作动器的制作方法

1.本发明涉及作动器技术领域，尤其涉及一种作动器。


背景技术：

2.一些受力结构，在系统工作时会产生高频变化受力工况，而高频变化的内应力则是影响构件疲劳寿命的重要因素之一。通过加载作动器对结构进行加载，真实模拟其受力工况，是研究构件疲劳特性、对构件设计开发进行验证和优化的方法之一。
3.为了尽可能再现构件的真实受力，有时候需要在构件某一特定部位进行加载，由于构件结构的复杂性，传统的作动器由于结构尺寸原因可能没有安装空间，因此对作动器结构尺寸的紧凑性会有更高的要求。
4.综上所述，复杂结构的内应力加载，对于加载作动器的结构紧凑性、高频疲劳寿命等性能提出了更高的要求。因此，开发一种内应力加载超紧凑高频疲劳作动器意义重大。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种作动器，用以解决相关技术中作动器结构负责的缺陷，实现作动器结构的紧凑性。
6.本发明实施例提供一种作动器，包括：
7.缸体，内部形成有容纳腔；
8.活塞，可活动地安装于所述容纳腔内且适于将容纳腔分隔为第一腔体和第二腔体；
9.油源，适于通过第一油路以及第二油路分别与所述第一腔体和所述第二腔体连通，所述第一油路以及所述第二油路与所述油源之间设置有伺服阀，所述伺服阀适于调整所述油源与所述第一油路或第二油路导通。
10.根据本发明实施例提供的作动器，通过在缸体的容纳腔内设置活塞且不设置活塞杆，使得该作动器具有结构紧凑的优点。通过设置伺服阀以使得油源通过第一油路与第一腔体导通，或者通过伺服阀使得油源通过通过第二油路与第二腔体导通，能够驱动活塞在容纳腔内往复高频动作，进而可以利用活塞往复动作时产生高频、大加速度的振动，再将该作动器施加到被试结构上，能够通过活塞所产生的惯性反力在被试结构上施加外力。
11.根据本发明的一个实施例，沿所述活塞的周向，在所述活塞的侧面设置有耐磨环，在所述耐磨环朝向所述容纳腔的腔体的一侧形成有均压槽。
12.根据本发明的一个实施例，所述均压槽为多个，多个所述均压槽相互连通。
13.根据本发明的一个实施例，所述容纳腔内设置有导杆，所述活塞上开设有第一通孔，所述第一通孔适于套设于所述导杆以与所述导杆导向配合。
14.根据本发明的一个实施例，所述活塞上设置有传感器磁环，在伸出所述容纳腔的所述导杆上设置有与所述传感器磁环通信适配的传感器本体。
15.根据本发明的一个实施例，还包括控制器，所述控制器分别与所述传感器本体以
及所述伺服阀电连接，以基于所述传感器本体的检测信号控制所述伺服阀。
16.根据本发明的一个实施例，在所述活塞相对的两个端面上设置有限位块，所述限位块适于与所述容纳腔的内壁相接触以防止所述活塞从所述导杆上脱离。
17.根据本发明的一个实施例，所述缸体上安装有端盖，所述端盖上开设有第二通孔，所述导杆适于穿设于所述第二通孔内。
18.根据本发明的一个实施例，所述端盖与所述缸体之间设置有密封圈。
19.根据本发明的一个实施例，所述缸体上设置有支架，所述第一油路以及所述第二油路开设于所述支架，所述伺服阀安装于所述支架。
20.本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
21.根据本发明实施例提供的作动器，通过在缸体的容纳腔内设置活塞且不设置活塞杆，使得该作动器具有结构紧凑的优点。通过设置伺服阀以使得油源通过第一油路与第一腔体导通，或者通过伺服阀使得油源通过通过第二油路与第二腔体导通，能够驱动活塞在容纳腔内往复高频动作，进而可以利用活塞往复动作时产生高频、大加速度的振动，再将该作动器施加到被试结构上，能够通过活塞所产生的惯性反力在被试结构上施加外力。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明提供的作动器的示意性剖视图；
24.图2是本发明提供的作动器的示意性立体图。
25.附图标记：
26.100、缸体；102、活塞；104、第一腔体；106、第二腔体；108、第一油路；110、第二油路；112、伺服阀；114、耐磨环；116、均压槽；118、导杆；120、传感器磁环；122、传感器本体；124、限位块；126、端盖；128、密封圈；130、支架；132、被试结构。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
28.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领
域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
30.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
32.如图1至图2所示，本发明实施例提供一种作动器，包括缸体100、活塞102以及油源；其中，缸体100的内部形成有容纳腔；活塞102可活动地安装于容纳腔内且适于将容纳腔分隔为第一腔体104和第二腔体106；油源适于通过第一油路108以及第二油路110分别与第一腔体104和第二腔体106连通，第一油路108以及第二油路110与油源之间设置有伺服阀112，伺服阀112适于调整油源与第一油路108或第二油路110导通。
33.根据本发明实施例提供的作动器，通过在缸体100的容纳腔内设置活塞102且不设置活塞杆，使得该作动器具有结构紧凑的优点。通过设置伺服阀112以使得油源通过第一油路108与第一腔体104导通，或者通过伺服阀112使得油源通过通过第二油路110与第二腔体106导通，能够驱动活塞102在容纳腔内往复动作，进而可以利用活塞102往复动作时产生高频、大加速度的振动，再将该作动器施加到被试结构132上，能够通过活塞102所产生的惯性反力在被试结构132上施加外力。
34.请继续参见图1和图2，缸体100的内部设置有容纳腔，在缸体100的侧壁可拆卸地安装有端盖126，端盖126与缸体100之间可以通过螺钉进行安装。为了提升缸体100和端盖126之间的密封性，在缸体100和端盖126之间设置有密封圈128。可以理解的是，缸体100内形成有容纳腔，端盖126用于封闭该容纳腔。
35.在容纳腔中可活动地安装有活塞102，需要说明的是，在本发明实施例中，并不需要额外设置活塞杆，也即，通过省去活塞杆可以减小该作动器的整体结构尺寸，以便于将该作动器安装至特定部位。
36.根据本发明的一个实施例，沿活塞102的周向，在活塞102的侧面设置有耐磨环114，在耐磨环114朝向容纳腔的腔体的一侧形成有均压槽116。
37.参见图1，沿着活塞102的周向，在活塞102的侧面设置有耐磨环114，在本发明实施例中，耐磨环114可以使用铅青铜制成，通过设置耐磨环114可以提高活塞102的耐磨性和抗咬粘性，同时提供良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性。此外，通过设置耐磨环114还能够在一定程度上实现对于活塞102运动时的导向功能。
38.在耐磨环114上朝向容纳腔的腔体的侧面设置有均压槽116，在本发明实施例中，
均压槽116为沿着耐磨环114的外侧面开设的环形凹槽。
39.根据本发明的一个实施例，均压槽116为多个，多个均压槽116相互连通。
40.通过在耐磨环114的外侧面设置多个均压槽116，并将多个均压槽116设置成相互连通的形式，使得在活塞102外侧面上同一圆周位置处的压力油相互连通，能够有效地减小液压卡紧力，避免活塞102在运动过程中发生卡紧的现象。
41.根据本发明的一个实施例，在活塞102相对的两个端面上设置有限位块124。
42.参见图1，通过在活塞102相对的两个端面上设置限位块124，使得活塞102在往复运动的过程中，当限位块124与容纳腔的内壁相接触后，能够防止活塞102进一步向着这一侧的容纳腔的内壁运动，进而实现了对于活塞102运动位置的限位。
43.通过在容纳腔中设置活塞102，使得活塞102可以将容纳腔分隔形成第一腔体104和第二腔体106。第一腔体104和第二腔体106中分别可以通入液压油，也即，当第一腔体104中充入液压油后，活塞102会向着如图1所示的右侧动作，并将第二腔体106中的液压油排出。当第二腔体106中充入液压油后，活塞102会向着如图1所示的左侧动作，并将第一腔体104中的液压油排出。由此，通过向第一腔体104和第二腔体106中分别通入液压油，能够实现对于活塞102往复运动的驱动。通过这样设置，能够驱动活塞102在容纳腔内往复动作，进而产生一定的运动惯性，由此，当活塞102产生一定的运动惯性后，可以将惯性力施加到缸体100上，再将缸体100与被试结构132进行连接即可将缸体100的惯性反力施加到被试结构132上。
44.在本发明实施例中，第一油路108以及第二油路110与油源之间设置有伺服阀112，伺服阀112适于调整油源与第一油路108或第二油路110导通。通过在第一油路108以及第二油路110与油源之间设置伺服阀112，能够通过伺服阀112的高频切换，使得油源分别与第一油路108、第二油路110导通，由此即可实现对于活塞102的高频驱动，由此，就可以通过活塞102对被试结构132施加高频的惯性反力。
45.根据本发明的一个实施例，缸体100上设置有支架130，第一油路108以及第二油路110开设于支架130，伺服阀112安装于支架130。
46.参见图1，第一油路108和第二油路110分别开设在支架130上，且第一油路108和第二油路110之间并不连通。伺服阀112安装于支架130并与分别控制油源与第一油路108、第二油路110之间的导通。
47.通过设置伺服阀112，如下文所述：
48.设定活塞102的运动为幅值为a、角频率为ω的正弦运动，则活塞102的运动位移函数为：s＝asin(ωt)，则活塞102的运动的加速度函数为：a＝-aω2sin(ωt)，设定活塞102的质量为m，则活塞102运动的惯性力函数为：f＝ma＝-maω2sin(ωt)。通过活塞102的惯性力，施加在缸体100上并被传递至被试结构132上，实现了对被试结构132的高频疲劳加载。
49.根据本发明的一个实施例，容纳腔内设置有导杆118，活塞102上开设有第一通孔，第一通孔适于套设于导杆118以与导杆118导向配合。
50.参见图1，在容纳腔内设置有导杆118，导杆118用于实现对活塞102的导向。由此，在活塞102上开设有第一通欧空，相应的，导杆118穿设于第一通孔以实现对于活塞102的导向作用。
51.如前所述，限位块124适于与容纳腔的内壁相接触以防止活塞102从导杆118上脱
离，通过设置限位块124，能够保证活塞102运动到容纳腔内靠近两个相对的侧壁的位置后，不会再继续动作，进而防止了活塞102从导杆118上脱落。
52.根据本发明的一个实施例，端盖126上开设有第二通孔，导杆118适于穿设于第二通孔内。
53.参见图1，通过在端盖126上设置第二通孔，并将导杆118穿设于第二通孔内，能够通过活塞102上的第一通孔以及端盖126上的第二通孔实现对导杆118的稳定支撑。
54.根据本发明的一个实施例，活塞102上设置有传感器磁环120，在伸出容纳腔的导杆118上设置有与传感器磁环120通信适配的传感器本体122。
55.参见图1和图2，通过在伸出容纳腔的导杆118上设置传感器本体122，在活塞102上设置传感器磁环120，并将二者通信连接，使得传感器磁环120能够实时检测活塞102的位移，提高了对于活塞102的位置的控制精度。
56.根据本发明的一个实施例，还包括控制器，控制器分别与传感器本体122以及伺服阀112电连接，以基于传感器本体122的检测信号控制伺服阀112。
57.在本发明实施例中，还包括控制器，控制器分别与传感器本体122以及伺服阀112电连接，使得控制器能够实时接收传感器本体122发送的活塞102的位置信号，进而能够控制值伺服阀112对于第一油路108、第二油路110进油量的控制，实现对于活塞102位置的精准闭环控制。可以理解的是，在这一过程中，可以通过传感器本体122发送的活塞102的实际位移值与控制器中预存的活塞102的预设位移值进行比对以判断活塞102的运动轨迹是否符合预设条件。也即，在本发明实施例中，传感器本体122可以使用位移传感器。
58.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。