1.本发明涉及自动化机械领域，特别涉及一种多级电液伺服缸。
背景技术：2.流体传动与控制技术已经成为一个国家工业发展水平的重要标志，液压缸广泛应用于油压机、折弯机和铆接机等压力设备，随着伺服电机技术的发展，又形成了电液伺服产品，例如：传统的液压站连接液压缸，其中，液压站配置普通的驱动电机，简单地采用伺服驱动进行升级，液压缸依然和改造之前相同，并没有带来性能提升或能耗降低等效果；再如：利用伺服电机驱动油泵，配备压力传感器，进行闭环反馈控制的系统，是基于对传统液压系统进行节能改造，能够节能30％左右，但并不能实现系统独立，传统的油箱等依然必不可少。
技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种多级电液伺服缸，以克服现有技术中的不足。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明实施例公开了一种多级电液伺服缸，包括：
6.多级液压缸，用于输出压力的执行元件，包括缸筒、滑动于缸筒内的活塞杆和滑动于活塞杆内的内置活塞杆，其中，缸筒的两端分别封装有前盖和连接法兰，活塞杆和缸筒之间形成多级驱动腔，分别包括前盖和活塞杆之间的返程腔以及活塞杆和连接法兰之间的工作腔，内置活塞杆内和活塞杆之间形成进程腔；
7.储油装置，用于多级液压缸的补油和回油，包括储油腔，所述储油腔通过充液阀连通于工作腔，所述储油腔通过油路系统分别连通于返程腔、工作腔和进程腔；
8.油路系统，用于驱动液压油流动和控制液压油走向，包括伺服电机驱动的油泵，所述油泵通过油路分配器分别连通于储油腔、返程腔、工作腔和进程腔。
9.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述充液阀的两侧分别通过前阀盖和后阀盖固定于多级液压缸和储油装置。
10.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述储油装置包括储油缸筒和滑动于储油缸筒内的隔离活塞，其中，储油缸筒的一端密封固定于后阀盖，另一端封装有后盖，所述隔离活塞和后阀盖之间形成所述储油腔，所述隔离活塞和后盖之间形成有恒压腔，所述后盖内设置有连通于恒压腔的进气孔和出气孔，其中，进气孔连通于外部压缩空气，出气孔通过卸压阀连通于外部。
11.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述后阀盖内设置有分别连通于储油腔的出油孔和回油孔。
12.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述连接法兰的一侧向外凸伸有安装凸台，所述伺服电机固定于所述安装凸台，并通过联轴器驱动连接于油泵，所述油路分配器固定于连接法兰相邻于安装凸台的侧面。
13.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述连接法兰内分别设置有连通于进程腔的第二进出油孔、连通于工作腔的第三进出油孔和连通于充液阀的补油孔。
14.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述前盖通过前盖安装板密封连接于缸筒的对应端部，其中，前盖安装板通过第一螺栓连接于连接法兰，前盖内设置有连通于返程腔的第三进出油孔。
15.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述油路分配器包括阀板和设置于阀板的插装阀。
16.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述油泵为正反转油泵。
17.进一步地，在上述的多级电液伺服缸中，所述储油腔、进程腔、以及返程腔和工作腔均设置有注油排气组孔。
18.与现有技术相比，本发明的优点在于：该多级电液伺服缸结构简单，同时设置的进程腔、工作腔和返程腔，实现高速进程和返程、以及低速高压工作，储油装置自带储油腔，用于多级液压缸的补油和回油，方便整体安装，实现该缸360
°
任意角度安装，扩大适用范围，同吨位的压力输出，大幅度减少伺服电机的功率，降低成本投入，配合能够正反转的油泵，实现液压油的内循环，避免氧化现象的发生，节省能耗达70％。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1所示为本发明一具体实施例中多级电液伺服缸的结构示意图。
21.图2所示为本发明一具体实施例中多级电液伺服缸的分解示意图。
22.图3所示为本发明一具体实施例中多级电液伺服缸的控制示意图。
23.图4所示为本发明一具体实施例中后阀盖的结构示意图。
24.图5所示为本发明一具体实施例中连接法兰的结构示意图。
25.图6所示为本发明一具体实施例中前盖的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.参图1至图6所示，一种多级电液伺服缸，包括：
30.多级液压缸1，用于输出压力的执行元件，包括缸筒11、滑动于缸筒11内的活塞杆12和滑动于活塞杆12内的内置活塞杆13，其中，缸筒11的两端分别封装有前盖14和连接法兰15，活塞杆12和缸筒11之间形成多级驱动腔，分别包括前盖14和活塞杆12之间的返程腔以及活塞杆12和连接法兰15之间的工作腔，内置活塞杆13内和活塞杆12之间形成进程腔；
31.储油装置2，用于多级液压缸的补油和回油，包括储油腔，储油腔通过充液阀21连通于工作腔，储油腔通过油路系统分别连通于返程腔、工作腔和进程腔；
32.油路系统3，用于驱动液压油流动和控制液压油走向，包括伺服电机31驱动的油泵32，油泵32通过油路分配器33分别连通于储油腔、返程腔、工作腔和进程腔。
33.该技术方案中，活塞杆的活塞部分设置密封圈和导向环等常规结构，密封滑动于缸筒内壁，并将多级驱动腔间隔为返程腔(有杆腔)和工作腔(无杆腔)，活塞杆靠近其活塞部分的一侧端面中心设置有盲孔，且盲孔的端部固定有密封活塞121，内置活塞杆滑动贯穿密封活塞，并延伸至盲孔内，与盲孔内壁之间形成进程腔，其中，内置活塞杆靠近连接法兰的一端凹设有安装槽，并通过卡板131固定于连接法兰，密封活塞的内壁设置有密封圈，和内置活塞杆的外壁形成滑动密封，使用过程中，首先向进程腔注泵入液压油，推动工作活塞快速行进，进程腔的截面积大于返程腔的截面积，返程腔内的液压油通过泵反抽并入进程腔，不够的部分由储油装置补足，在此过程中，工作腔内的压力小于储油腔的压力，充液阀被打开，向工作腔内补充液压油，活塞杆行进至设定的工作位置时(通过接近传感器或延时等常规方式设定)，同时向工作腔内泵入高压油，推动活塞杆，并迫使充液阀关闭，实现大吨位压力输出，完成对应的压力输出后，伺服电机带动油泵反转，向返程腔内泵入液压油，进程腔内的液压油被反抽至返程腔和储油腔，充液阀的导引压入口亦充入液压油，迫使充液阀打开，工作腔内的液压油被挤入储油腔，该多级电液伺服缸结构简单，同时设置的进程腔、工作腔和返程腔，实现活塞杆的高速进程和返程、以及低速高压工作，储油装置自带储油腔，用于多级液压缸的补油和回油，结构紧凑，方便整体安装，实现该缸360
°
任意角度安装，扩大适用范围，同吨位的压力输出，大幅度减少伺服电机的功率，降低成本投入，实现液压油的内循环，避免氧化现象的发生，节省能耗达70％。
34.示例性地，参见图1至图3所示，充液阀21的两侧分别通过前阀盖211和后阀盖212固定于多级液压缸和储油装置。
35.该技术方案中，充液阀选用现有技术记载的结构即可，通过前阀盖和后阀盖内置于多级液压缸和储油装置之间，减少空间占用，便于整体布局，前阀盖和后阀盖背离充液阀的端面均凸伸有密封凸台，配合密封圈等装置，实现和储油腔以及连接法兰之间的密封连接。
36.示例性地，参见图2和图3所示，储油装置2包括储油缸筒22和滑动于储油缸筒22内的隔离活塞23，其中，储油缸筒22的一端密封固定于后阀盖212，另一端封装有后盖24，隔离活塞23和后阀盖212之间形成储油腔，隔离活塞23和后盖24之间形成有恒压腔，后盖24内设
置有连通于恒压腔的进气孔和出气孔，其中，进气孔连通于外部压缩空气，出气孔通过卸压阀(未图示)连通于外部。
37.该技术方案中，进气孔通过恒压阀等连通于外部6bar的压缩空气，配合卸压阀的作用，保证恒压腔内始终保持6bar的压力，即储油腔内的液压油始终保持6bar的压力，从而使得工作腔、进程腔和返程腔始终处于带压状态，可实现该缸360
°
任意角度的安装，其中，后盖通过双头螺栓连接于后阀盖。
38.示例性地，参见图2和图4所示，后阀盖212内设置有分别连通于储油腔的出油孔和回油孔。
39.该技术方案中，后阀盖侧面还设置有与充液阀对应的让位槽，避免干涉充液阀的安装，用于油路系统的供油和回油。
40.示例性地，参见图2和图5所示，连接法兰15的一侧向外凸伸有安装凸台151，伺服电机31固定于安装凸台，并通过联轴器33驱动连接于油泵32，油路分配器33固定于连接法兰15相邻于安装凸台的侧面。
41.该技术方案中，伺服电机和油泵的安装方式及连接结构均属于现有技术，联轴器外套设有油泵钟罩34，通过安装凸台将伺服电机和油泵集成到多级液压缸的一侧，油路系统由伺服电机的伺服控制系统控制，为油路系统提供动力源。
42.示例性地，参见图2和图5所示，连接法兰15内分别设置有连通于进程腔的第二进出油孔152、连通于工作腔的第三进出油孔153和连通于充液阀21的补油孔154。
43.该技术方案中，补油孔的数量为三个，其中一个与第三进出油孔的部分油道重合，工作腔泵入高压油时，同时作用于充液阀，将充液阀关闭，还有一个与工作腔对应的注油排气组孔中的部分油道重合，注油排气过程中，充液阀同样处于关闭状态，保证多级驱动腔内的空气排尽。
44.示例性地，参见图2和图6所示，前盖14通过前盖安装板16密封连接于缸筒11的对应端部，其中，前盖安装板16通过第一螺栓连接于连接法兰15，前盖14内设置有连通于返程腔的第三进出油孔。
45.该技术方案中，八根第一螺栓为单头螺栓，一端加工外螺纹，另一端加工螺纹孔，其中，外螺纹的一端贯穿连接法兰和前阀盖后连接于后阀盖，螺纹孔的一端通过外部螺丝固定于前盖安装板，前盖外端加工有台阶，通过前盖安装板和台阶配合将前盖固定于缸筒的对应端部，其中，前盖和缸筒之间通过密封凸台和密封圈等常规结构密封连接，前盖内与活塞杆之间滑动密封设置。
46.示例性地，参见图1至图3所示，油路分配器33包括阀板和设置于阀板的插装阀。
47.该技术方案中，阀板内的油道以及插板阀的设置按照图3油路控制图布置即可，进程腔供油时，伺服电机带动油泵正转，液压油将左侧单向阀导通，同时，左侧电磁阀导通，返程腔内的液压油被挤出，工作腔侧压力减小，充液阀被打开，储油腔内的液压油补充至工作腔内，活塞杆快速行进；工作腔供油时，右侧电磁阀导通，高压油泵入工作腔，充液阀被关闭，输出大吨位压力；完成压力输出后，伺服电机带动油泵反转，返程腔供油，打开右侧单向阀和充液阀，进程腔内的液压油回流至储油腔和返程腔，工作腔内的液压油通过充液阀回流至储油腔，油路中还接有泄压阀，保证油路安全，泄压阀同样以插装阀的形式设置于阀板，整个油路分配器集成化，油泵和储油腔等通过带接头的油管接通至油路分配器即可。
48.示例性地，油泵32为正反转油泵32。
49.该技术方案中，油泵利用现有技术记载的结构即可，如选用公司的pl系列的正反转油泵，实现液压油的内循环，避免氧化现象的发生。
50.示例性地，参见图2至图6所示，储油腔、进程腔、以及返程腔和工作腔均设置有注油排气组孔。
51.该技术方案中，返程腔和工作腔共用一个排气孔，并分别设置注油孔，使用前，通过注油排气组孔，向进程腔、工作腔、返程腔和储油腔内注入液压油，并将空气排尽，避免使用过程中，出现振动、颤抖和慢速爬行等不良情况。
52.综上所述，该多级电液伺服缸结构简单，同时设置的进程腔、工作腔和返程腔，实现高速进程和返程、以及低速高压工作，储油装置自带储油腔，用于多级液压缸的补油和回油，方便整体安装，实现该缸360
°
任意角度安装，扩大适用范围，同吨位的压力输出，大幅度减少伺服电机的功率，降低成本投入，配合能够正反转的油泵，实现液压油的内循环，避免氧化现象的发生，节省能耗达70％。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
54.以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种多级电液伺服缸，其特征在于，包括：多级液压缸，用于输出压力的执行元件，包括缸筒、滑动于缸筒内的活塞杆和滑动于活塞杆内的内置活塞杆，其中，缸筒的两端分别封装有前盖和连接法兰，活塞杆和缸筒之间形成多级驱动腔，分别包括前盖和活塞杆之间的返程腔以及活塞杆和连接法兰之间的工作腔，内置活塞杆内和活塞杆之间形成进程腔；储油装置，用于多级液压缸的补油和回油，包括储油腔，所述储油腔通过充液阀连通于工作腔，所述储油腔通过油路系统分别连通于返程腔、工作腔和进程腔；油路系统，用于驱动液压油流动和控制液压油走向，包括伺服电机驱动的油泵，所述油泵通过油路分配器分别连通于储油腔、返程腔、工作腔和进程腔。2.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述充液阀的两侧分别通过前阀盖和后阀盖固定于多级液压缸和储油装置。3.根据权利要求2所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述储油装置包括储油缸筒和滑动于储油缸筒内的隔离活塞，其中，储油缸筒的一端密封固定于后阀盖，另一端封装有后盖，所述隔离活塞和后阀盖之间形成所述储油腔，所述隔离活塞和后盖之间形成有恒压腔，所述后盖内设置有连通于恒压腔的进气孔和出气孔，其中，进气孔连通于外部压缩空气，出气孔通过卸压阀连通于外部。4.根据权利要求3所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述后阀盖内设置有分别连通于储油腔的出油孔和回油孔。5.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述连接法兰的一侧向外凸伸有安装凸台，所述伺服电机固定于所述安装凸台，并通过联轴器驱动连接于油泵，所述油路分配器固定于连接法兰相邻于安装凸台的侧面。6.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述连接法兰内分别设置有连通于进程腔的第二进出油孔、连通于工作腔的第三进出油孔和连通于充液阀的补油孔。7.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述前盖通过前盖安装板密封连接于缸筒的对应端部，其中，前盖安装板通过第一螺栓连接于连接法兰，前盖内设置有连通于返程腔的第三进出油孔。8.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述油路分配器包括阀板和设置于阀板的插装阀。9.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述油泵为正反转油泵。10.根据权利要求1所述的多级电液伺服缸，其特征在于：所述储油腔、进程腔、以及返程腔和工作腔均设置有注油排气组孔。
技术总结本发明公开了一种多级电液伺服缸，包括多级液压缸、储油装置和油路系统，其中，多级液压缸包括缸筒、滑动于缸筒内的活塞杆和滑动于活塞杆内的内置活塞杆，其中，缸筒的两端分别封装有前盖和连接法兰，活塞杆和缸筒之间形成多级驱动腔，分别包括前盖和活塞杆之间的返程腔以及活塞杆和连接法兰之间的工作腔，内置活塞杆内和活塞杆之间形成进程腔；储油装置包括储油腔，储油腔通过油路系统分别连通于返程腔、工作腔和进程腔；油路系统包括伺服电机驱动的油泵，油泵通过油路分配器连通于储油腔、返程腔、工作腔和进程腔。本发明所述的多级电液伺服缸结构简单，同时设置的进程腔、工作腔、返程腔和储油腔，实现高速进程和返程、以及低速高压工作。压工作。压工作。
技术研发人员：曾祥迅
受保护的技术使用者：苏州施米特机械有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
