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专利名称：一种电液驱动间歇性摆动机构

专利类型：发明专利

专利申请号：CN201710979306.X

专利申请（专利权）人：燕山大学
权利人地址：河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号

专利发明（设计）人：赵静一,李文雷,蔡伟,司少朋,茹强,刘贝

专利摘要：一种电液驱动间歇性摆动机构，其主要是通过伺服阀控制液压缸的运动方向与位置，液压缸活塞杆与棘轮摇杆通过球铰与滑块连接，实现将液压缸直线运动转化为摆动，棘轮摇杆上铰接棘爪，棘爪推动棘轮摆动，通过两个棘轮同轴反向安装实现摆动机构的正反转。本发明驱动方式简单，维护方便、体积小、重量轻、响应快、摆动角度控制精度高、结构虽简单、但驱动扭矩大。通过二位三通换向阀和制动缸实现制动，并且可以断电制动保护，可应用在一些高精尖的特殊场合。

主权利要求：
1.一种电液驱动间歇性摆动机构，其特征在于：液压泵分别与两位三通换向阀及两个液压伺服阀相连，其中两位三通换向阀又与制动油缸相连，该制动油缸的活塞杆自由端设有刹车片，其与输出轴周面对应，两个液压伺服阀分别为A和B，该两个液压伺服阀各有两个进出油孔，液压伺服阀A与驱动液压缸A活塞两侧的进出油孔相连，液压伺服阀B与驱动液压缸B活塞两侧的进出油孔相连,驱动液压缸A的活塞杆自由端通过球铰与滑块A相连，驱动液压缸B的活塞杆自由端通过球铰与滑块B相连,滑块A设在摇杆A一侧的条形导槽内，滑块B设在摇杆B一侧的条形导槽内,摇杆A和摇杆B另一侧之间夹有两个尺寸相同但齿向相反的棘轮，摇杆A和摇杆B以及两个棘轮均设在同一输出轴上，每根摇杆上各铰接与其相邻棘轮对应的棘爪，在棘轮轴上设有传感器，其通过信号线分别与两个液压伺服阀的放大器相连；在液压泵与液压伺服阀相连的管路上设有溢流阀。 说明书 : 一种电液驱动间歇性摆动机构技术领域[0001] 本发明涉及一种间歇性摆动机构，特别是电液驱动与机械摆动机构集成一起的设备。背景技术[0002] 目前的摆动机构大多为纯机械式的，例如曲柄摇杆机构、槽轮机构、棘轮机构等，一般驱动为电机带动减速器或者液压马达连接减速器来驱动摆动件，它的不足之处是：占用空间大，无法满足小空间、低重量要求。在大负载工况下对转动位置控制精度低，无法满足某些高端场合应用。发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种摆动控制精度高、空间尺寸小、机构重量轻的电液驱动间歇性摆动机构。本发明主要是通过伺服阀控制液压缸的运动方向与位置，液压缸活塞杆与棘轮摇杆通过球铰与滑块连接，实现将液压缸直线运动转化为摆动，棘轮摇杆上铰接棘爪，棘爪推动棘轮摆动，通过两个棘轮同轴反向安装实现摆动机构的正反转。[0004] 本发明主要包括液压泵、两位三通换向阀、制动油缸、液压伺服阀、驱动液压缸、滑块、摇杆、棘轮机构及传感器。液压泵分别与两位三通换向阀及两个液压伺服阀相连，其中两位三通换向阀又与制动油缸相连，该制动油缸的活塞杆自由端设有刹车片，其与输出轴周面对应，所述输出轴非动作时刹车片在制动油缸作用下抱紧输出轴即锁。毙枰魇，制动油缸动作，使刹车片离开输出轴即解锁。两个液压伺服阀分别为A和B，最好在液压泵与液压伺服阀相连的管路上设有溢流阀，用于设定系统最大工作压力，也限定了最大负载力，具有过载保护作用。该两个液压伺服阀各有两个进出油孔，它们分别与驱动液压缸活塞两侧的进出油孔相连，该两驱动液压缸的活塞杆自由端各通过球绞与滑块相连，每个滑块又各设在一个摇杆一侧的条形导槽内，两摇杆另一侧之间夹有两个尺寸相同但齿向相反的棘轮，四者均设在同一输出轴上，每根摇杆上各铰接与其相邻棘轮对应的棘爪。在棘轮轴上设有传感器，其通过信号线分别与两个液压伺服阀的放大器相连。[0005] 本发明与现有技术相比具有如下优点：[0006] (1)体积小、重量轻、响应快、摆动角度控制精度高、结构虽简单、但驱动扭矩大。[0007] (2)通过二位三通换向阀和制动缸实现制动，并且可以断电制动保护。[0008] (3)驱动方式简单，维护方便、噪声小。[0009] ⑷可应用在一些高精尖的特殊场合。附图说明[0010] 图1为本发明液压原理简图；[0011] 图2为本发明液压缸驱动棘轮机构主视示意简图。[0012] 图3为图2的侧视示意简图。[0013] 图中：1、棘轮B，2、棘轮A，3、滑块A，4、驱动液压缸A，5、液压伺服阀A，6、放大器A，7、制动油缸，8、两位三通换向阀，9、液压泵，10、溢流阀，11、液压伺服阀B，12、放大器B，13、驱动液压缸B，14、滑块B，15、传感器，16、摇杆A，17、棘爪A，18、摇杆B，19、棘爪B,20、花键轴。具体实施方式[0014] 在图1所示的电液驱动间歇性摆动机构液压原理简图中，液压泵9分别与两位三通换向阀8及液压伺服阀A5和液压伺服阀B11相连，其中两位三通换向阀又与制动油缸7相连，该制动油缸的活塞杆自由端设有刹车片，其与输出轴周面对应。在液压泵与液压伺服阀相连的管路上设有溢流阀10。液压伺服阀A5有两个进出油孔，其分别与驱动液压缸A4活塞两侧的进出油孔相连，该驱动液压缸A的活塞杆自由端通过球绞与滑块A3相连，滑块A又设在摇杆A16一侧的条形导槽内。液压伺服阀B11有两个进出油孔，其分别与驱动液压缸B13活塞两侧的进出油孔相连，该驱动液压缸B的活塞杆自由端通过球绞与滑块B14相连，滑块B又设在摇杆B18一侧的条形导槽内。两摇杆另一侧之间夹有两个尺寸相同但齿向相反的棘轮A2和B1，四者均设在同一输出轴20上，摇杆A16上铰接与其相邻棘轮A2对应的棘爪A17，摇杆B18上铰接与其相邻棘轮B1对应的棘爪B19，如图2所示。在棘轮轴上设有传感器15，其通过信号线分别与液压伺服阀A的放大器A6及液压伺服阀B的放大器B12相连。[0015] 本发明的工作过程大致如下：液压泵9为整个系统提供动力油源，当输出轴需要顺时针转动时，二位三通换向阀8电磁铁得电右位工作，压力油进入制动缸7，对输出轴进行解锁；同时液压伺服阀B11左位接入系统，驱动液压缸B13活塞向左移动，推动摇杆B18顺时针转动，摇杆B上铰接的棘爪B19，驱动棘轮B1顺时针转动，棘轮B1与输出轴20通过花键连接，实现输出轴顺时针运动，在液压伺服阀B11左位接入系统的同时液压伺服阀A5中位接入系统，驱动液压缸A4活塞不移动，棘轮A2反向从动，不会有对输出轴力输出。[0016] 摇杆、棘轮的转动角度可以由液压缸活塞的行程和液压缸与棘轮轴心距离决定，同时注意棘轮轮齿角度的配置。在本实例中活塞行程与中心距比例为 从而实现棘轮每转60°间歇一次。[0017] 当输出轴需要反转时，液压伺服阀A5右位接入系统，液压伺服阀B11中位接入系统，驱动液压缸A4活塞向右移动，推动摇杆A16逆时针转动，摇杆A上铰接的棘爪A17驱动棘轮A2逆时针转动，棘轮A2与输出轴通过花键20连接，从而实现输出轴逆时针运动。由于液压伺服阀B11中位接入系统，驱动液压缸B13活塞保持静止，摇杆B18不转动，对棘轮B1没有输入。[0018] 当系统断电时，二位三通换向阀8在弹簧作用下左位接入系统，制动缸7的活塞有杆端接油箱，并在弹簧作用下向外伸出，实现对输出轴的制动与自锁。[0019] 传感器15监测棘轮运动，并将信号通过比较放大器输入伺服阀中，形成闭环，控制活塞位移，从而精确控制棘轮运动。[0020] 溢流阀10用于设定系统最高压力，实现过载保护。

专利地区：河北

专利申请日期：2017-10-19

专利公开日期：2024-11-19

专利公告号：CN107642512B