具有磁力自锁及磁力辅助驱动结构的液压油缸 【技术领域】
本发明涉及工程机械用的液压油缸，尤其是涉及一种具有磁力自锁及磁力辅助驱动结构的液压油缸。
背景技术
油缸缸径尺寸是影响油缸工作力和移动速度的主要因素。在液压系统流量和压力相同的情况下，油缸尺寸大，工作力大，但移动速度慢，油缸尺寸小，则相反。对于工程机械，例如液压挖掘机，往往有多个液压油缸，并且液压油缸是主要的动力元件。在工作时，部分油缸需要闭锁，例如挖掘机在挖掘作业时动臂油缸一般处于闭锁状态。如果油缸闭锁力不够，会影响整机工作力的发挥。但如果增加油缸缸径来提高闭锁力，则会影响整机的工作效率。另外，因为液压油可压缩，所以液压油缸启动时的响应速度往往较慢。
近年来，电磁铁由于其磁性有无可以由电流的通断来控制，磁力可以由电流大小来控制，磁极的极性可以由改变电流的方向来控制等特性，在多领域得到了应用。磁力控制具有很多优点，精简传动机构，减少机构复杂度，传动无接触，无摩擦及磨损问题，振动及噪声较小，通过选择合适的磁芯材料，可极大提高磁性能，能产生大磁力。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种具有磁力自锁及磁力辅助驱动结构的液压油缸，该液压油缸利用电磁铁之间根据导通电流的方向不同可以形成吸引力和排斥力，阻止活塞在自锁阶段相对运动或驱动活塞运动，以达到工程机械作业过程中液压油缸需要自锁的要求和加快液压油缸驱动响应及增加驱动力的要求。
本发明解决其技术问题所采用地技术方案是：
本发明包括缸体、缸底电磁铁、缸顶电磁铁、下油口和上油口、压力感应片、弹性材料、活塞、活塞线圈、活塞杆和密封填充材料；两个圆柱面上绕有线圈的缸底电磁铁、缸顶电磁铁分别安装在缸体的两端，活塞杆的一端穿过缸顶电磁铁后，位于缸体内的活塞杆的一端装有活塞，活塞圆柱面上绕有活塞线圈，弹性材料装在活塞线圈外对缸体进行密封，压力感应片装置于活塞侧面，活塞杆圆柱面轴向表面开有凹槽，缸底电磁铁、缸顶电磁铁上的线圈、活塞线圈和压力感应片的导线分别由凹槽中引出缸体外，凹槽中填有密封填充材料，缸体的无杆腔和缸体的有杆腔中分别设置下油口和上油口。
本发明具有的有益效果是：
本发明中电磁铁提供磁力保证液压油缸自锁，输出磁力辅助驱动活塞，电磁铁传动结构简单并且无接触，减小油缸震动。在液压系统流量和压力相同的情况下，能有效减小油缸尺寸，增大工作力，加快移动速度。对于工程机械，例如液压挖掘机，在工作时，能有效地增加油缸闭锁力，实现部分油缸闭锁的需求，提高整机工作力。而且，由于在液压油缸工作阶段通过磁力辅助驱动活塞，将提高液压油缸启动时的响应速度，并增大液压油缸的驱动力。
【附图说明】
图1是装有自锁及辅助驱动结构液压油缸原理示意图。
图2是本发明的A-A视图。
图3是本发明的受拉自锁结构原理示意图。
图4是本发明的受压自锁结构原理示意图。
图5是本发明的收缩辅助驱动原理示意图。
图6是本发明的拉伸辅助驱动原理示意图。
图中：1、螺钉，2、缸底电磁铁，3、下油口，4、活塞、5、活塞线圈，6、弹性材料，7、压力感应片，8、上油口，9、缸顶电磁铁，10、缸体，11、螺钉，12、活塞杆，13、密封填充材料，14、凹槽，15、导线。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，本发明包括缸体10、缸底电磁铁2、缸顶电磁铁9、下油口3和上油口8、压力感应片7、弹性材料6、活塞4、活塞线圈5、活塞杆12和密封填充材料13；两个圆柱面上绕有线圈的缸底电磁铁2、缸顶电磁铁9分别用螺钉1、螺钉11安装在缸体10的两端，活塞杆12的一端穿过缸顶电磁铁9后，位于缸体10内的活塞杆12的一端装有活塞4，活塞4圆柱面上绕有活塞线圈5，弹性材料6装在活塞线圈5外对缸体10进行密封，压力感应片7装置于活塞4侧面，活塞杆12圆柱面轴向表面开有凹槽14，缸底电磁铁2、缸顶电磁铁9上的线圈、活塞线圈5和压力感应片7的导线15分别由凹槽14中引出缸体10外，导线15接入单片机控制电路板(未标出)，凹槽14中填有密封填充材料13，缸体10的无杆腔和缸体10的有杆腔中分别设置下油口3和上油口8。根据导通电流的方向不同，缸底电磁铁2、缸顶电磁铁9与活塞线圈5之间形成吸引力和排斥力，阻止活塞4在自锁阶段相对运动或驱动活塞4运动。
本发明工作原理如下：
如图3、图4所示，所述磁力自锁结构，当液压油缸自锁时，若活塞杆12受拉力，压力感应片7感应到压力增大，线路控制缸底电磁铁2和缸顶电磁铁9通电，活塞线圈5通电，缸底电磁铁2对活塞4产生吸引力，同时缸顶电磁铁9对活塞4产生排斥力，两力方向相同与活塞杆12承受拉力相反，并相互叠加抵消部分拉力；若活塞杆12受压力，压力感应片7感应到压力减小，线路控制缸底电磁铁2和缸顶电磁铁9通电，控制活塞线圈5反向通电，缸底电磁铁2对活塞4产生排斥力，同时缸顶电磁铁9对活塞4产生吸引力，两力方向相同与活塞杆12承受压力相反，并相互叠加抵消部分压力。
如图5、图6所示，所述磁力辅助驱动结构即上述磁力自锁结构，当液压油液驱动活塞4并使活塞杆12收缩时，油泵开启上油口8进油液阀(未示出)，下油口3溢油液，线路控制缸底电磁铁2和缸顶电磁铁9通电，活塞线圈5通电，缸底电磁铁2对活塞4产生吸引力，同时缸顶电磁铁9对活塞4产生排斥力，两力方向相同与活塞杆12运动方向一致，并相互叠加辅助液压驱动；当液压油液驱动活塞4并使活塞杆12拉伸时，油泵开启下油口3进油液阀(未示出)，上油口8溢油液，线路控制缸底电磁铁2和缸顶电磁铁9通电，控制活塞线圈5反向通电，缸底电磁铁2对活塞4产生排斥力，同时缸顶电磁铁9对活塞4产生吸引力，两力方向相同与活塞杆12运动方向一致，并相互叠加辅助液压驱动。