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1、(10)申请公布号 CN 102287408 A (43)申请公布日 2011.12.21 CN 102287408 A *CN102287408A* (21)申请号 201110226273.4 (22)申请日 2011.08.09 F15B 9/14(2006.01) (71)申请人 泸州天府液压件有限公司 地址 646100 四川省泸州市龙马潭区泸州经 济技术开发区民兴路 7 号 (72)发明人 王利 陈斌 (74)专利代理机构 泰和泰律师事务所 51219 代理人 王荣 (54) 发明名称 液压随动回转机构 (57) 摘要 本发明公开了一种液压随动回转机构， 包括 机架、 设于机架上的。
2、两芯轴、 每根芯轴上的小齿 轮、 与机架铰接的两个双作用油缸以及旋阀， 两个 双作用油缸的活塞杆与各自对应的连杆的一端铰 接， 每个连杆的另一端与各自对应的一芯轴相联， 两小齿轮均与一大齿轮啮合， 大齿轮还与一随动 齿轮啮合， 所述旋阀包括阀体、 阀盖、 阀芯、 设于阀 芯上的密封圈， 在阀体上设有进、 出油口和四个工 作油口， 阀体圆周上相间隔的两工作油口分别与 各自的双作用油缸的有杆腔油口或无杆腔油口通 过管路相连 ； 本发明通过旋阀来调节对两个双作 用油缸的有杆腔油口或无杆腔油口进行供油或排 油的顺序， 使得回转机构能实现正、 反向 360的 连续转动和输出大扭矩， 具有结构简单、 使用。
3、范围 广的优点。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 3 页 CN 102287421 A1/1 页 2 1. 一种液压随动回转机构， 包括固设的机架、 通过轴承设于机架上的两芯轴、 通过传 递扭矩的结构设于每根芯轴上的小齿轮、 以及底部均与机架铰接的两个双作用油缸， 两个 双作用油缸的活塞杆与各自对应的连杆的一端铰接， 每个连杆的另一端与各自对应的一芯 轴通过传递扭矩的结构相联， 两小齿轮均与一大齿轮啮合， 其特征在于还包括旋阀和随动 齿轮， 所述大齿轮还与该随动齿轮啮合， 所述旋阀包括阀体、 阀盖、 。
4、阀芯、 设于阀芯上的密封 圈， 在阀体上设有与其内腔相通的进、 出油口和四个工作油口， 进、 出油口沿阀体轴向设置， 四个工作油口在阀体的圆周上均布， 在阀芯圆周上设有与进、 出油口对应的两环槽以及与 四个工作油口对应的两扇形油槽， 两扇形油槽相对设置且相互隔离， 两扇形油槽对应的中 心角大于 90而小于 180， 两扇形油槽和各自对应的一环槽分别通过阀芯内的连接油路 相连， 阀体圆周上相间隔的两工作油口分别与各自的双作用油缸的有杆腔油口或无杆腔油 口通过管路相连 ； 所述随动齿轮通过键装于阀芯的外端部， 两活塞杆的行程大于其对应连 杆的铰接中心与芯轴中心距离的两倍， 两小齿轮和随动齿轮的模数。
5、及齿数均相同。 2. 如权利要求 1 所述的液压随动回转机构， 其特征在于在阀芯相对两侧的圆周上还 分别设有至少一道扇形平衡油槽， 扇形平衡油槽与各自一侧的扇形油槽在圆周上的位置对 应， 两侧的扇形平衡油槽相互隔离并通过各自的平衡油路与相对一侧的扇形油槽的连接油 路相连。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的液压随动回转机构， 其特征在于在旋阀内的阀芯前端外还 设有集油腔， 在旋阀内的阀芯后端还设有中间油腔， 集油腔与中间油腔通过阀芯内的过油 路相连， 所述两连接油路均还与中间油腔相通， 并在两连接油路与中间油腔相邻的一端内 均设有单向阀。 4. 如权利要求 3 所述的液压随动回转机构， 其特。
6、征在于在两扇形油槽的两端均设有流 通截面逐渐减小的节流槽。 权 利 要 求 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A1/5 页 3 液压随动回转机构 技术领域 0001 本发明涉及一种液压随动回转机构。 背景技术 0002 液压随动回转机构广泛用于各种工程机械上， 如平地机， 它通过液压随动回转机 构带动刮板做旋转运动， 以达到平整路面的目的 ； 目前广泛使用的液压随动回转机构主要 有两种， 一种是由液压马达带动的随动回转机构， 其缺点为无法实现回转机构输出大扭矩， 因为该机构的扭矩是由液压马达的流速和流量决定的， 当达到一定的程度后， 要想再。
7、增加 流速和流量将十分困难， 这将限制液压随动回转机构的输出功率和使用范围 ； 另一种液压 随动回转机构， 包括固设的机架、 通过轴承设于机架上的芯轴、 通过传递扭矩的结构设于芯 轴上的小齿轮、 以及底部与机架铰接的一个双作用油缸， 双作用油缸的活塞杆与连杆的一 端铰接， 连杆的另一端与芯轴通过传递扭矩的结构相联， 小齿轮与一大齿轮啮合 ； 该机构通 过交替地对双作用油缸的有杆腔和无杆腔分别供油， 由活塞杆、 连杆带动小齿轮、 大齿轮转 动， 可实现大齿轮的正、 反向转动， 大齿轮再与执行部件连接实现回转运动 ； 但大齿轮只能 在一定的角度范围内正、 反向摆动， 无法实现 360的连续转动， 。
8、这是因为活塞杆在通过连 杆推动小齿轮转动时， 当活塞杆与连杆重合在一条直线上时， 活塞杆无法推动连杆绕其另 一端的芯轴转动， 此时处于死点位置， 且每转一圈存在两个死点位置， 使用此机构无法实现 执行部件的 360连续转动， 这也将限制液压随动回转机构的使用范围 ； 如采用两个双作 用油缸分别推动两个小齿轮来带动大齿轮转动， 则常常需要复杂的自动化电气系统来实现 对两个双作用油缸的两油口进行交替地、 有序地供油或排油， 导致控制装置结构复杂、 成本 较高。 发明内容 0003 本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足， 提供一种液压随动回转机构， 它 能实现正、 反向 360的连续转动和输出大。
9、扭矩， 具有结构简单、 使用范围广的优点。 0004 为达到上述目的， 本发明的液压随动回转机构， 包括固设的机架、 通过轴承设于机 架上的两芯轴、 通过传递扭矩的结构设于每根芯轴上的小齿轮、 以及底部均与机架铰接的 两个双作用油缸， 两个双作用油缸的活塞杆与各自对应的连杆的一端铰接， 每个连杆的另 一端与各自对应的一芯轴通过传递扭矩的结构相联， 两小齿轮均与一大齿轮啮合， 其特征 在于还包括旋阀和随动齿轮， 所述大齿轮还与该随动齿轮啮合， 所述旋阀包括阀体、 阀盖、 阀芯、 设于阀芯上的密封圈， 在阀体上设有与其内腔相通的进、 出油口和四个工作油口， 进、 出油口沿阀体轴向设置， 四个工作油。
10、口在阀体的圆周上均布， 在阀芯圆周上设有与进、 出油 口对应的两环槽以及与四个工作油口对应的两扇形油槽， 两扇形油槽相对设置且相互隔 离， 两扇形油槽对应的中心角大于 90而小于 180， 两扇形油槽和各自对应的一环槽分 别通过阀芯内的连接油路相连， 阀体圆周上相间隔的两工作油口分别与各自的双作用油缸 的有杆腔油口或无杆腔油口通过管路相连 ； 所述随动齿轮通过键装于阀芯的外端部， 两活 说 明 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A2/5 页 4 塞杆的行程大于其对应连杆的铰接中心与芯轴中心距离的两倍， 两小齿轮和随动齿轮的模 数及齿数均相同。
11、。 0005 使用初， 预设由活塞杆带动的两连杆的旋转相位相差 90， 并调整阀芯的初始旋 转位置 ； 对旋阀的进油口通入液压油， 液压油通过对应的环槽、 连接油路进入对应的扇形 油槽， 该扇形油槽与一个或相邻的两工作油口相通， 液压油通过该一个或两工作油口进入 对应双作用油缸的有杆腔或无杆腔， 再由活塞杆通过各自的连杆、 芯轴带动各自的小齿轮 转动， 小齿轮再带动大齿轮转动 ； 由于两活塞杆的行程大于其对应连杆的铰接中心与芯轴 中心距离的两倍， 可实现小齿轮的 360旋转 ； 同时， 大齿轮还带动随动齿轮转动， 随动齿 轮再带动阀芯转动， 由于随动齿轮和两小齿轮的模数及齿数均相同， 阀芯与两。
12、小齿轮同步、 同向转动， 使得阀芯的两扇形油槽交替与四个工作油口中的一个或两个相邻的工作油口连 通， 如此循环， 由阀芯控制的进、 回油作用于两双作用油缸， 其中一扇形油槽及与其对应的 连接油路和环槽作为进油油路， 另一扇形油槽及与其对应的连接油路和环槽作为回油油 路， 使得两双作用油缸按照预设地秩序进油或回油， 实现两小齿轮始终同向地推动大齿轮 连续转动， 不致于发生紊乱 ； 如要反向转动大齿轮， 只需交换设置进、 出油口即可 ； 如需加 大大齿轮的输出扭矩， 只需加大两双作用油缸的活塞腔截面积， 易于实现 ； 由于两扇形油槽对应的中心角大于 90而小于 180， 四个工作油口在阀体的圆周上。
13、 均布， 互相间隔 90， 在阀芯转动的过程中， 扇形油槽可连通一个或两个相邻的工作油口， 使得至少一双作用油缸保持动作， 由其对应的小齿轮推动大齿轮， 且两连杆的初始旋转相 位相差 90， 两组活塞杆和连杆不可能同时处于死点位置， 加上两小齿轮的模数和齿数均 相同， 可保证始终同向地推动大齿轮连续转动， 大齿轮再与执行部件连接实现回转运动 ； 作为本发明的进一步改进， 在阀芯相对两侧的圆周上还分别设有至少一道扇形平衡油 槽， 扇形平衡油槽与各自一侧的扇形油槽在圆周上的位置对应， 两侧的扇形平衡油槽相互 隔离并通过各自的平衡油路与相对一侧的扇形油槽的连接油路相连 ； 当一扇形油槽通入高 压油时。
14、， 通过平衡油路可使得相对一侧的扇形平衡油槽同时进油， 使得阀芯两侧高压油所 产生的径向力互相平衡， 避免承受单向的径向力， 即使在通入高压油时也能保证阀芯自如 的转动， 确保机构的正常运转 ； 作为本发明的进一步改进， 在旋阀内的阀芯前端外还设有集油腔， 在旋阀内的阀芯后 端还设有中间油腔， 集油腔与中间油腔通过阀芯内的过油路相连， 所述两连接油路均还与 中间油腔相通， 并在两连接油路与中间油腔相邻的一端内均设有单向阀 ； 通过集油腔、 过油 路将泄漏的油液收集到中间油腔内， 当中间油腔内油压达到一定程度时， 可推开压力较低 的、 作为回油油路的连接油路一端的单向阀， 从出油口排出， 可避免。
15、泄漏油在旋阀内形成高 压， 保证阀芯自如的转动 ； 作为本发明的进一步改进， 在两扇形油槽的两端均设有流通截面逐渐减小的节流槽 ； 当阀芯旋转、 两扇形油槽在各工作油口之间切换时， 节流槽可使流量变化均匀， 避免产生困 油与失压 ； 综上所述， 本发明能实现正、 反向 360的连续转动和输出大扭矩， 具有结构简单、 使用 范围广的优点。 附图说明 说 明 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A3/5 页 5 0006 图 1 为本发明实施例的主视图。 0007 图 2 为图 1 的 F 处放大图。 0008 图 3 为旋阀的的主视图。 000。
16、9 图 4 为图 3 的 A-A 剖视图。 0010 图 5 为图 4 的 B-B 剖视图。 0011 图 6 为阀芯的主视图。 0012 图 7 为图 6 的俯视图。 0013 图 8 为图 7 的 D-D 剖视图。 0014 图 9 为图 7 的 E-E 剖视图。 0015 图 10 为图 6 的 G-G 剖视图。 0016 图 11 为图 6 的 C-C 剖视图。 具体实施方式 0017 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。 0018 如图1所示， 该液压随动回转机构， 包括固设的机架10、 通过轴承设于机架10上的 两芯轴 5 及 50、 通过键或焊接等可传递扭矩的结构设于每根芯轴。
17、 5 或 50 上的小齿轮 6 或 39、 底部均与机架 10 铰接的两个双作用油缸 1 和 2、 以及固设的旋阀 3， 两个双作用油缸 1、 2 的活塞杆 4 或 40 与各自对应的连杆 7 或 8 的一端铰接， 每个连杆 7、 8 的另一端与各自对 应的芯轴 5 或 50 通过焊接相联， 两小齿轮 6、 39 均与一大齿轮 9 啮合， 所述大齿轮 9 还与一 随动齿轮 11 啮合， 如图 2 至图 11 所示， 所述旋阀 3 包括阀体 12、 阀盖 13、 阀芯 14、 设于阀 芯 14 上的密封圈 （未示出） ， 在阀体 12 上设有与其内腔相通的进油口 16、 出油口 17 和四个 工。
18、作油口 20、 21、 22 和 23， 进油口 16 和出油口 17 沿阀体轴向设置， 四个工作油口 20、 21、 22 和23在阀体12的圆周上均布， 相互间隔90， 在阀芯14圆周上设有与进油口16对应的环 槽 18、 与出油口 17 对应的环槽 19 以及与四个工作油口 20、 21、 22 和 23 对应的两扇形油槽 24、 25， 两扇形油槽 24、 25 相对设置且相互隔离， 两扇形油槽 24、 25 对应的中心角为 120， 在两扇形油槽 24、 25 的两端均设有流通截面逐渐减小的节流槽 28 ； 扇形油槽 24 和对应的 环槽 18 通过阀芯 14 内的连接油路 26 相。
19、连， 扇形油槽 25 和对应的环槽 19 通过阀芯 14 内 的连接油路 27 相连， 在阀芯 14 相对两侧的圆周上还分别设有两道扇形平衡油槽 30、 31， 两 道扇形平衡油槽 30、 31 与各自一侧的扇形油槽 24 或 25 在圆周上的位置对应并位于扇形油 槽 24 或 25 的轴向两端， 两侧的扇形平衡油槽 30、 31 相互隔离， 扇形平衡油槽 30 通过平衡 油路 32 与相对一侧的扇形油槽 25 的连接油路 27 相连， 扇形平衡油槽 31 通过平衡油路 33 与相对一侧的扇形油槽 24 的连接油路 26 相连， 在旋阀 3 内的阀芯 14 前端外还设有集油腔 29， 在旋阀 。
20、3 内的阀芯 14 后端还设有中间油腔 34， 集油腔 29 与中间油腔 34 通过阀芯内的 过油路 35 相连， 所述两连接油路 26、 27 均还与中间油腔 34 相通， 并在两连接油路 26、 27 与 中间油腔 34 相邻的一端内均设有单向阀 36 或 37 ； 阀芯 14 的外端部设有键槽 15， 所述随动 齿轮 11 通过键装于阀芯 14 的外端部， 如图 1 和图 2 所示， 阀体 12 圆周上相间隔的两工作 油口 20、 22 分别与双作用油缸 1 的有杆腔油口 1a 或无杆腔油口 1b 通过管路相连 , 相间 隔的两工作油口 21、 23 分别与双作用油缸 2 的无杆腔油口 。
21、2b 或有杆腔油口 2a 通过管路相 连 ； 两活塞杆 4、 40 的行程大于其对应连杆 7 或 8 的铰接中心与芯轴 5 或 50 中心距离的两 说 明 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A4/5 页 6 倍， 两小齿轮 6、 39 和随动齿轮 11 的模数及齿数均相同。 0019 由于两活塞杆 4 和 40 的行程大于其对应连杆 7 或 8 的铰接中心与芯轴 5 或 50 中 心距离的两倍， 可实现两小齿轮 6、 39 的 360旋转 ； 由活塞杆 4 及 40 带动的连杆 7 或 8 旋 转一圈， 其中半圈由活塞杆前推、 另外半圈由活。
22、塞杆后拉完成， 亦即二者的旋转相位由前推 的 180和后拉的 180组成， 在本实施例中， 如图 1、 图 2 所示， 将连杆 7 的初始旋转相位 置于前推的 45处， 将连杆 8 的初始旋转相位置于后拉的 135处， 二者相差 90， 并通过 拆、 装阀芯 14 的外端部的键， 旋转阀芯 14 调整其初始位置， 使得两工作油口 22、 23 与扇形 油槽 24 连通， 且阀芯 14 若再顺时针旋转 45就关闭工作油口 23， 此时两工作油口 20、 21 与扇形油槽 25 连通 ； 使用时， 对旋阀 3 的进油口 16 通入液压油， 液压油通过环槽 18、 连接油路 26 进入对应 的扇形油。
23、槽 24， 液压油通过两工作油口 22、 23 分别进入双作用油缸 1 的无杆腔及双作用油 缸 2 的有杆腔， 活塞杆 4 伸出带动连杆 7、 芯轴 5、 小齿轮 6 顺时针转动， 同时活塞杆 40 收缩 带动连杆8、 芯轴50、 小齿轮39顺时针转动， 两小齿轮6、 39同时、 同向地推动大齿轮9转动， 直到小齿轮 39 旋转 45后， 连杆 8 的旋转相位达到后拉的 180处， 到达一个死点位置， 连 杆 7 的旋转相位处于前推的 90处， 小齿轮 6 仍可带动大齿轮 9 旋转， 保证回转机构的连 续运行 ； 此时大齿轮 9 带动随动齿轮 11 也旋转 45， 阀芯 14 也旋转 45， 。
24、此时阀芯 14 关 闭工作油口 23， 工作油口 22 仍与扇形油槽 24 连通 ； 继续供油， 连杆 7 继续向前推动小齿轮 6 转动一定角度后， 扇形油槽 24 连通工作油口 21、 22， 液压油分别进入双作用油缸 2 和 1 的 有杆腔， 活塞杆 4 及 40 均伸出， 分别带动小齿轮 6 或 39 顺时针转动， 此时两工作油口 20、 23 与扇形油槽 25 连通， 双作用油缸 2 无杆腔中油液通过扇形油槽 25、 连接油路 27、 环槽 19 和出油口 17 回流， 直到阀芯 14 关闭工作油口 22， 此时大齿轮 9 通过随动齿轮 11 带动阀芯 14旋转， 扇形油槽24只连通工。
25、作油口21， 双作用油缸2的活塞杆40继续伸出， 由小齿轮39 推动大齿轮 9 转动 ； 当连杆 8 的旋转相位到达前推的 90处时， 连杆 7 的旋转相位到达前 推的 180处 （亦即后拉的 0处） ， 连杆 7 与活塞杆 4 处于一条直线上， 处于它的一个死点 位置， 此时扇形油槽24连通两工作油口20、 21， 双作用油缸2的活塞杆40继续伸出， 双作用 油缸 1 的活塞杆 4 开始收缩， 两小齿轮 6、 39 又同时、 同向推动大齿轮 9 转动 ； 当连杆 8 的旋 转相位到达前推的 180处， 此时连杆 8 与活塞杆 40 处于一条直线上， 处于另一个死点位 置， 但连杆7的旋转相位。
26、处于后拉的90处， 扇形油槽24仍连通工作油口20， 双作用油缸1 的活塞杆 4 继续收缩， 小齿轮 6 推动大齿轮 9 转动 ； 当连杆 7 的旋转相位处于后拉的 180 处， 位于它的另一死点位置时， 连杆 8 的旋转相位到达后拉的 90处， 双作用油缸 2 的活塞 杆 40 收缩， 小齿轮 39 推动大齿轮 9 转动 ； 如此旋转一圈， 大齿轮 9 转动始终由一个小齿轮 或两个小齿轮推动， 可连续转动， 且阀芯14与两小齿轮6、 39始终同步、 同向的转动， 在两连 杆 7 或 8 切换前推相位与后拉相位的临界点时， 阀芯 14 可控制扇形油槽 24 正好与双作用 油缸 1、 2 的有杆。
27、腔或无杆腔对应的工作油口连通， 使得两双作用油缸 1、 2 按照预设地秩序 进油或回油， 可避免出现两小齿轮 6、 39 带动大齿轮向相对方向旋转的情况， 不致于发生紊 乱， 也无需使用其它电气控制装置， 结构简单 ； 在大齿轮 9 连续旋转的过程中， 液压油进入 一两双作用油缸的有杆腔或无杆腔时， 该油缸另一侧无杆腔或有杆腔中的失压油液通过扇 形油槽 25、 连接油路 27、 环槽 19 和出油口 17 回流 ； 在上述过程中， 当扇形油槽24通入高压油时， 通过平衡油路31可使得相对一侧的扇形 说 明 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 。
28、A5/5 页 7 平衡油槽31同时进油， 使得阀芯14两侧高压油所产生的径向力互相平衡， 避免承受单向的 径向力， 即使在通入高压油时也能保证阀芯14自如的转动， 确保机构的正常运转 ； 旋阀3内 少量泄漏的油液通过集油腔 29、 过油路 35 被收集到中间油腔 34 内， 当中间油腔 34 内油压 达到一定程度时， 可推开压力较低的、 作为回油油路的连接油路 27 一端的单向阀 37， 从出 油口 17 排出， 可避免泄漏油在旋阀 3 内形成高压， 也是保证阀芯 14 自如的转动 ； 当阀芯 14 旋转、 两扇形油槽24、 25在各工作油口之间切换时， 节流槽28可使流量变化均匀， 避免产生。
29、 困油与失压 ； 如需反向转动大齿轮 9， 只需交换设置进、 出油口， 将油口 17 作为进油口、 油口 16 作为 出油口即可， 可实现大齿轮 9 的正、 反向连续转动 ； 如需加大大齿轮 9 的输出扭矩， 只需加 大两双作用油缸 1、 2 的活塞腔截面积， 易于实现 ； 对于大齿轮 9 转速的控制问题， 实际使用 时， 可以通过多缸供油、 驱动旋阀 3 来实现旋转的平稳性和一致性， 并可以用液压系统的比 例或伺服控制来大齿轮 9 实现转速的自动控制。 0020 本发明不限于上述实施方式， 如连杆 7 和连杆 8 的初始旋转相位可以设在不同 的位置， 例如连杆7可置于前推的90处， 连杆8置。
30、于前推的0处， 只要二者相差90， 并 相应的调整阀芯 14 的初始旋转位置， 也可达到相同的技术效果。 0021 综上所述， 本发明能实现正、 反向 360的连续转动和输出大扭矩， 具有结构简单、 使用范围广的优点。 说 明 书 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A1/3 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A2/3 页 9 图 4 图 5 图 6 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 102287408 ACN 102287408 A CN 102287421 A3/3 页 10 图 9 图 10图 11 说 明 书 附 图 CN 102287408 ACN 102287408 A 。