后兩端的密封蓋構(gòu)成；其特點(diǎn)在于前端密封蓋和后端密封蓋均設(shè)有中心通孔；活塞桿設(shè)有中心孔；位置傳感裝置設(shè)有螺桿、螺套和角位移傳感器，螺桿位于活塞桿的中心孔中，螺桿后端露出缸體后端密封蓋，螺套與活塞桿后端固連，螺套套在螺桿上且與螺桿螺紋連接；角位移傳感器設(shè)于缸體外部且與螺桿后端連接。
文檔編號(hào)F15B15/28GK102121491SQ20111009508
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者吳榕, 唐雯, 林文祥, 梁峰 申請(qǐng)人:廈門(mén)大學(xué)