本發(fā)明涉及油缸領(lǐng)域，尤其涉及一種雙作用雙出桿初末位機(jī)械鎖緊油缸。

背景技術(shù)：

在深海載人潛水器領(lǐng)域，存在諸多直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、或有限往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，且行程末位需可靠鎖緊的機(jī)構(gòu)，而在深海工況，液壓鎖失去了其在陸上的功能，因此傳統(tǒng)的油缸加液壓鎖的方案并不適用于深海領(lǐng)域，這時(shí)往往需要分別設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和鎖緊機(jī)構(gòu)才能滿足使用需求，而這些機(jī)構(gòu)除了本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且為了滿足深海工況下的耐腐、耐壓要求，機(jī)構(gòu)的體積、重量以及技術(shù)難度會(huì)顯著增加，這對(duì)對(duì)體積、重量、可靠性要求嚴(yán)格的深海載人潛水器是非常不利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有問(wèn)題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種雙作用雙出桿初末位機(jī)械鎖緊油缸，其不僅具有體積小、重量輕、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，而且還實(shí)現(xiàn)了行程末端活塞桿的有效機(jī)械鎖緊。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種雙作用雙出桿初末位機(jī)械鎖緊油缸，包括缸體，于所述缸體的兩端分別連接左缸蓋及右缸蓋，活塞桿通過(guò)所述左缸蓋及右缸蓋貫穿安裝于所述缸體內(nèi)，于所述缸體的外周、以所述缸體的軸線為中心對(duì)稱設(shè)置多個(gè)第一臺(tái)階，于各第一臺(tái)階上均設(shè)置用于將活塞桿機(jī)械鎖定或解鎖的卡塊油缸，于所述缸體一側(cè)的各第一臺(tái)階內(nèi)還設(shè)置順序閥，于所述缸體另一側(cè)的各第一臺(tái)階內(nèi)還設(shè)置單向閥，沿所述活塞桿的外周分別向外延伸形成第一楔形臺(tái)階、第二楔形臺(tái)階。

其進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

所述卡塊小油缸包括與第一臺(tái)階的臺(tái)階面固接的法蘭安裝盤，所述法蘭安裝盤與第一臺(tái)階之間設(shè)置卡塊，所述卡塊的一端通過(guò)復(fù)位彈簧與第一臺(tái)階的內(nèi)端頂部抵接，所述卡塊的另一端貫穿安裝第一臺(tái)階；

所述第一臺(tái)階自下而上形成三級(jí)階梯，所述法蘭安裝盤的內(nèi)部由第一內(nèi)孔、第二內(nèi)孔、第三內(nèi)孔連接形成階梯形內(nèi)腔，所述第一臺(tái)階中的第二級(jí)臺(tái)階的外圈與所述第三內(nèi)孔配合，于所述第一臺(tái)階上還開設(shè)用于安裝卡塊另一端的貫通孔，所述貫通孔與缸體內(nèi)腔連通；

所述卡塊包括一對(duì)第三臺(tái)階，在一對(duì)第三臺(tái)階之間形成用于安裝密封圈的第一密封圈安裝槽，在一個(gè)第三臺(tái)階的一端連接第二臺(tái)階，于所述第二臺(tái)階上開設(shè)用于安裝復(fù)位彈簧的沉孔，于另一個(gè)第三臺(tái)階的一端與第四臺(tái)階的一端連接，沿所述第四臺(tái)階的外圈設(shè)置第二密封圈安裝槽，在所述第四臺(tái)階的另一端分別設(shè)置第二楔形面及第二垂直面之間形成夾角α；

于所述第一臺(tái)階與法蘭安裝盤的配合處、在所述法蘭安裝盤內(nèi)還安裝第一密封圈，于所述缸體一側(cè)的各法蘭安裝盤上均開設(shè)第一油孔，于所述缸體另一側(cè)的各法蘭安裝盤上均開設(shè)第二油孔，以所述缸體軸線為中心對(duì)稱的一個(gè)第一油孔與第二油孔之間接同一根油管；

于所述缸體一側(cè)的各第一臺(tái)階內(nèi)還開設(shè)用于安裝順序閥的順序閥安裝孔，于所述缸體另一側(cè)的各第一臺(tái)階內(nèi)還開設(shè)用于安裝單向閥的單向閥安裝孔，所述順序閥包括第一閥座、第一閥芯及第一調(diào)壓彈簧；所述單向閥包括第二閥座、第二閥芯及第二調(diào)壓彈簧；

所述第一楔形臺(tái)階及第二楔形臺(tái)階均包括一第一楔形面，所述第一楔形面通過(guò)過(guò)渡圓角連接第一垂直面，于所述第一楔形面的端部還連接小臺(tái)階，所述小臺(tái)階的臺(tái)階面高于所述活塞桿的外表面，所述第一楔形面與第一垂直面之間形成夾角β；

若所述活塞桿收縮時(shí)，各第二楔形臺(tái)階中的小臺(tái)階與右缸蓋的右缸蓋內(nèi)端面之間形成不大于0.2mm的間隙，若所述活塞桿伸出時(shí)，各第一楔形臺(tái)階中的小臺(tái)階與左缸蓋的左缸蓋內(nèi)端面之間也形成不大于0.2mm的間隙；

所述第一臺(tái)階為圓形臺(tái)階，各第一臺(tái)階的中軸線與缸體的軸線互為垂直。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，本發(fā)明中活塞桿處于完全縮回或完全伸出兩個(gè)位置時(shí)均能被有效的機(jī)械鎖定，不論活塞桿頭部被施加正負(fù)載或負(fù)負(fù)載，活塞桿均能保持原位，在本發(fā)明中將第一楔形臺(tái)階或第二楔形臺(tái)階位于卡塊第二垂直面及缸蓋內(nèi)端面之間的間隙設(shè)置為不超過(guò)0.2mm，保證了本發(fā)明的鎖緊精度，各卡塊油缸形成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與各楔形臺(tái)階形成的鎖緊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了活塞桿的機(jī)械鎖緊，同時(shí)本發(fā)明可以直接應(yīng)用于深海裝備的液壓系統(tǒng)本發(fā)明還具有體積小巧、重量輕便及可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明在A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明在B處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明在C處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中卡塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、活塞桿；101、第一臺(tái)階；102、貫通孔；103、順序閥安裝孔；104、單向閥安裝孔；2、缸體；201、第一楔形臺(tái)階；2011、小臺(tái)階；2012、第一楔形面；2013、過(guò)渡圓角；2014、第一垂直面；202、第二楔形臺(tái)階；3、卡塊油缸；301、法蘭安裝盤；3011、第一油孔；3012、第二油孔；3014、第一內(nèi)孔；3015、第二內(nèi)孔；3016、第三內(nèi)孔；302、復(fù)位彈簧；303、卡塊；3031、沉孔；3032、第二臺(tái)階；3033、第三臺(tái)階；3034、第四臺(tái)階；3035、第二楔形面；3036、第二垂直面；3037、第一密封圈安裝槽；3038、第二密封圈安裝槽；4、順序閥；401、第一閥座；402、第一閥芯；403、第一調(diào)壓彈簧；5、單向閥；501、第二閥座；502、第二閥芯；503、第二調(diào)壓彈簧；6、左缸蓋；601、左缸蓋內(nèi)端面；7、右缸蓋；701、右缸蓋內(nèi)端面。

具體實(shí)施方式

下面說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種雙作用雙出桿初末位機(jī)械鎖緊油缸包括缸體2，于缸體2的兩端分別連接左缸蓋6及右缸蓋7，活塞桿1通過(guò)左缸蓋6及右缸蓋7貫穿安裝于缸體2內(nèi)，如圖1所示，于缸體2的外周、以缸體2的軸線為中心對(duì)稱設(shè)置多個(gè)第一臺(tái)階101，上述各第一臺(tái)階101為圓形臺(tái)階，各第一臺(tái)階101的中軸線與缸體2的軸線互為垂直。如圖1所示，于各第一臺(tái)階101上均設(shè)置用于將活塞桿1機(jī)械鎖定或解鎖的卡塊油缸3，本發(fā)明中，卡塊油缸3為4個(gè)，于缸體2一側(cè)的各第一臺(tái)階101內(nèi)還設(shè)置順序閥4，于缸體2另一側(cè)的各第一臺(tái)階101內(nèi)還設(shè)置單向閥5，沿活塞桿1的外周分別向外延伸形成第一楔形臺(tái)階201、第二楔形臺(tái)階202。如圖1、圖4所示，所述第一楔形臺(tái)階201及第二楔形臺(tái)階202均包括一第一楔形面2012，第一楔形面2012通過(guò)過(guò)渡圓角2013連接第一垂直面2014，于第一楔形面2012的端部還連接小臺(tái)階2011，小臺(tái)階2011的臺(tái)階面高于活塞桿1的外表面，第一楔形面2012與第一垂直面2014之間形成夾角β。

如圖2、圖3所示，上述卡塊小油缸3包括與第一臺(tái)階101的臺(tái)階面固接的法蘭安裝盤301，法蘭安裝盤301與第一臺(tái)階101之間設(shè)置卡塊303，卡塊303的一端通過(guò)復(fù)位彈簧302與第一臺(tái)階101的內(nèi)端頂部抵接，卡塊303的另一端貫穿安裝第一臺(tái)階101。如圖1、圖2及圖3所示，上述第一臺(tái)階101自下而上形成三級(jí)階梯，法蘭安裝盤301的內(nèi)部由第一內(nèi)孔3014、第二內(nèi)孔3015、第三內(nèi)孔3016連接形成階梯形內(nèi)腔，第一臺(tái)階101中的第二級(jí)臺(tái)階的外圈與第三內(nèi)孔3016配合，于第一臺(tái)階101上還開設(shè)用于安裝卡塊303另一端的貫通孔102，貫通孔102與缸體2內(nèi)腔連通。

如圖2、圖3及圖5所示，卡塊303包括一對(duì)第三臺(tái)階3033，在一對(duì)第三臺(tái)階3033之間形成用于安裝密封圈的第一密封圈安裝槽3037，在一個(gè)第三臺(tái)階3033的一端連接第二臺(tái)階3032，于第二臺(tái)階3032上開設(shè)用于安裝復(fù)位彈簧302的沉孔3031，于另一個(gè)第三臺(tái)階3033的一端與第四臺(tái)階3034的一端連接，沿第四臺(tái)階3034的外圈設(shè)置第二密封圈安裝槽3038，在第四臺(tái)階3034的另一端分別設(shè)置第二楔形面3035及第二垂直面3036之間形成夾角α。如圖2所示，上述卡塊303中各第三臺(tái)階3033的外周均與第二內(nèi)孔3015的內(nèi)孔壁配合，所述第二臺(tái)階3032的外周與第一內(nèi)孔3014的內(nèi)孔壁配合。于第一臺(tái)階101與法蘭安裝盤301的配合處、在法蘭安裝盤301內(nèi)還安裝第一密封圈，于缸體2一側(cè)的各法蘭安裝盤301上均開設(shè)第一油孔3011，于缸體2另一側(cè)的各法蘭安裝盤301上均開設(shè)第二油孔3012，以缸體2軸線為中心對(duì)稱的一個(gè)第一油孔3011與第二油孔3012之間接同一根油管。

如圖1、圖2、圖3所示，于缸體2一側(cè)的各第一臺(tái)階101內(nèi)還開設(shè)用于安裝順序閥4的順序閥安裝孔103，于缸體2另一側(cè)的各第一臺(tái)階101內(nèi)還開設(shè)用于安裝單向閥5的單向閥安裝孔104，順序閥4包括第一閥座401、第一閥芯402及第一調(diào)壓彈簧403；單向閥5包括第二閥座501、第二閥芯502及第二調(diào)壓彈簧503。在上述各法蘭安裝盤301內(nèi)，復(fù)位彈簧302伸入沉孔3031中的長(zhǎng)度大于其伸出沉孔3031的長(zhǎng)度。

本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下：

如圖1、圖2、圖3及圖4所示，以活塞桿1左側(cè)出桿為例，圖1所示為本發(fā)明中活塞桿處于完全縮回的初始狀態(tài)，在該狀態(tài)時(shí)，各第二楔形臺(tái)階202中的小臺(tái)階2011與右缸蓋7的右缸蓋內(nèi)端面701之間形成不大于0.2mm的間隙，若活塞桿1伸出時(shí)，各第一楔形臺(tái)階201中的小臺(tái)階2011與左缸蓋6的左缸蓋內(nèi)端面601之間也形成不大于0.2mm的間隙。此時(shí)活塞桿1伸出缸體2的一端不論被施加正負(fù)載或負(fù)負(fù)載時(shí)，活塞桿1均處于機(jī)械鎖定狀態(tài)，其原因是以缸體2軸線為中心對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)卡塊油缸3中的各卡塊303均伸出貫通孔102，使卡塊303的第二垂直面3036與第二楔形臺(tái)階202的第一垂直面2014相抵接。于缸體2伸出活塞桿1一端的各卡塊油缸3的第一油孔3011及第二油孔3012接通同一根油管(該卡塊油缸3位于圖1中右上及右下)，油液介質(zhì)進(jìn)入各卡塊油缸3的階梯形內(nèi)腔后、逐漸充滿并推動(dòng)卡塊303向法蘭安裝盤301的第一內(nèi)孔3014處位移，如圖2所示，當(dāng)其中一個(gè)卡塊油缸3(該卡塊油缸3位于右上)中的油壓壓力達(dá)到順序閥4中第一調(diào)壓彈簧403的的調(diào)定壓力時(shí)，順序閥4的第一閥芯402打開，使油液介質(zhì)進(jìn)入缸體2內(nèi)部并推動(dòng)活塞桿1向缸體2另一端伸出，上述缸體2待伸出活塞桿1一端的一個(gè)卡塊油缸3(該卡塊油缸3位于圖1中的左下)內(nèi)的單向閥5及第二油孔3012回油，活塞桿1在位移過(guò)程中其第一楔形臺(tái)階201的第一楔形面2012與各卡塊油缸3(該卡塊油缸3位于圖1中的左上及左下)中卡塊303的第二楔形面3035，使上述各卡塊油缸3中(該卡塊油缸3位于圖1中的左上及左下)中的卡塊303推起，此時(shí)活塞桿1繼續(xù)位移，當(dāng)?shù)谝恍ㄐ闻_(tái)階201超過(guò)上述各卡塊303的第二楔形面3035時(shí)，各卡塊油缸(該卡塊油缸3位于圖1中的左上及左下)中卡塊303受復(fù)位彈簧302影響重新伸入缸體2的內(nèi)部，使第一楔形臺(tái)階201位于卡塊303中的第二垂直面3036與左缸蓋6的左缸蓋內(nèi)端面601內(nèi)，在該狀態(tài)下活塞桿1處于完全伸出狀態(tài)(該伸出狀態(tài)與圖1中活塞桿1的伸出位置相反)，在該狀態(tài)下不論活塞桿1被施加正負(fù)載及負(fù)負(fù)載，該活塞桿1均被機(jī)械鎖定。

上述第一調(diào)壓彈簧403與第二調(diào)壓彈簧503的設(shè)定壓力高于復(fù)位彈簧302的調(diào)定壓力。上述α角與β角的角度均相同。

以上描述是對(duì)本發(fā)明的解釋，不是對(duì)發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求，在不違背本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。