專(zhuān)利名稱(chēng)：一種封閉式液壓微位移放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓微位移放大器領(lǐng)域，特別涉及一種封閉式液壓微位移放大器，可根據(jù)溫度變化自動(dòng)補(bǔ)償由于工質(zhì)體積變化導(dǎo)致輸出端產(chǎn)生附加微位移的封閉式液壓微位移放大器。
背景技術(shù)：
微位移致動(dòng)器具有體積小、輸出力大、分辨率高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，但其輸出位移只有幾到幾十微米，需要采用一定的位移放大措施，才能滿(mǎn)足其工作行程的要求。而采用帕斯卡原理制成的封閉式液壓微位移放大器，在滿(mǎn)足增大微位移致動(dòng)器工作行程要求的同時(shí)，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、放大率匹配方便，快速響應(yīng)和剛度高的特性。因而，廣泛地受到微位移致動(dòng)器研發(fā)及工程實(shí)踐人員的青睞?，F(xiàn)有的采用帕斯卡原理制成的封閉式液壓微位移放大器，放大率會(huì)受溫度影響。當(dāng)溫度變化時(shí)，將引起封閉腔內(nèi)工質(zhì)體積發(fā)生變化，產(chǎn)生附加位移，這種附加位移將對(duì)封閉式液壓微位移放大器的位移輸出精度造成重大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)難題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，發(fā)明一種封閉式液壓微位移放大器，在封閉的內(nèi)腔中采用微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，克服由于溫升的影響導(dǎo)致微位移放大器封閉腔內(nèi)的工質(zhì)體積發(fā)生變化，來(lái)自動(dòng)補(bǔ)償封閉腔內(nèi)由于溫度變化所引起的輸出端附加微位移。該封閉式液壓微位移放大器分辨率高、精度高，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)剛性好。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種封閉式液壓微位移放大器，其特征是，微位移放大器是封閉式液壓結(jié)構(gòu)，在輸入端大活塞4的內(nèi)腔有微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度變化所引起的封閉腔內(nèi)輸出端的附加微位移；放大器圓殼體13具有左內(nèi)腔A、右內(nèi)腔B、階梯型的上內(nèi)腔C。第一 O型圈5安裝在階梯型的補(bǔ)償活塞3的圓環(huán)中，在輸入端大活塞4的內(nèi)腔里由右向左依次安裝有墊環(huán)7、補(bǔ)償桿6、補(bǔ)償活塞3、左碟形彈簧2，放大器輸入軸I通過(guò)右端螺紋部分與輸入端大活塞4的內(nèi)螺紋連接鎖緊；第二 O型圈8安裝在輸入端大活塞4的圓環(huán)中，輸入端大活塞4安裝在放大器圓殼體13的左內(nèi)腔A中；由墊環(huán)7、補(bǔ)償桿6、補(bǔ)償活塞
3、左碟形彈簧2構(gòu)成微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)；第四O型圈14安裝在階梯型螺塞15的圓環(huán)中，螺塞15安裝在放大器圓殼體13的右內(nèi)腔B中，螺塞15通過(guò)螺紋連接鎖緊在放大器圓殼體13上；第三O型圈12安裝在放大器圓殼體13階梯型上內(nèi)腔C的下圓環(huán)中，帶有圓盤(pán)D的輸出頂桿10安裝在放大器圓殼體13上內(nèi)腔C中，上碟形彈簧11和螺母9依次由下向上安裝在輸出頂桿10的圓盤(pán)D上，通過(guò)螺母9上的螺紋與放大器圓殼體13固定連接。一種封閉式液壓微位移放大器，其特征是，所述的補(bǔ)償桿6采用高熱膨脹系數(shù)材料，補(bǔ)償桿6的端面制成錐形，其錐面分別與補(bǔ)償活塞3和墊環(huán)7上的錐面配合，形成補(bǔ)償腔H ;補(bǔ)償桿6的中間開(kāi)有通油孔，輸入端大活塞4的右端面中心和墊環(huán)7中心加工有通油孔；輸入端大活塞4和輸出頂桿10之間的封閉腔內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)輸入端大活塞4右端面中心的通油孔、墊環(huán)7中心的通油孔以及補(bǔ)償桿6中間的通油孔，進(jìn)入到補(bǔ)償腔E中。本發(fā)明的顯著效果是可根據(jù)溫度變化，自動(dòng)補(bǔ)償工質(zhì)體積變化所導(dǎo)致的輸出端附加微位移，從而可以有效地減小溫度變化對(duì)封閉式液壓微位移放大器位移輸出精度的影響。封閉式液壓微位移放大器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、放大率匹配方便、響應(yīng)快、剛度高。


圖1為封閉式液壓微位移放大器結(jié)構(gòu)圖。其中1.放大器輸入軸，2.左碟形彈簧，
3.補(bǔ)償活塞，4.輸入端大活塞，5.第一 O型圈，6.補(bǔ)償桿，7.墊環(huán)，8.第二 O型圈，9.螺母，10.輸出頂桿，11.上碟形彈簧，12.第三O型圈，13.放大器圓殼體，14.第四O型圈，15.螺塞，A.左內(nèi)腔，B.右內(nèi)腔，C.上內(nèi)腔，D.圓盤(pán)，H.補(bǔ)償腔。
具體實(shí)施例方式下面依據(jù)技術(shù)方案和附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，如附圖1所示，封閉式液壓微位移放大器工作原理是根據(jù)帕斯卡放大原理放大器輸入軸I外接微位移致動(dòng)器輸出軸，微位移致動(dòng)器工作時(shí)產(chǎn)生軸向微位移，該微位移傳遞至放大器輸入軸I并導(dǎo)致輸入端大活塞4產(chǎn)生相同的軸向微位移，該軸向微位移通過(guò)輸入端大活塞4和輸出頂桿10之間的封閉腔內(nèi)的工質(zhì)，將運(yùn)動(dòng)傳遞至輸出頂桿10,由于輸出頂桿10的有效截面積小于輸入端大活塞4的有效截面積，位移便得到放大，其放大率即為輸入端大活塞4右側(cè)有效截面積與輸出頂桿10底部有效截面積的比值。當(dāng)溫度上升時(shí)，導(dǎo)致封閉腔內(nèi)的工質(zhì)體積膨脹，與此同時(shí)，補(bǔ)償桿6由于溫升產(chǎn)生軸向和徑向兩個(gè)方向的熱伸長(zhǎng)變形，并且徑向膨脹通過(guò)錐面轉(zhuǎn)換為軸向伸長(zhǎng)，該熱伸長(zhǎng)變形推動(dòng)補(bǔ)償活塞3向左移動(dòng)，擠壓左碟形彈簧2，封閉腔內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)輸入端大活塞4右端面中心上的通油孔進(jìn)入補(bǔ)償腔H，補(bǔ)償溫升導(dǎo)致的封閉腔內(nèi)的工質(zhì)體積變化，從而自動(dòng)補(bǔ)償溫升產(chǎn)生的附加微位移。當(dāng)溫度下降時(shí)，導(dǎo)致封閉腔內(nèi)的工質(zhì)體積收縮，與此同時(shí)，補(bǔ)償桿6由于溫度降低產(chǎn)生軸向和徑向兩個(gè)方向的熱收縮變形，并且徑向收縮通過(guò)錐面轉(zhuǎn)換為軸向收縮，該熱收縮變形使得左碟形彈簧2推動(dòng)補(bǔ)償活塞3向右移動(dòng)，補(bǔ)償腔H內(nèi)的工質(zhì)通過(guò)輸入端大活塞4右端面中心上的通油孔進(jìn)入到封閉腔中，補(bǔ)償溫降導(dǎo)致的封閉腔內(nèi)的工質(zhì)體積變化，從而自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度降低產(chǎn)生的附加微位移。本發(fā)明所提出的封閉式液壓微位移放大器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、放大率匹配方便、響應(yīng)快、剛度高等優(yōu)點(diǎn)。并可根據(jù)溫度變化，自動(dòng)補(bǔ)償工質(zhì)體積變化所導(dǎo)致的輸出端附加微位移，從而可以有效地減小溫度變化對(duì)封閉式液壓微位移放大器位移輸出精度的影響。特別適用于環(huán)境溫度變化大，工作時(shí)間長(zhǎng)，需要微位移致動(dòng)器位移放大場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種封閉式液壓微位移放大器，其特征是，微位移放大器是封閉式液壓結(jié)構(gòu)，在輸入端大活塞(4)的內(nèi)腔中有微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度變化所引起的封閉內(nèi)腔內(nèi)中輸出端的附加微位移；放大器圓殼體(13)具有左內(nèi)腔(A)、右內(nèi)腔(B)和階梯型的上內(nèi)腔(C)； 第一 O型圈(5)安裝在階梯型的補(bǔ)償活塞(3)的圓環(huán)中，在輸入端大活塞(4)的內(nèi)腔里由右向左依次安裝有墊環(huán)(7)、補(bǔ)償桿(6)、補(bǔ)償活塞(3)、左碟形彈簧(2)，放大器輸入軸(I)通過(guò)右端螺紋部分與輸入端大活塞(4)的內(nèi)螺紋連接鎖緊；第二 O型圈(8)安裝在輸入端大活塞(4)的圓環(huán)中，輸入端大活塞(4)安裝在放大器圓殼體(13)的左內(nèi)腔(A)中；由墊環(huán)(7)、補(bǔ)償桿(6)、補(bǔ)償活塞(3)、左碟形彈簧(2)構(gòu)成微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)； 第四O型圈(14)安裝在階梯型螺塞(15)的圓環(huán)中，螺塞(15)安裝在放大器圓殼體(13)的右內(nèi)腔(B)中，螺塞(15)通過(guò)螺紋固定在放大器圓殼體(13)上； 第三O型圈(12)安裝在放大器圓殼體(13)階梯型上內(nèi)腔(C)的下圓環(huán)中，帶有圓盤(pán)(D)的輸出頂桿(10)安裝在放大器圓殼體(13)上內(nèi)腔(C)中，上碟形彈簧(11)和螺母(9)依次由下向上安裝在輸出頂桿(10)的圓盤(pán)(D)上，通過(guò)螺母(9)上的螺紋與放大器圓殼體(13)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種封閉式液壓微位移放大器，其特征是，所述的補(bǔ)償桿(6)采用高熱膨脹系數(shù)材料，補(bǔ)償桿(6 )的兩個(gè)端面制成錐形，其錐面分別與補(bǔ)償活塞(3 )和墊環(huán)(7)上的錐面配合，形成補(bǔ)償腔(H);補(bǔ)償桿(6)的中間開(kāi)有通油孔，在輸入端大活塞(4)的右端面中心和墊環(huán)(7)中心上加工有通油孔。
全文摘要
本發(fā)明一種封閉式液壓微位移放大器屬于液壓微位移放大器領(lǐng)域，特別涉及一種封閉式液壓微位移放大器，可根據(jù)溫度變化自動(dòng)補(bǔ)償由于工質(zhì)體積變化導(dǎo)致輸出端產(chǎn)生附加微位移的封閉式液壓微位移放大器。微位移放大器是封閉式液壓結(jié)構(gòu)，在輸入端大活塞的內(nèi)腔中有微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，自動(dòng)補(bǔ)償由于溫度變化所引起的封閉內(nèi)腔內(nèi)中輸出端的附加微位移；放大器圓殼體具有左內(nèi)腔、右內(nèi)腔和階梯型的上內(nèi)腔。由墊環(huán)、補(bǔ)償桿、補(bǔ)償活塞和左碟形彈簧構(gòu)成微位移補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。該封閉式液壓微位移放大器分辨率高，精度高，響應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)剛性好。特別適用于環(huán)境溫度變化大，工作時(shí)間長(zhǎng)，需要微位移致動(dòng)器位移放大場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F15B21/00GK103062159SQ201310004279
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者朱林劍, 呂輝龍, 包海濤, 徐志祥, 胡延平, 蘇增榮, 楊桐桐, 魏越 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)