專利名稱：液壓式升降回轉機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冶金設備領域，特別是涉及一種既可以沿垂直面z軸做升 降(直線)運動又可以繞z軸做正反向旋轉運動的液壓式升降回轉機構。
背景技術：
機械式升降回轉裝置在很多要求控制行程、轉角位置的場合中得到廣 泛應用。目前機械式升降回轉裝置主要由絲杠螺母或蝸輪蝸桿與齒輪機構 等組成。其結構復雜、故障率高、安裝空間范圍大、承載能力有限、控制 精度低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種液壓式升降回轉機構，它安裝空間小、可靠 性好，易維護，易操作，控制精度高，承載能力強，應用范圍廣。
本發(fā)明的技術方案是設計一種液壓式升降回轉機構，其特征是在
液壓缸12周圍圍繞液壓缸12以相隔120。角度分布有三組伸縮連桿3，液 壓缸12末端缸桿與三組伸縮連桿3末端連桿一起固定在負載平臺1上； 上支承導板4和下支承導板2上下套接在液壓缸12及伸縮連桿3上；三 組伸縮連桿3上部有圓臺式或帶耳圓臺式主支承平臺5，圓臺式或帶耳圓 臺式主支承平臺5通過軸承6與液壓缸12軸承連接，圓臺式或帶耳圓臺 式主支承平臺5通過支架11固定有液壓馬達9，液壓馬達9軸輸出端帶有 齒輪，齒輪副10及擋環(huán)7通過緊固螺栓固定在液壓缸12的缸體上，液壓 馬達9轉動輸出軸端的齒輪嚙合齒輪副10。
所述的液壓缸12與第一組控制電路電連接。
所述的液壓馬達9與第二組控制電路電連接。
所述的第一組控制電路至少包括運算放大器14、伺服放大器15、 伺服閥16、液壓缸12、位移傳感器17，運算放大器14兩個輸入端其中的 一個輸入端與位移傳感器17位移反饋信號輸出電連接，另一路輸入端與 位置設定單元電連接；運算放大器14輸出分別與伺服放大器15、伺服閥 16、液壓缸12和升降載荷電依次串聯(lián)連接，位移傳感器17從液壓缸12 處取信號進行反饋信號輸出。
所述的第二組控制電路至少包括運算放大器18、伺服放大器19、伺 服閥20、液壓馬達9、齒輪副21、角度位置編碼器22;運算放大器18兩 個輸入端其中的一個輸入端與角度位置編碼器22角度位移反饋信號輸出
電連接，另一路輸入端與位置設定單元電連接；運算放大器18輸出分別 與伺服放大器19、伺服閥20、液壓馬達9、齒輪副21及回轉載荷依次串 聯(lián)電連接，角度位置編碼器22從齒輪副21處取信號進行反饋信號輸出。 所述的伺服閥16與伺服閥20同時與液壓動力源23相通。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明主要由兩部分構成升降部分和回轉部 分；升降部分采用帶有高精度位移傳感器的單桿雙作用多級套筒式液壓 缸，通過運算放大器、伺服放大器、伺服閥、位移傳感器、液壓回轉接頭 及液壓缸等構成局部直線位置閉環(huán)系統(tǒng)，高精度控制載荷的升降(直線) 運動，可以有效保證載荷的直線位置精度?；剞D部分采用帶有高精度旋轉 編碼器并且具有制動功能的液壓馬達，由液壓馬達通過一對嚙合齒輪，帶 動液壓缸組件及載荷旋轉。通過運算放大器、伺服放大器、伺服閥、液壓 馬達、嚙合齒輪、編碼器等構成局部角度位置閉環(huán)系統(tǒng)，高精度控制液壓 缸組件及載荷的回轉運動，可以有效保證載荷回轉的角度位置精度。通過 調(diào)整液壓系統(tǒng)的輸出壓力可以相應的調(diào)整本發(fā)明的承載能力及液壓馬達 的輸出扭矩。這樣就可以根據(jù)給定的位置要求，完成載荷的升降(直線) 與回轉的復合運動，且可以有效保證任意直線及角度位置的控制精度。
采用這種結構降低了升降回轉裝置的空間高度，抗扭轉的剛性好，位 置控制精度高，承載能力強，運行平穩(wěn)，噪音小。
下面結合實施例附圖對本發(fā)明做進一步說明。 圖l是本發(fā)明結構示意圖； 圖2是圖1的A-A剖視圖； 圖3是本發(fā)明原理圖。
圖中1、負載平臺；2、下支承導板；3、伸縮連桿；4、上支承導板； 5、主支承平臺；6、軸承；7、擋環(huán)；8、液壓回轉接頭；9、液壓馬達； 10、齒輪副；11、支架；12、液壓缸；13、 Z軸；14、運算放大器；15、 伺服放大器；16、伺服閥；17、位移傳感器；18、運算放大器；19、伺 服放大器；20、伺服閥；21、齒輪副；22、角度位置編碼器；23、液壓動 力源；24、位置給定信號；25、升降載荷；26、回轉載荷。
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，在多級單桿雙作用多級套筒式液壓缸12周圍圍繞 液壓缸12以相隔120°度分布有三組伸縮連桿3，液壓缸12末端缸桿與三 組伸縮連桿3末端連桿一起固定在負載平臺1上；負載平臺1主要為載荷
件的連接平臺。上支承導板4和下支承導板2上下套接在液壓缸12及伸
縮連桿3上，上支承導板4和下支承導板2起支承導向作用。液壓缸12 升降將帶動伸縮連桿3及負載平臺1一起升降。
三組伸縮連桿3上部有圓臺式或帶耳圓臺式主支承平臺5，圓臺式或 帶耳圓臺式主支承平臺5通過軸承6與液壓缸12軸承連接，圓臺式或帶 耳圓臺式主支承平臺5通過支架11固定帶有高精度旋轉編碼器并且具有制 動功能的液壓馬達9，液壓馬達9軸輸出端帶有齒輪，齒輪副10及擋環(huán)7 通過緊固螺栓固定在液壓缸12的缸體上，液壓馬達9轉動輸出軸端的齒 輪通過嚙合齒輪副IO帶動液壓缸12、上支承導板4、下支承導板2、伸縮 連桿3及負載平臺1繞Z軸13做回轉運動。
如圖3所示，給出驅(qū)動液壓馬達9和液壓缸12的電原理圖，由第一 組控制電路中的運算放大器14、伺服放大器15、伺服閥16、液壓缸12、 液壓回轉接頭8、位移傳感器17等構成一個閉環(huán)式的高精度電液伺服控制 電路，控制液壓缸12升降載荷的直線位置，高精度地實現(xiàn)直線位置給定 信號所要求的位移量。第一組控制電路中的運算放大器14兩個輸入端其 中的一個輸入端與位移傳感器17位移反饋信號輸出電連接，另一路輸入 端與位置設定單元24電連接。運算放大器14輸出分別與伺服放大器15、 伺服閥16、液壓缸12和升降載荷25依次串聯(lián)電連接，位移傳感器17從 液壓缸12處取信號進行反饋信號輸出。升降載荷25是負載平臺1需要上 下移動載荷。
通過第二組控制電路中運算放大器18、伺服放大器19、伺服閥20、 液壓馬達9、齒輪副21、角度位置編碼器22構成高精度另一路電液伺服 電路，驅(qū)動液壓馬達9控制回轉載荷26轉動。轉載荷26包括負載平臺1 的載荷及液壓缸及組件。第二組控制電路中的運算放大器18兩個輸入端 其中的一個輸入端與角度位置編碼器22角度位移反饋信號輸出電連接， 另一路輸入端與位置設定單元24電連接。運算放大器18輸出分別與伺服 放大器19、伺服閥20、液壓馬達9、齒輪副21及回轉載荷依次串聯(lián)電連 接，角度位置編碼器22從齒輪副21處取信號進行反饋信號輸出。伺服閥 16與伺服閥20同時與液壓動力源23相通。
權利要求
1、液壓式升降回轉機構，其特征是在液壓缸(12)周圍圍繞液壓缸(12)以相隔120°角度分布有三組伸縮連桿(3)，液壓缸(12)末端缸桿與三組伸縮連桿(3)末端連桿一起固定在負載平臺(1)上；上支承導板(4)和下支承導板(2)上下套接在液壓缸(12)及伸縮連桿(3)上；三組伸縮連桿(3)上部有圓臺或帶耳圓臺主支承平臺(5)，圓臺或帶耳圓臺主支承平臺(5)通過軸承(6)與液壓缸(12)軸承連接，圓臺或帶耳圓臺主支承平臺(5)通過支架(11)固定液壓馬達(9)，液壓馬達(9)軸輸出端帶有齒輪，齒輪副(10)及擋環(huán)(7)通過緊固螺栓固定在液壓缸(12)的缸體上，液壓馬達(9)轉動輸出軸端的齒輪嚙合齒輪副(10)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的液壓式升降回轉機構，其特征是所述的 液壓缸(12)與第一組控制電路電連接。
3、 根據(jù)權利要求1所述的液壓式升降回轉機構，其特征是所述的液壓馬達(9)與第二組控制電路電連接。
4、 根據(jù)權利要求2所述的液壓式升降回轉機構，其特征是所述的 第一組控制電路至少包括運算放大器(14)、伺服放大器(15)、伺服閥(16)、液壓缸(12)、位移傳感器(17)，運算放大器(14)兩個輸入端 其中的一個輸入端與位移傳感器(17)位移反饋信號輸出電連接，另一路 輸入端與位置設定單元(24)電連接；運算放大器(14)輸出分別與伺服 放大器(15)、伺服閥(16)、液壓缸(12)和升降載荷電依次串聯(lián)連接， 位移傳感器(17)從液壓缸(12)處取信號進行反饋信號輸出。
5、 根據(jù)權利要求3所述的液壓式升降回轉機構，其特征是所述的 第二組控制電路至少包括運算放大器(18)、伺服放大器(19)、伺服閥(20)、 液壓馬達(9)、齒輪副(21)、角度位置編碼器(22);運算放大器(18) 兩個輸入端其中的一個輸入端與角度位置編碼器(22)角度位移反饋信號 輸出電連接，另一路輸入端與位置設定單元(24)電連接；運算放大器(18) 輸出分別與伺服放大器(19)、伺服閥(20)、液壓馬達(9)、齒輪副(21) 及回轉載荷依次串聯(lián)電連接，角度位置編碼器(22)從齒輪副(21)處取 信號進行反饋信號輸出。
6、 根據(jù)權利要求4、 5所述的液壓式升降回轉機構，其特征是所述 的伺服閥(16)與伺服閥(20)同時與液壓動力源(23)相通。
全文摘要
本發(fā)明屬于冶金設備領域，特別涉及液壓式升降回轉機構，其特征是在液壓缸(12)周圍圍繞液壓缸(12)相隔120°角度分布有三組伸縮連桿(3)，液壓缸(12)末端缸桿與三組伸縮連桿(3)末端連桿固定在負載平臺(1)上；上支承導板(4)和下支承導板(2)套接在液壓缸(12)及伸縮連桿(3)上；三組伸縮連桿(3)上有主支承平臺(5)通過軸承(6)與液壓缸(12)軸承連接，通過支架(11)固定液壓馬達(9)，液壓馬達(9)軸輸出端帶有齒輪，齒輪副(10)及擋環(huán)(7)通過緊固螺栓固定在液壓缸(12)的缸體上，液壓馬達(9)轉動輸出軸端的齒輪嚙合齒輪副(10)。它可靠性好，易維護，易操作，控制精度高，承載能力強，應用范圍廣。
文檔編號F15B15/00GK101201071SQ200710188490
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權日2007年12月5日
發(fā)明者東 王, 謝世明, 谷振云 申請人:中國重型機械研究院