一种带组合液压缸的紧凑型矢量回转机构
技术领域
本实用新型涉及液压缸的技术领域，具体为一种带组合液压缸的紧凑型矢量回转机构。
背景技术
目前，能实现负载的旋转运动的液压缸有以下两大类：
1)活塞式摆动液压缸(包括齿轮齿条式、螺旋活塞式、链式、曲柄式及来复式)均是采用机械结构实现负载的旋转运动。但机械结构自身所固有的摩擦力、死区、寿命都极大的影响它的使用。
2)叶片式摆动液压缸，无需任何变速机构，可实现负载的旋转运动。但运动部位的密封困难，加工复杂，价格昂贵。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种带组合液压缸的紧凑型矢量回转机构，其结构简单、整体刚性好、占用面积小，输出转角达到360°，其机械效率高、可靠性高。
一种带组合液压缸的紧凑型矢量回转机构，其特征在于：其包括两组直线液压缸，具体为第一直线液压缸组、第二直线液压缸组，其还包括有固支座，两个所述直线液压缸组的输出端在空间上成90°布置，所述第一直线液压缸组包括两组第一直线液压缸组件，每个第一直线液压缸组件包括至少一个第一直线液压缸，所述第二直线液压缸组包括至少两个第二直线液压缸，所述第一直线液压缸包括第一缸体、第一活塞，所述第二直线液压缸均包括有第二缸体、第二活塞，所述固支座的两端平行布置有两组所述第一直线液压缸组件所分别对应的第一活塞，每个所述第一活塞上分别设置有对应的第一缸体，每端的第一直线液压缸组件的第一缸体组合形成第一一体缸体，两组所述第一一体缸体的相向端面的Z轴方向设置有内凹避让槽，所有的第二缸体固接形成整体的输出缸体，每根所述第二活塞的长度方向端部分别固接于对应端的第一一体缸体的内凹避让槽的对应端部，所述输出缸体固接有输入轴，所述输入轴对应固装于输出轴的偏心位置，所述输入轴的中心轴和所述输出轴的中心轴之间的偏心距离为r，所述输出轴的外环面通过轴承安装于固支座的对应输出孔；控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸组的输入端，每组内的直线液压缸同步驱动动作，每组内的每个直线液压缸的缸体作为输出端的活动距离不小于2r。
其进一步特征在于：
两端的第一直线液压缸组件的第一直线液压缸的数量相同；
两端的第一直线液压缸组件的第一直线液压缸的数量不同；
所述第一直线液压缸的第一缸体的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸的第二缸体的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两组直线液压缸组运动组合形成一个XY坐标系的平面，所述第一直线液压缸组内的第一活塞的位置固定，每个第二直线液压缸的第二活塞的长度方向的端部固接于对应的第一一体缸体的内凹避让槽的对应端部，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接每个所述直线液压缸的输入端，所有的第二缸体固接于安装框架上，所述安装框架朝向预设输出轴的位置固装有输入轴，所述输入轴的输出端固装于所述输出轴的偏心安装孔内；
所述第一直线液压缸的第一缸体的运动方向为Y坐标系的纵向运动、第二直线液压缸的第二缸体的运动方向为X坐标系的横向运动，两组直线液压缸组运动组合形成一个XY坐标系的平面，所述第一直线液压缸组内的第一活塞的位置固定，每个第二直线液压缸的第二活塞的长度方向的端部固接于对应的第一一体缸体的内凹避让槽的对应端部，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接每个所述直线液压缸的输入端，所有的第二缸体固接于安装框架上，所述安装框架朝向预设输出轴的位置固装有输入轴，所述输入轴的输出端固装于所述输出轴的偏心安装孔内；
优选地，两端的第一直线液压缸组件的第一直线液压缸的数量均为一；所述安装框架内固装有两个所述第二直线液压缸的第二缸体，其使得结构简单、且确保刚性；
所述固支座的内腔内布置有对应的第一直线液压缸组、第二直线液压缸组，所述固支座还包括有一平行于XY坐标系的平面端板，所述平面端板对应于所述输出轴的位置设置有所述输出孔，所述输出轴通过轴承定位安装于所述输出孔，上环板盖装定位对应轴承的外圈，所述输入轴的大径端定位于所述偏心安装孔内，所述输入轴的小径端外凸并通过螺钉固接所述安装框架的对应定位孔，端盖盖装于所述输出轴的外露端面、并盖装于对应轴承的内圈；
所述内凹避让槽设置于所述第一一体缸体的靠近所述平面端板的位置，其使得整个结构的布置方便可靠；
优选地，所述第一一体缸体的朝向所述平面端板的端面设置有下凸连接板，所述下凸连接板固接于所述第一一体缸体，所述下凸连接板的一侧和所述第一一体缸体之间组合形成内凹避让槽，所述内凹避让槽的Z轴间距确保安装框架沿着内凹避让槽驱动，所述第二活塞的端部分别固接于对应位置的下凸连接板，其使得液压缸外置对应的下凸连接板即可形成内凹避让槽，无需改变液压缸的结构，使得结构简单可靠，且缩短了X轴/或Y轴向的占用面积；
所述输出轴的中心点为XY坐标系原点，所述原点的半径r的圆周上各个点的坐标被预先输入进入控制器内，所述控制器根据输出点的位置实施调整第一直线液压缸组、第二直线液压缸组的运动参数，使得输出点以半径r做圆周运动；
所述控制器在工作状态下实时计算圆周上的输出点的下一运动点的坐标和此时的坐标的矢量差值，然后分解到对应的X坐标轴和Y坐标轴上，之后驱动第一直线液压缸组、第二直线液压缸组的输出缸体做对应的矢量动作，使得输出点以半径r做圆周运动。
采用本实用新型后，由控制器发出指令，驱动电磁阀控制第一直线液压缸组的第一缸体沿着第一活塞输出X轴方向的运动，同时由控制器发出指令，驱动对应的电磁阀控制第一直线液压缸组的第二缸体沿着第二活塞输出Y轴方向的运动，两个直线液压缸组的输出运形成矢量作用，使输入轴以半径r做圆周运动，进而实现输出轴的旋转运动，其结构简单，输出转角达到360°，其机械效率高、可靠性高，由于X轴、Y轴方向均布置有至少两个直线液压缸，其使得结构的整体刚性好；由于两组第一一体缸体的相向端面的Z轴方向设置有内凹避让槽，所有的第二缸体固接形成整体的输出缸体，每根第二活塞的长度方向端部分别固接于对应端的第一一体缸体的内凹避让槽的对应端部，其使得第二活塞所对应的X轴/或Y轴所占用的尺寸缩小，使得整个机构所占用的面积小。
附图说明
图1为本实用新型的具体实施例一的立体图示意简图(去除固支座的前端部分)；
图2为图1的主视图结构示意简图；
图3为图1的侧视图结构示意简图；
图4为图3的A-A剖视图结构示意图；
图5为本实用新型所建立XY坐标平面；
图中序号所对应的名称如下：
固支座1、平面端板101、第一直线液压缸组件2、第一直线液压缸201、第一缸体202、第一活塞203、第二直线液压缸组3、第二直线液压缸301、第二缸体302、第二活塞303、内凹避让槽4、输入轴5、大径端51、小径端52、输出轴6、轴承7、输出孔8、安装框架9、偏心安装孔10、上环板11、螺钉12、端盖13、下凸连接板14。
具体实施方式
一种带组合液压缸的紧凑型矢量回转机构，见图1-图5：其包括两组直线液压缸，具体为第一直线液压缸组、第二直线液压缸组3，其还包括有固支座1，两个直线液压缸组的输出端在空间上成90°布置，第一直线液压缸组包括两组第一直线液压缸组件2，每个第一直线液压缸组件2包括至少一个第一直线液压缸201，第二直线液压缸组3包括至少两个第二直线液压缸301，第一直线液压缸201包括第一缸体202、第一活塞203，第二直线液压缸301均包括有第二缸体302、第二活塞303，固支座1的两端平行布置有两组第一直线液压缸组件2所分别对应的第一活塞203，每个第一活塞203上分别设置有对应的第一缸体202，每端的第一直线液压缸组件2的第一缸体202组合形成第一一体缸体，两组第一一体缸体的相向端面的Z轴方向设置有内凹避让槽4，所有的第二缸体302固接形成整体的输出缸体，每根第二活塞303的长度方向端部分别固接于对应端的第一一体缸体的内凹避让槽4的对应端部，输出缸体固接有输入轴5，输入轴5对应固装于输出轴6的偏心位置，输入轴5的中心轴和输出轴6的中心轴之间的偏心距离为r，输出轴6的外环面通过轴承7安装于固支座1的对应输出孔8；控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接两个直线液压缸组的输入端，每组内的直线液压缸同步驱动动作，每组内的每个直线液压缸的缸体作为输出端的活动距离不小于2r。(控制器和电磁阀部分未画出，属于现有成熟控制结构)
两端的第一直线液压缸组件2的第一直线液压缸201的数量相同或不同均可；
第一直线液压缸201的第一缸体202的运动方向为X坐标系的横向运动、第二直线液压缸301的第二缸体302的运动方向为Y坐标系的纵向运动，两组直线液压缸组运动组合形成一个XY坐标系的平面，第一直线液压缸组内的第一活塞203的位置固定，每个第二直线液压缸301的第二活塞303的长度方向的端部固接于对应的第一一体缸体的内凹避让槽4的对应端部，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接每个直线液压缸的输入端，所有的第二缸体303固接于安装框架9上，安装框架9朝向预设输出轴的位置固装有输入轴5，输入轴5的输出端固装于输出轴6的偏心安装孔10内；
第一直线液压缸201的第一缸体202的运动方向为Y坐标系的纵向运动、第二直线液压缸301的第二缸体302的运动方向为X坐标系的横向运动，两组直线液压缸组运动组合形成一个XY坐标系的平面，第一直线液压缸组内的第一活塞203的位置固定，每个第二直线液压缸301的第二活塞303的长度方向的端部固接于对应的第一一体缸体的内凹避让槽4的对应端部，控制器分别通过独立的电磁阀和线路连接每个直线液压缸的输入端，所有的第二缸体303固接于安装框架9上，安装框架9朝向预设输出轴的位置固装有输入轴5，输入轴5的输出端固装于输出轴6的偏心安装孔10内；
具体实施例，见图1-图4，两端的第一直线液压缸组件2的第一直线液压缸201的数量均为一；安装框架9内固装有两个第二直线液压缸301的第二缸体302，其使得结构简单、且确保刚性；
固支座1的内腔内布置有对应的第一直线液压缸组、第二直线液压缸组3，固支座1还包括有一平行于XY坐标系的平面端板101，平面端板101对应于输出轴6的位置设置有输出孔8，输出轴6通过轴承7定位安装于输出孔8，上环板11盖装定位对应轴承7的外圈，输入轴5的大径端51定位于偏心安装孔10内，输入轴5的小径端52外凸并通过螺钉12固接安装框架9的对应定位孔，端盖13盖装于输出轴6的外露端面、并盖装于对应轴承7的内圈；
内凹避让槽4设置于第一一体缸体的靠近平面端板101的位置，其使得整个结构的布置方便可靠；
第一缸体202的朝向平面端板101的端面设置有下凸连接板14，下凸连接板14固接于第一缸体202，下凸连接板14的一侧和第一缸体202之间组合形成内凹避让槽4，内凹避让槽4的Z轴间距确保安装框架9沿着内凹避让槽4驱动，第二活塞303的端部分别固接于对应位置的下凸连接板14，其使得液压缸外置对应的下凸连接板即可形成内凹避让槽4，无需改变液压缸的结构，使得结构简单可靠，且缩短了X轴/或Y轴向的占用面积；
输出轴6的中心点为XY坐标系原点，原点的半径r的圆周上各个点的坐标被预先输入进入控制器内，控制器根据输出点的位置实施调整第一直线液压缸组、第二直线液压缸组的运动参数，使得输出点以半径r做圆周运动；
控制器在工作状态下实时计算圆周上的输出点的下一运动点的坐标和此时的坐标的矢量差值，然后分解到对应的X坐标轴和Y坐标轴上，之后驱动第一直线液压缸组、第二直线液压缸组的输出缸体做对应的矢量动作，使得输出点以半径r做圆周运动。
具体实施例的工作原理如下：圆周上的任意一点都可分解为X坐标系上的一个点和Y坐标系上的一个点，反之，通过X坐标系上的一个点和Y坐标系上的一个点就可得到圆周上的任意一个点。通过若干个点的组合就可形成一个圆，见图5中点1(X1、Y1)、点2(X2、Y2)、点3(X3、Y3)、点4(X4、Y4)；由控制器发出指令，驱动电磁阀控制第一直线液压缸组的第一缸体沿着第一活塞输出X轴方向的运动，同时由控制器发出指令，驱动对应的电磁阀控制第一直线液压缸组的第二缸体沿着第二活塞输出Y轴方向的运动，两个直线液压缸组的输出运形成矢量作用，使输入轴以半径r做圆周运动，进而实现输出轴的旋转运动，其结构简单，输出转角达到360°，其机械效率高、可靠性高，由于X轴、Y轴方向均布置有至少两个直线液压缸，其使得结构的整体刚性好；由于两组第一一体缸体的相向端面的Z轴方向设置有内凹避让槽，所有的第二缸体固接形成整体的输出缸体，每根第二活塞的长度方向端部分别固接于对应端的第一一体缸体的内凹避让槽的对应端部，其使得第二活塞所对应的X轴/或Y轴所占用的尺寸缩小，使得整个机构所占用的面积小。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
