科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,高性能、智能化仪器仪表

需求背景

新型数字液压缸不仅要作为液压缸输出机械力，而且需要向系统输出数字信号，从而帮助系统实现智能化。因其具有智能化和轻量化等特点，不仅需要解决传统产品中存在的瓶颈问题，且需要联合优化油缸结构，结合系统主动控制，使液压缸成本更低、性能更稳定。具体有以下三种方案：

①方案一：霍尔感应式传感器。将磁铁内置在油缸内部活塞上，霍尔元件置于缸筒外表面。活塞移动，磁场穿透缸筒，霍尔元件受到磁场变化影响输出数字信号，以确定油缸的实时位置和速度；

②方案二：磁致伸缩式传感器。突破传统磁致伸缩原理，同样将磁铁内置在活塞上，波导丝等感应元件至于缸筒外表面。活塞移动，磁场穿透缸筒，霍尔元件受到磁场变化影响输出数字信号，以确定油缸的实时位置和速度。

③方案三：微波式传感器。通过探针发射微波，微波在液压油中传导，并在活塞上反射，另外探针接收微波，从而确定活塞位置和速度。

需解决的主要技术难题

1. 导磁缸筒与磁场感应。缸筒外部如何形成稳定的可感应磁场；

2. 霍尔感应原理中霍尔元件与磁场分布的优化方案；

3. 磁致伸缩感应原理的详细实施方案；

4.微波在液压油中的传导与干扰因子的关系，如，压力、温度、清洁度等。

期望实现的主要技术目标

1. 示值误差：±0.2mm； 2. 操作温度：-40℃~+120℃； 3. 适用速度：1m/s； 4. 最大行程：可定制； 5. 液压介质：可兼容常规液压油； 6. 防水等级：IP69K。

需求解析

解析单位：“科创中国”数字化转型专业科技服务团（中国软件行业协会） 解析时间：2022-09-01

王金祥

数字化转型专业科技服务团

团长

综合评价

新型数字液压缸不仅要作为液压缸输出机械力，而且需要向系统输出数字信号，从而帮助系统实现智能化。可以协同机械制造专家共同研发。

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