本發(fā)明涉及執(zhí)行器領(lǐng)域，具體來說，涉及一種氣液增壓步進執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，衍生出各種能夠接收控制信息并對受控對象施加控制作用的執(zhí)行器，根據(jù)驅(qū)動能源可大致分為：電動執(zhí)行器，氣動執(zhí)行器、液壓執(zhí)行器，它們各有優(yōu)點也各有缺點，其中電動執(zhí)行器的優(yōu)點是反應(yīng)迅速、定位精準(zhǔn)、可多點定位，缺點是系統(tǒng)復(fù)雜、價格高、驅(qū)動力小、大多需要減速機構(gòu)；氣動執(zhí)行器優(yōu)點是系統(tǒng)簡單，成本較低，缺點：定位精度差、驅(qū)動力較小、一般只能實現(xiàn)兩點定位；液壓執(zhí)行器優(yōu)點是驅(qū)動力大，穩(wěn)定性好，缺點是體積龐大，管路較復(fù)雜，一般只能實現(xiàn)兩點定位；目前還沒有一種執(zhí)行器能夠同時具備：價格低、系統(tǒng)簡單、驅(qū)動力大、穩(wěn)定性好、定位精準(zhǔn)且可多點定位的執(zhí)行器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提出一種氣液增壓步進執(zhí)行器，具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、驅(qū)動力大、穩(wěn)定性好、可多點多精準(zhǔn)定位等特點。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種氣液增壓步進執(zhí)行器，包括：氣管、兩位五通電磁閥換向閥、驅(qū)動氣缸、驅(qū)動氣缸活塞、氣液增壓活塞桿、增壓缸活塞、增壓缸、步長限位架、步長調(diào)節(jié)螺母、步長調(diào)節(jié)活塞桿、儲油罐、單向閥ⅰ、單向閥ⅱ，兩位四通電磁閥換向閥、兩位兩通電磁開關(guān)閥、液壓油管、輸出液壓缸、輸出液壓缸活塞、輸出液壓缸活塞桿、液壓油；所述兩位五通電磁換向閥的進氣口通過氣管連接到壓縮氣源，兩位五通電磁換向閥的兩個出氣口通過氣管分別和驅(qū)動氣缸的兩個進氣口連接，通過兩位五通電磁換向閥的工作狀態(tài)控制驅(qū)動氣缸活塞的運動狀態(tài)；所述驅(qū)動氣缸的左側(cè)設(shè)置有步長限位架，驅(qū)動氣缸的右側(cè)設(shè)置有增壓缸，驅(qū)動氣缸活塞的左側(cè)設(shè)置有步長調(diào)節(jié)活塞桿，步長調(diào)節(jié)活塞桿通過螺紋和步長調(diào)節(jié)螺母連接，驅(qū)動氣缸活塞的右側(cè)設(shè)置有氣液增壓活塞桿，氣液增壓活塞桿的右端設(shè)置有增壓缸活塞，氣液增壓活塞桿可以在驅(qū)動氣缸和增壓缸的內(nèi)部往 復(fù)運動，從而將驅(qū)動氣缸活塞的往復(fù)運動同步傳遞至增壓缸活塞，增壓缸的右端設(shè)置有增壓缸液壓油輸入口和增壓缸液壓油輸出口；所述儲油罐為圓柱形或膠囊形狀的可耐高壓的密閉罐體，儲液罐的一端設(shè)置有儲液罐液壓油輸入口，儲油罐的中部設(shè)置有儲液罐液壓油輸出口，儲油罐內(nèi)部設(shè)置有引流管，引流管的一端與儲液罐液壓油輸出口相連，另一端位于儲油罐的幾何中心，儲油罐的內(nèi)部預(yù)儲存有超過其內(nèi)部容積二分之一的液壓油，從而確保不管儲油罐如何放置或運動，引流管的引流端始終浸能在液壓油里，儲液罐液壓油輸出口通過液壓油管與增壓缸液壓油輸入口相連，儲油罐液壓油輸出口與增壓缸液壓油輸入口之間連接有單向閥ⅰ，單向閥ⅰ確保液壓油只能從儲油罐液壓油輸出口流向增壓缸液壓油輸入口而不能反向流動；所述兩位四通電磁換向閥的進油口通過液壓油管與增壓缸液壓油輸出口連接，兩位四通電磁換向閥進油口和增壓缸液壓油輸出口之間連接有單向閥ⅱ，單向閥ⅱ確保液壓油只能從增壓缸液壓油輸出口流向兩位四通電磁換向閥進油口而不能反向流動,兩位四通電磁換向閥回油口通過液壓油管與儲油罐液壓油輸入口連接，兩位四通電磁換向閥回油口和儲液罐液壓油輸入口之間連接有兩位兩通電磁開關(guān)閥，兩位四通電磁換向閥工作口ⅰ和兩位四通電磁換向閥工作口ⅱ通過液壓油管分別與輸出液壓缸的兩個液壓油出入口連接。

所述步長限位架、步長調(diào)節(jié)螺母、步長調(diào)節(jié)活塞桿根據(jù)實際需要可以設(shè)置也可以不設(shè)置；如果不設(shè)置步長限位架、步長調(diào)節(jié)螺母、步長調(diào)節(jié)活塞桿則該氣液增壓步進執(zhí)行器的輸出步長為固定步長，如果設(shè)置步長限位架、步長調(diào)節(jié)螺母、步長調(diào)節(jié)活塞桿則該氣液增壓步進執(zhí)行器的輸出步長可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。

所述輸出液壓缸可以是直線型液壓缸也可以是擺動型液壓缸。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過氣液增壓活塞桿將驅(qū)動氣缸活塞的運動同步傳遞給增壓缸活塞，利用帕斯卡定理將驅(qū)動氣缸內(nèi)的壓縮空氣的低壓轉(zhuǎn)化成增壓缸內(nèi)液壓油的高壓，使驅(qū)動力成倍放大，實現(xiàn)了電動執(zhí)行器中減速機的效果；利用單向閥、兩位四通電磁換向閥、兩位兩通電磁開關(guān)閥、儲液罐、液壓油管、輸出液壓缸，實現(xiàn)了液壓油的內(nèi)部循環(huán)，取代了液壓執(zhí)行器中的液壓工作站，極大簡化了執(zhí)行器的體積和復(fù)雜度；利用液壓油的不可壓縮性，使驅(qū)動氣缸每個工作循環(huán)，都有相同體積的液壓油從輸出液壓缸內(nèi)輸出液壓缸活塞 一側(cè)的腔體轉(zhuǎn)移至另一側(cè)的腔體，實現(xiàn)了輸出液壓缸活塞精準(zhǔn)的步進運動，進而實現(xiàn)輸出液壓缸活塞桿精準(zhǔn)的步進輸出；利用步長限位架、步長調(diào)節(jié)螺母、步長調(diào)節(jié)活塞桿可以方便的對輸出液壓缸活塞桿的輸出運動的步長從零到系統(tǒng)允許的最大步長之間任意調(diào)節(jié)；因此本發(fā)明公開的一種氣液增壓步進執(zhí)行器既具備電動執(zhí)行器執(zhí)行速度快、定位精準(zhǔn)、可多點定位，氣動執(zhí)行器結(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點，又具備液壓執(zhí)行器驅(qū)動力大、穩(wěn)定性好的優(yōu)點，非常適合用在各種自動控制領(lǐng)域。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例所述的一種氣液增壓步進執(zhí)行器總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例所述的一種氣液增壓步進執(zhí)行器初始狀態(tài)示意圖；

圖中：

1、氣管；3、兩位五通電磁換向閥；5、驅(qū)動氣缸；7、驅(qū)動氣缸活塞；9、氣液增壓活塞桿；11、增壓缸活塞；13、增壓缸；13a、增壓缸液壓油出入口；13b、增壓缸液壓油輸出口；13c、增壓缸進排氣口；15、步長限位架；17、步長調(diào)節(jié)螺母；19、步長調(diào)節(jié)活塞桿；21、儲液罐；21a、儲液罐液壓油輸入口；21b、儲液罐液壓油輸出口；21c、引流管；23、單向閥ⅰ；25、單向閥ⅱ；27、兩位四通電磁換向閥；27a、兩位四通電磁換向閥進油口；27b、兩位四通電磁換向閥回油口；27c、兩位四通電磁換向閥工作口??；27d、兩位四通電磁換向閥工作口ⅱ；29、兩位兩通電磁開關(guān)閥；31、液壓油管；33、輸出液壓缸；35、輸出液壓缸活塞；37、輸出液壓缸活塞桿；39、液壓油。

具體實施方式：

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1所示，兩位五通電磁換向閥(3)的進氣口通過氣管(1)連接到壓縮氣源，兩位五通電磁換向閥(3)的兩個出氣口通過氣管(1)分別和驅(qū)動氣缸(5)的兩個進氣口連接，通過兩位五通電磁換向閥(3)的工作狀態(tài)控制驅(qū)動氣缸活塞(7)的運動狀態(tài)；驅(qū)動氣缸(5)的左側(cè)設(shè)置有步長限位架(15)，驅(qū)動氣缸(5)的右側(cè)設(shè)置有增壓缸(13)，驅(qū)動氣缸活塞(7)的左側(cè)設(shè)置有步長調(diào)節(jié)活塞桿(19)，步長調(diào)節(jié)活塞桿(19)通過螺紋和步長調(diào)節(jié)螺母(17)連接，驅(qū)動氣缸活塞(7)的右側(cè)設(shè)置有氣液增壓活塞桿(9)，氣液增壓活塞桿(9)的右端設(shè)置有增壓缸活塞(11)，氣液增壓活塞桿(9)可以在驅(qū)動氣缸(5)和增壓缸(13)的內(nèi)部往復(fù)運動，從而將驅(qū)動氣缸活塞(7)的往復(fù)運動同步傳遞至增壓缸活塞(11)，增壓缸(13)的右端設(shè)置有增壓缸液壓油輸入口(13a)和增壓缸液壓油輸出口(13b)；儲油罐(21)為圓柱形或膠囊形狀的可耐高壓的密閉罐體，儲液罐(21)一端設(shè)置有儲液罐液壓油輸入口(21a)，儲油罐(21)的中部設(shè)置有儲液罐液壓油輸出口(21b)，儲油罐(21)內(nèi)部設(shè)置有引流管(21c)，引流管(21c)的一端與儲液罐液壓油輸出口(21b)相連，另一端位于儲油罐(21)的幾何中心，儲油罐(21)的內(nèi)部預(yù)儲存有超過其內(nèi)部容積二分之一的液壓油(39)，從而確保不管儲油罐(21)如何放置或運動，引流管(21c)的引流端始終能浸在液壓油(39)里，儲液罐液壓油輸出口(21b)通過液壓油管(31)與增壓缸液壓油輸入口(13a)相連，儲油罐液壓油輸出口(21b)與增壓缸液壓油輸入口(13a)之間連接有單向閥ⅰ(23)，單向閥ⅰ(23)確保液壓油(39)只能從儲油罐液壓油輸出口(21b)流向增壓缸液壓油輸入口(13a)而不能反向流動；兩位四通電磁換向閥(27)的進油口(27a)通過液壓油管(31)與增壓缸液壓油輸出口(13b)連接，兩位四通電磁換向閥進油口(27a)和增壓缸液壓油輸出口(13b)之間連接有單向閥ⅱ(25)，單向閥ⅱ(25)確保液壓油(39)只能從增壓缸液壓油輸出口(13b)流向兩位四通電磁換向閥進油口(27a)而不能反向流動,兩位四通電磁換向閥回油口(27b)通過液壓油管(31)與儲油罐液壓油輸入口(21a)連接，兩位四通電磁換向閥回油口(27b)和儲液罐液壓油輸入口(21a)之間連接有兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)，兩位四通電磁換向閥工作口ⅰ(27c)和兩位四通電磁換向閥工作口ⅱ(27d)通過液壓油管(31)分別與輸出液壓缸(33)的兩個液壓油出入口連接。

如圖1、2所示，本發(fā)明的工作原理為：初始時，兩位五通電磁換向閥(3)處在斷電工作位上并通過氣管(1)將壓縮氣體導(dǎo)入驅(qū)動氣缸(5)內(nèi)部驅(qū)動氣缸活塞(7)左側(cè)的腔體內(nèi)，驅(qū)動氣缸活塞(7)、增壓缸活塞(11)在壓縮氣體的驅(qū)動下處于最右側(cè)位置，儲液罐(21)內(nèi)部預(yù)存儲超過其內(nèi)部容積二分之一的液壓油(39)，其液壓油上部空間充滿具有一定壓力的惰性氣體，使儲液罐(21)內(nèi)部的液壓油預(yù)承受一定的氣壓，液壓油管(31)和輸出液壓缸(33)的內(nèi)部充滿液壓油(39)，兩位四通電磁換向閥斷電并保持在實際需要的工作位上，兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)處于斷電常閉狀態(tài)，輸出液壓缸活塞(35)根據(jù)需求的處在設(shè)定的初始位置，整個系統(tǒng)處在保壓定位狀態(tài)；當(dāng)需要執(zhí)行器重新定位時，外部控制系統(tǒng)首先向兩位五通電磁換向閥(3)輸入一個方波脈沖控制信號，兩位五通電磁換向閥(3)的內(nèi)部氣體通路換向，并通過氣管(1)將外部氣源的壓縮氣體導(dǎo)入驅(qū)動氣缸(5)內(nèi)部驅(qū)動氣管活塞(7)右側(cè)的腔體內(nèi)，驅(qū)動氣缸活塞(7)在壓縮氣體的驅(qū)動下，通過氣液增壓活塞桿(9)帶動增壓缸活塞(11)向左運動至由步長限位架(15)、步長調(diào)節(jié)螺母(17)、步長調(diào)節(jié)活塞桿(19)共同確定的最左側(cè)位置，增壓缸(13)內(nèi)部位于增壓缸活塞(11)右側(cè)的腔體內(nèi)產(chǎn)生負壓，儲液罐(21)內(nèi)部的液壓油(39)在儲液罐(21)內(nèi)部惰性氣體的正壓和增壓缸(13)內(nèi)部負壓的共同作用下，通過單向閥ⅰ(23)進入增壓缸(13)內(nèi)部位于增壓缸活塞(11)右側(cè)的腔體內(nèi)，當(dāng)兩位五通電磁換向閥(3)的脈沖控制信號消失后，兩位五通電磁換向閥(3)的內(nèi)部氣體通路復(fù)位，重新將外部氣源的壓縮氣體導(dǎo)入驅(qū)動氣缸(5)內(nèi)部驅(qū)動氣缸活塞(7)左側(cè)的腔體內(nèi)，驅(qū)動氣管活塞(7)有向右運動趨勢，此時外部控制系統(tǒng)對兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)輸入一個方波脈沖控制信號，兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)打開，驅(qū)動氣缸活塞(7)在壓縮氣體的驅(qū)動下通過氣液增壓活塞桿(9)帶動增壓缸活塞(11)一起向右運動，并推動增壓缸活塞(11)右側(cè)腔體內(nèi)的液壓油(39)在液壓油管(31)的導(dǎo)引下通過單向閥(25)導(dǎo)入兩位四通電磁閥換向閥進油口(27a)，并在兩位四通電磁換向閥(27)的控制下，由兩位四通電磁換向閥的工作口ⅰ(27c)進入輸出液壓缸(33)內(nèi)部輸出液壓缸活塞(35)左側(cè)的腔體內(nèi)，從而推動輸出液壓缸活塞(35)向右運動一個步長，并帶動輸出液壓缸活塞桿向右輸出一個步長的運動，同時輸出液壓缸(33)內(nèi)部輸出液 壓缸活塞(35)右側(cè)腔體內(nèi)的相應(yīng)體積的液壓油(39)在輸出液壓缸活塞(35)的推動下由右側(cè)的液壓油出入口通過液壓油管(31)導(dǎo)入兩位四通電磁換向閥(27)的工作口ⅱ，并在兩位四通電磁換向閥(27)的控制下，由兩位四通電磁換向閥回油口(27b)通過兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)、儲液罐液壓油輸入口(21a)進入儲液罐(21)內(nèi)部，當(dāng)兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)的方波脈沖控制信號消失后，兩位兩通電磁開關(guān)閥(29)恢復(fù)常閉狀態(tài)，整個系統(tǒng)完成一步執(zhí)行動作，根據(jù)需要如此重復(fù)就可以實現(xiàn)任意多個步長的定位執(zhí)行任務(wù)，如果需要輸出液壓缸活塞桿(37)輸出向左的定位運動，外部控制系統(tǒng)只需在對兩位五通電磁換向閥(3)輸入方波脈沖控制信號的同時對兩位四通電磁換向閥(27)輸入一個換向脈沖信號，使兩位四通電磁換向閥的內(nèi)部液壓通路換向，使兩位四通電磁換向閥的進油口(27a)和工作口ⅱ(27d)連通、回油口(27b)和工作口ⅰ連通，就可以實現(xiàn)輸出液壓缸活塞桿(37)向左步進運動并定位。

如圖1、2所示，通過調(diào)節(jié)步長調(diào)節(jié)螺母(17)在步長調(diào)節(jié)活塞桿(19)上的位置就可以對輸出液壓缸活塞桿(37)每次輸出的步長進行無級調(diào)整，最小輸出步長為零，最大輸出步長由步長限位架(15)、步長調(diào)節(jié)螺母(17)、步長調(diào)節(jié)活塞桿(19)的尺寸共同確定。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例之一，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。