CN118855796B - 转阀式数字缸总成及作业设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械设备技术领域并提供一种转阀式数字缸总成及作业设备，转阀式数字缸总成包括油缸本体、数字阀、驱动机构和反馈机构，油缸本体内设有活塞杆，数字阀包括阀套、阀芯和弹性扭力件，弹性扭力件设置在阀芯和阀套之间，驱动机构与阀芯传动连接，反馈机构包括设置在活塞杆上的螺母以及与螺母旋接配合的螺旋传动杆，螺旋传动杆的一端轴向伸出于油缸本体并与阀套固定连接，弹性扭力件用于在活塞杆的负载阻力小于弹性扭力件对应的扭矩阈值时保持阀套和阀芯相对静止，以及用于在活塞杆的负载阻力大于扭矩阈值时允许阀套相对于阀芯旋转。通过在数字阀的阀芯和阀套之间设置弹性扭力件，能够实现驱动机构功率的充分利用。

Description

转阀式数字缸总成及作业设备

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，具体涉及一种转阀式数字缸总成及作业设备。

背景技术

在需要高精度控制的工业场景中，数字缸因其较高的控制精度，较强的控制鲁棒性，正越来越受到青睐。数字缸通常由数字液压阀与机械式位置反馈油缸组成，数字液压阀通常为滑阀，也有部分技术采用转阀。在数字缸工作过程中，通常由步进电机输出控制指令，数字阀将电机的指令转换为阀芯的直线运动或旋转运动，控制液压缸作动，同时液压缸机械反馈结构在油缸运动过程中使阀口逐渐关闭，进而实现油缸位置的高精度数字化脉冲控制。

如CN112664500A的中国专利公开了一种转阀式数字油缸，在该油缸中，伺服电机E与阀芯A连接，滚珠丝杠D与阀套B连接，同时与油缸活塞F连接。油缸C的活塞F驱动阀套B以与伺服电机E相同的方向以及转速转动。当伺服电机E按要求的速度驱动十字滑块联轴器G从而驱动阀芯A转动一定的角度，转阀阀口打开，油压逐渐升高，控制油缸C中的活塞F前进或后退，活塞F的运动进一步推动滚珠丝杠D的反馈螺母H前进或后退，反馈螺母H的运动驱动滚珠丝杠D的丝杆正转或反转，丝杆的转动驱动阀套B按伺服电机E的相同方向运动，使阀套B保持和伺服电机E相同的速度运行；当伺服电机E停止，油缸的活塞F运行使转阀的阀口关闭，油缸C停止运行。

在这类转阀式数字油缸中，电机仅为控制元件，只能控制液压阀的通断，导致电机本身的功率并不能得到有效利用，能效水平较低。

发明内容

针对上述的缺陷或不足，本发明提供了一种转阀式数字缸总成及作业设备，旨在解决现有的转阀式数字缸无法有效利用电机本身的功率，能效水平较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种转阀式数字缸总成，包括油缸本体、数字阀、驱动机构和反馈机构，油缸本体内设有活塞杆，数字阀包括阀套、阀芯和弹性扭力件，阀芯转动设置在阀套内，弹性扭力件设置在阀芯和阀套之间，驱动机构与阀芯传动连接，反馈机构包括设置在活塞杆上的螺母以及与螺母旋接配合的螺旋传动杆，螺旋传动杆的一端轴向伸出于油缸本体并与阀套固定连接，其中，在活塞杆的负载阻力小于弹性扭力件对应的扭矩阈值时，弹性扭力件用于阀套和阀芯之间的传动，在活塞杆的负载阻力大于弹性扭力件扭矩阈值时，弹性扭力件用于驱动阀套和阀芯相对旋转，以开启数字阀。

在本发明的实施例中，阀套包括套本体和连接端盖，套本体套设在阀芯的径向外侧，连接端盖安装在套本体朝向螺旋传动杆的一端，连接端盖用于与螺旋传动杆固定连接，弹性扭力件固定连接在阀芯和连接端盖之间并能够弹性变形，弹性扭力件用于在阀芯的扭矩小于弹性扭力件的扭矩阈值时限制阀芯和套本体之间的相对转动。

在本发明的实施例中，弹性扭力件为弹性扭杆、扭簧、螺旋弹簧、弹片的其中一者。

在本发明的实施例中，阀套还包括止推端盖，止推端盖与连接端盖相对设置在套本体的两端，止推端盖和连接端盖分别用于限制阀芯的轴向运动。

在本发明的实施例中，连接端盖与阀芯的轴向端面之间设有第一润滑件，和/或阀芯与止推端盖之间设有第二润滑件。

在本发明的实施例中，数字阀还包括设置在阀芯和阀套之间的限位组件，限位组件用于限制阀芯和阀套之间的相对旋转角度行程。

在本发明的实施例中，限位组件包括限位块和限位环，限位块设置在阀芯上，限位环设置在阀套上并设有与限位块径向对齐的限位槽，限位块伸入限位槽内。

在本发明的实施例中，驱动机构包括联轴组件和驱动件本体，驱动件本体的输出轴通过联轴组件与阀芯传动连接。

在本发明的实施例中，阀套上设有进油油口、回油油口、第一工作油口和第二工作油口，第一工作油口和第二工作油口分别连接至油缸本体的第一腔体和第二腔体，阀芯用于旋转以使进油油口和回油油口的其中一者与第一工作油口连通，使进油油口和回油油口的剩余一者与第二工作油口连通。

在本发明的实施例中，活塞杆内设有轴向延伸的穿设通道，穿设通道的开口设置在活塞杆的活塞上，螺母设置在穿设通道的开口上，螺旋传动杆旋接在螺母上并且一端伸入穿设通道内，螺旋传动杆的另一端轴向伸出于油缸本体的缸体的端壁并与阀套固定连接。

为实现上述目的，本发明还提供一种作业设备，其中，作业设备包括根据以上所述的转阀式数字缸总成。

通过上述技术方案，本发明实施例所提供的转阀式数字缸总成具有如下的有益效果：

本发明的转阀式数字缸总成通过在数字阀的阀芯和阀套之间设置弹性扭力件，当驱动机构驱动阀芯旋转时，若活塞杆的负载较小，则在弹性扭力件的作用下，阀套会随阀芯一起旋转，从而在螺旋传动杆与螺母的传动下，可转换为活塞杆的伸缩驱动，此情形下活塞杆的运动全由驱动机构驱动。当驱动机构驱动阀芯旋转时，若活塞杆的负载较大，则阀芯的旋转会迫使弹性扭力件产生弹性形变，此时阀芯和阀套之间出现相对转动而使得数字阀开启，有助于外部液压油通过数字阀进入油缸本体，从而驱动活塞杆运动，此时活塞杆的驱动力一部分来源于液压油，一部分来源于驱动机构。上述两种工作情形驱动机构均参与活塞杆的驱动，实现驱动机构功率的充分利用。此外，当阀套和阀芯出现相对角度位移，且阀套在螺旋传动杆的驱动下复位运动时，弹性扭力件的弹力能够加快阀套的复位速度，从而提高了数字阀的换向频响，实现快速自回位功能。进一步地，本发明实施例可以在停机状态下，弹性扭力件的弹力可将阀芯锁止在工作油口的截止位，从而避免外界的扰动对数字阀的干扰，实现中位固定功能。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例中的转阀式数字缸总成的结构示意图；

图2是根据本发明实施例中的数字阀的剖视结构示意图；

图3是根据本发明实施例中的数字阀内部的结构示意图。

附图标记说明

1、油缸本体；11、活塞杆；111、穿设通道；12、缸体；13、第二腔体；14、第一腔体；2、数字阀；21、阀套；211、套本体；212、连接端盖；212a、安装腔；213、止推端盖；22、阀芯；23、弹性扭力件；24、限位组件；241、限位块；242、限位环；243、限位槽；25、第一润滑件；26、第二润滑件；27、阀壳；3、驱动机构；31、联轴组件；311、十字弹性体；312、拔叉；32、驱动件本体；4、反馈机构；41、螺母；42、螺旋传动杆；P、进油油口；T、回油油口；A、第一工作油口；B、第二工作油口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述本发明的转阀式数字缸总成。

本发明提供一种转阀式数字缸总成，如图1和图2所示，转阀式数字缸总成包括：

油缸本体1，包括缸体12和活塞杆11；

数字阀2，为转阀并包括阀套21、阀芯22和弹性扭力件23，阀芯22转动设置在阀套21内，弹性扭力件23设置在阀芯22和阀套21之间；

驱动机构3，与阀芯22传动连接并用于驱动阀芯22旋转；

反馈机构4，包括设置在活塞杆11上的螺母41以及与螺母41旋接配合的螺旋传动杆42，螺旋传动杆42的一端穿过螺母41，另一端轴向伸出于油缸本体1并与阀套21固定连接。

其中，在活塞杆11的负载阻力小于弹性扭力件23对应的扭矩阈值时，弹性扭力件23用于阀套21和阀芯22之间的传动，以及，在活塞杆11的负载阻力大于弹性扭力件23扭矩阈值时，弹性扭力件23用于驱动阀套21和阀芯22相对旋转，以开启数字阀。

油缸本体1的轴向方向与活塞杆11的伸缩方向同向，当活塞杆11伸缩运动时，螺母41可带动螺旋传动杆42旋转，反之当螺旋传动杆42旋转时，因其轴向位置固定，亦可通过螺母41带动活塞杆11运动。

阀芯22和阀套21之间的相对运动可以使得数字阀2在开启和截止两种状态下切换，数字阀2开启的情况下，外部液压油可以经数字阀2到达油缸本体1中，而数字阀2截止的情况下，外部液压油相对于油缸本体1相互截止，或者，截断外部液压动力源对油缸本体1的驱动路径。在负载阻力较低的情况下，弹性扭力件23可以用于阀芯22和阀套21之间的传动，限制两者之间的相对转动，例如，使得阀芯22和阀套21相对静止，或者，使得阀芯22和阀套21虽然有相对转动，但不会达到使数字阀2开启的相对角度位移；在负载阻力较高的情况下，弹性扭力件23发生弹性变形，阀芯22和阀套21之间产生较大的相对角度位移，进而使得数字阀2开启。

负载阻力的高低是相对于弹性扭力件23的扭矩阈值而言的，在一定程度上，扭矩阈值指的是弹性扭力件23发生弹性变形以使数字阀2开启所需的最小扭力，当阀芯22和阀套21之间的扭转阻力大于扭矩阈值时，阀芯22的旋转会迫使弹性扭力件23变形，使阀套21和阀芯22出现足够的相对角度位移，以使数字阀2开启，当阀芯22和阀套21之间的扭转阻力小于扭矩阈值时，阀芯22的旋转会通过弹性扭力件23的传动带动阀套21一起旋转，阀芯22和阀套21之间相对转动被限制，数字阀2截止。通过在阀套21和阀芯22之间设置弹性扭力件23，本发明的转阀式数字缸总成可具有第一工作模式和第二工作模式。

如图1和图2所示，当驱动机构3驱动阀芯22旋转时，若活塞杆11的负载较小，阀芯22和阀套21之间的扭转阻力小于扭矩阈值，则在阀芯22和阀套21之间的弹性扭力件23的作用下，阀套21会随阀芯22一起旋转。由于油缸本体1的负载较低，驱动机构3的扭矩经过螺旋传动杆42与螺母41的传动，可转换为活塞杆11的伸缩驱动力。而由于驱动机构3输出的扭矩尚未达到弹性扭力件23的扭矩阈值，因此阀芯22和阀套21之间基本无相对运动，或者二者虽然有相对转动，但相对角度位移未达到数字阀2的开启条件，在此情形下，液压回路未导通，液压油未参与油缸本体1的驱动，活塞杆11的驱动仅由驱动机构3驱动，转阀式数字缸总成处于第一工作模式。

当驱动机构3驱动阀芯22旋转时，若活塞杆11的负载较大，阀芯22和阀套21之间的扭转阻力大于扭矩阈值，则阀芯22的旋转会迫使弹性扭力件23产生弹性形变，此时阀芯22和阀套21之间出现较大的相对角度位移。通过阀芯22的相对运动，可使数字阀开启，阀套21上的工作油口由截止状态切换成进出液压油状态，工作油口导通，外部液压油会通过工作油口进入至油缸本体1的其中一个工作腔，另一个工作腔的液压油也会通过用于回油的工作油口进行回油，通过压力油可驱动活塞杆11运动。在该情形下，活塞杆11的驱动力一部分来源于液压油，一部分来源于驱动机构3，驱动机构3能够对活塞杆11的驱动进行助力，转阀式数字缸总成处于第二工作模式。

其中，在第二工作模式下，当驱动机构3停止驱动时，活塞杆11继续移动会通过螺母41带动螺旋传动杆42旋转，螺旋传动杆42的旋转又会带动阀套21往工作油口的关闭方向（弹性扭力件23的复位方向）旋转，直至工作油口逐渐关闭，通过螺旋传动杆42和螺母41，可实现转阀式数字缸总成的负反馈控制。在工作油口关闭的过程中，弹性扭力件23的复位弹力能够加快阀套21的复位速度，从而提高了数字阀2的换向频响。在油缸处于停止状态时，弹性扭力件23又能够将阀芯22锁止在中位（工作油口的截止位），从而可避免外界的扰动对数字阀2的干扰，避免数字阀2出现误动作。

综上，本油缸总成通过在数字阀2的阀芯22和阀套21之间设置弹性扭力件23，不仅能够使转阀式数字缸总成具备第一工作模式和第二工作模式，实现驱动机构3功率的充分利用，增加了油缸总成的能效比，同时还能够使数字阀2具备中位固定和快速自回位的功能，增加数字阀2的工作可靠性和动态性能，提高数字阀2的换向频响。

在本发明的实施例中，螺母41可以为滚珠螺母41，螺旋传动杆42可以为滚珠丝杆或滚珠螺杆，通过设置滚珠，可减少螺母41和螺旋传动杆42之间的传动阻力。

如图1和图2所示，在本发明的实施例中，阀套21包括套本体211和连接端盖212，套本体211套设在阀芯22的径向外侧并通过弹性扭力件23可实现与阀芯22的一同转动，连接端盖212可拆卸安装在套本体211朝向螺旋传动杆42的一端，连接端盖212的一侧设有用于与螺旋传动杆42固定连接的安装腔212a，另一侧朝向阀芯22的轴向端面设置，弹性扭力件23固定连接在阀芯22和连接端盖212之间并能够弹性变形，弹性扭力件23被配置为阀芯22和阀套21之间的扭矩大于预设值时产生弹性变形，通过设置弹性扭力件23，可在阀芯22和阀套21之间的扭矩小于弹性扭力件23的扭矩阈值时限制阀芯22和套本体211之间的相对转动。其中，为了避免阀套21的工作油口串油，阀套21和阀芯22之间需要紧密套接，而为了方便弹性扭力件23的安装，可在套本体211的轴向端部设置连接端盖212，并将连接端盖212可拆卸设置。

可以理解的是，弹性扭力件23限制阀芯22和套本体211之间的相对转动可以是限制阀套21和阀芯22保持相对静止，也可以是允许阀芯22和阀套21之间出现相对转动，但阀芯22和阀套21之间的相对角度位移限制在未达到使数字阀2的开启条件内。

在本发明的实施例中，连接端盖212还可通过焊接或者一体成型的方式设置在套本体211上，设置连接端盖212还能在一定程度上限制阀芯22的轴向运动。

在本发明的实施例中，弹性扭力件23可以是弹性扭杆、扭簧、螺旋弹簧、弹片等具备弹性变形能力的弹性元件。

具体地，以弹性扭杆为例，如图1和图2所示，在本发明的实施例中，弹性扭杆的一端可固定在阀芯22上，另一端可固定在连接端盖212上，弹性扭杆与阀芯22或连接端盖212的连接的形式可以是键槽连接、螺纹连接件连接、销轴连接等。弹性扭杆的变形扭矩小于驱动机构3额定输出扭矩，以在活塞杆11的负载较大时，实现转阀式数字缸总成的助力驱动功能。

扭簧的安装方式与弹性扭杆类似，两端连接在阀芯22和连接端盖212之间，而对于螺旋弹簧和弹片来说，螺旋弹簧或弹片可设置在限位环242和限位块241之间，如设置在限位槽243内。

如图1和图2所示，在本发明的实施例中，阀套21还可以包括止推端盖213，止推端盖213与连接端盖212相对设置在套本体211的两端，止推端盖213和连接端盖212分别用于限制阀芯22的轴向运动。通过止推端盖213和连接端盖212的限位，能够对阀芯22的轴向两端进行限位，避免阀芯22相对于阀套21出现轴向窜动。

如图1和图2所示，在本发明的实施例中，连接端盖212与阀芯22的轴向端面之间设有第一润滑件25，和/或阀芯22与止推端盖213之间设有第二润滑件26。第一润滑件25和第二润滑件26可以为自润滑推力垫片，也可以为轴承、滚珠等结构。以润滑推力垫片为例，通过设置润滑推力垫片，既能够缓冲阀芯22轴向窜动时的轴向力，又能够避免阀芯22的端部直接与止推端盖213或连接端盖212接触导致干摩擦，降低两端的端盖对阀芯22的磨损。

阀芯22轴向窜动的轴向力会通过止推端盖213或连接端盖212传递到阀套21上，为了抵消阀套21旋转时的轴向力，数字阀2还可包括阀壳27，阀壳27用于固定安装，阀套21转动安装在阀壳27阀套21的端面与阀壳27之间可设置推力轴承，如推力滚针轴承、推力滚子轴承、圆锥轴承等，通过设置推力轴承，能够抵消阀套21的轴向力。

如图1和图2所示，在本发明的实施例中，阀套21和阀芯22可整体同步连续旋转，也能够在一定角度内相对转动，为了对阀芯22与阀套21之间的相对转动角度进行约束，阀芯22和阀套21之间可设置限位组件24，通过设置限位组件24，可限制阀芯22相对于阀套21的转动角度行程。

在本发明的实施例中，限位组件24的布置形式有很多，如图2和图3所示，限位组件24可以包括限位块241和限位环242，限位块241设置在阀芯22上，限位环242为套环结构并设置在阀套21上，限位环242上设有与限位块241径向对齐的限位槽243，限位槽243的长度大于限位块241，通过限位块241伸入限位槽243内，当阀芯22相对于阀套21旋转预设角度时，阀芯22会与限位槽243的槽壁抵持，从而限制阀芯22相对于阀套21继续旋转。

当然，限位块241也可设置在阀套21上，限位环242可设置在阀芯22上，或者限位组件24的限位方式还可以是插销与插孔配合，两个限位块241抵持等。

如图2和图3所示，在本发明的实施例中，驱动机构3可以包括联轴组件31和驱动件本体32，驱动件本体32的输出轴通过联轴组件31与阀芯22传动连接。

具体地，驱动件本体32可以为电机、液压马达等，电机又可以为步进电机、伺服电机等。以电机为例，根据油缸本体1的负载不同，本发明的转阀式数字缸总成可分别在第一工作模式和第二工作模式下工作。当活塞杆11的负载较小时，电机输出的动力依次经过联轴组件31、阀芯22、弹性扭力件23、阀套21、螺旋传动杆42、螺母41传递到活塞杆11上，以驱动活塞杆11伸缩，此时活塞杆11的运动仅由电机驱动，液压油未参与活塞杆11的驱动，第一工作模式为纯电驱动。

当活塞杆11负载较大时，电机输出的动力会驱动阀芯22和阀套21克服弹性扭力件23的扭矩阈值，使阀芯22和阀套21出现相对转动，此时液压油进入油缸本体1内，以驱动活塞杆11运动，同时电机输出的动力也会经过阀芯22、弹性扭力件23、阀套21、螺旋传动杆42、螺母41传递到活塞杆11上，活塞杆11的驱动力一部分来源于液压油，一部分来源于电机，电机能够对活塞杆11的驱动进行助力，转阀式数字缸总成处于电液混合驱动的第二工作模式。

如图2和图3所示，在本发明的实施例中，联轴组件31可以包括拔叉312和十字弹性体311，十字弹性体311的一侧可以安装在阀芯22或者阀芯22上的限位块241上，另一侧可以与拔叉312连接，拔叉312用于与电机的输出轴连接，通过电机的输出轴带动拔叉312和十字弹性体311旋转，可实现阀芯22的旋转驱动。通过设置十字弹性体311，又可消除电机与阀芯22之间的同轴度装配误差。

可以理解的是，驱动件本体32还可通过其他形式与阀芯22传动连接，如若干齿轮传动连接、联轴器连接等。电机可以与阀芯22同轴布置，也可以相对于阀芯22旁置、垂直放置等。

如图1所示，在本发明的实施例中，数字阀2可安装在油缸本体1的缸体12外侧。

如图2所示，在本发明的实施例中，阀套21上设有进油油口P、回油油口T、第一工作油口A和第二工作油口B，第一工作油口A和第二工作油口B分别管路连接至油缸本体1的第一腔体14和第二腔体13，阀芯22用于旋转以使进油油口P和回油油口T的其中一者与第一工作油口A连通，使进油油口P和回油油口T的剩余一者与第二工作油口B连通。

具体地，进油油口P和回油油口T分别用于与液压系统的压力油路和液压系统的回油路连接，阀芯22上设有第一导通槽和第二导通槽，通过控制阀芯22正转或反转，可使第一导通槽和第二导通槽的其中一者导通进油油口P和第一工作油口A，另一者导通回油油口T和第二工作油口B，通过控制阀芯22正转或反转，可实现活塞杆11伸出或缩回的控制。

如图1所示，在本发明的实施例中，活塞杆11中空设置并且内部设有轴向延伸的穿设通道111，穿设通道111的开口设置在活塞杆11的活塞上，螺母41设置在穿设通道111的开口上，螺旋传动杆42旋接在螺母41上并且一端伸入穿设通道111内，螺旋传动杆42的另一端轴向伸出于油缸本体1的缸体12的端壁并与阀套21固定连接，通过设置穿设通道111，从而为螺旋传动杆42提供活动空间。

综上，本发明的转阀式数字缸总成通过在数字阀2的阀芯22和阀套21之间设置弹性扭力件23，可使转阀式数字缸总成具备纯电机驱动和电液混合驱动两种工作模式，有效利用了电机功率，整体能效水平更高。同时将数字阀2设置为转阀，阀芯22仅需小角度转动便能够实现工作油口的启闭控制，滑动摩擦少，无多余摩擦副，元件可靠性高。再者，弹性扭力件23还能够使数字阀2具备中位固定和快速自回位的功能，不仅可靠性更佳，无误动作风险，同时换向频响性能更优。

为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种作业设备，其中，作业设备包括根据以上所述的转阀式数字缸总成。

在一些示例中，作业设备可以是新能源设备，该新能源设备包括但不限于新能源汽车、新能源汽车起重机、新能源随车吊、新能源搅拌车、新能源泵车、新能源消防车、新能源路面施工车辆、新能源环卫车辆等，此外，该新能源设备还包括上述的转阀式数字缸总成以及为该转阀式数字缸总成供电的动力电池（例如锂电池、氢燃料电池等）。

当然，本发明的作业设备还可以是燃油动力设备，该燃油动力设备包括由燃油发动机驱动的汽车、汽车起重机、随车吊、搅拌车、泵车、消防车、路面施工车辆、环卫车辆等，且不限于此。此外，该燃油动力设备还包括上述的转阀式数字缸总成和发电机，当燃油发动机运行时，其可带动发电机运行，进而发电机可为转阀式数字缸总成中的驱动机构3供电。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

尽管上面已经描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种转阀式数字缸总成，其特征在于，所述转阀式数字缸总成包括：

油缸本体（1），包括活塞杆（11）；

数字阀（2），包括阀套（21）、阀芯（22）和弹性扭力件（23），所述阀芯（22）转动设置在所述阀套（21）内，所述弹性扭力件（23）设置在所述阀芯（22）和所述阀套（21）之间；

驱动机构（3），包括与所述阀芯（22）传动连接的电机，所述电机为伺服电机或步进电机；

反馈机构（4），包括设置在所述活塞杆（11）上的螺母（41）以及与所述螺母（41）旋接配合的螺旋传动杆（42），所述螺旋传动杆（42）的一端轴向伸出于所述油缸本体（1）并与所述阀套（21）固定连接；

其中，在所述活塞杆（11）的负载阻力小于所述弹性扭力件（23）对应的扭矩阈值时，所述弹性扭力件（23）用于所述阀套（21）和所述阀芯（22）之间传动；以及，在所述活塞杆（11）的负载阻力大于所述扭矩阈值时，所述弹性扭力件（23）用于驱动所述阀套（21）和所述阀芯（22）相对旋转，以开启所述数字阀（2）；

当所述电机停止驱动时，所述活塞杆（11）继续移动会通过所述螺母（41）带动所述螺旋传动杆（42）旋转，所述螺旋传动杆（42）的旋转又会带动所述阀套（21）往所述数字阀（2）的工作油口的关闭方向旋转，直至所述工作油口逐渐关闭。

2.根据权利要求1所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述阀套（21）包括套本体（211）和连接端盖（212），所述套本体（211）套设在所述阀芯（22）的径向外侧，所述连接端盖（212）安装在所述套本体（211）朝向所述螺旋传动杆（42）的一端，所述连接端盖（212）用于与所述螺旋传动杆（42）固定连接，所述弹性扭力件（23）固定连接在所述阀芯（22）和所述连接端盖（212）之间并能够弹性变形，所述弹性扭力件（23）用于在所述阀芯（22）的扭矩小于所述弹性扭力件（23）的所述扭矩阈值时限制所述阀芯（22）和所述套本体（211）之间的相对转动。

3.根据权利要求2所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述弹性扭力件（23）为弹性扭杆、扭簧、螺旋弹簧、弹片的其中一者。

4.根据权利要求2所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述阀套（21）还包括止推端盖（213），所述止推端盖（213）与所述连接端盖（212）相对设置在所述套本体（211）的两端，所述止推端盖（213）和所述连接端盖（212）分别用于限制所述阀芯（22）的轴向运动。

5.根据权利要求4所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述连接端盖（212）与所述阀芯（22）的轴向端面之间设有第一润滑件（25），和/或所述阀芯（22）与所述止推端盖（213）之间设有第二润滑件（26）。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述数字阀（2）还包括设置在所述阀芯（22）和所述阀套（21）之间的限位组件（24），所述限位组件（24）用于限制所述阀芯（22）和所述阀套（21）之间的相对旋转角度行程。

7.根据权利要求6所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述限位组件（24）包括限位块（241）和限位环（242），所述限位块（241）设置在所述阀芯（22）上，所述限位环（242）设置在所述阀套（21）上并设有与所述限位块（241）径向对齐的限位槽（243），所述限位块（241）伸入所述限位槽（243）内。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述驱动机构（3）包括联轴组件（31）和驱动件本体（32），所述驱动件本体（32）的输出轴通过所述联轴组件（31）与所述阀芯（22）传动连接。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述阀套（21）上设有进油油口（P）、回油油口（T）、第一工作油口（A）和第二工作油口（B），所述第一工作油口（A）和所述第二工作油口（B）分别连接至所述油缸本体（1）的第一腔体（14）和第二腔体（13），所述阀芯（22）用于旋转以使所述进油油口（P）和所述回油油口（T）的其中一者与所述第一工作油口（A）连通，使所述进油油口（P）和所述回油油口（T）的剩余一者与所述第二工作油口（B）连通。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的转阀式数字缸总成，其特征在于，所述活塞杆（11）内设有轴向延伸的穿设通道（111），所述穿设通道（111）的开口设置在所述活塞杆（11）的活塞上，所述螺母（41）设置在所述穿设通道（111）的开口上，所述螺旋传动杆（42）旋接在所述螺母（41）上并且一端伸入所述穿设通道（111）内，所述螺旋传动杆（42）的另一端轴向伸出于所述油缸本体（1）的缸体（12）的端壁并与所述阀套（21）固定连接。

11.一种作业设备，其特征在于，包括根据权利要求1至10中任意一项所述的转阀式数字缸总成。