伺服致动器制造技术

伺服致动器系统(10)和操作所述伺服致动器系统的方法，包括双作用致动器(16、17)，所述双作用致动器包括致动器主体(14、19)和可移动构件(12、15)，所述可移动构件可在致动器主体中移动，以在可移动构件(12、15)的每侧限定第一室和第二室。第一端口(36)流体地联接到第一室，并且第二端口(38)流体地联接到第二室。具有返回件(22)的流体泵(20)被提供。比例阀组件(18、70、72)流体地联接到流体泵、返回件以及第一端口和第二端口。比例阀组件(18、70、72)包括多个计量孔(31-34)。控制器(40)可操作地联接到比例阀组件(18、70、72)以控制所述多个计量孔(31-34)，以生成具有数值和方向的载荷矢量，并且其中可移动构件(12、15)在致动器主体(14、19)中的实际位置是不确定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】伺服致动器
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以下的讨论仅被提供用于总体的
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信息并且不意在用于帮助确定要求保护的主题范围。在双作用伺服驱动器的常规构造中，伺服阀计量从泵到双作用致动器的两个端口中的一个的流体，同时还将致动器中的活塞的相对侧上的另一个端口流体地联接到返回件。在该系统中，可以获得活塞在致动器缸中的精确定位。致动器因而显示施加位移矢量的特性，所述特性为将点或对象移动到从初始位置到最终位置的已知的距离。
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在此提供的本
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和摘要以通过简化的形式介绍概念的选择，其在下文具体实施方式中被进一步描述。该
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和摘要并不意在指出要求保护的主题的重要特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题并不限于解决在
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中指出的任何缺点或所有缺点的实施方式。本专利技术的第一方面和第二方面，伺服致动器系统和操作伺服致动器系统的方法分别包括双作用致动器，所述双作用致动器包括致动器主体和可移动构件，所述可移动构件可在致动器主体中移动，以限定可移动构件的每侧的第一室和第二室。第一端口流体地联接到第一室，并且第二端口流体地联接到第二室。具有返回件的流体泵被提供。伺服组件流体地联接到流体泵、返回件以及第一端口和第二端口。伺服组件包括多个计量孔。控制器可操作地联接到伺服组件，以控制多个计量孔以生成具有数值和方向的载荷矢量(例如，力或转矩)，并且其中可移动构件在致动器主体中的实际位置是不确定的。本专利技术的第三方面和第四方面，伺服致动器系统和操作伺服致动器系统的方法分别包括双作用致动器，所述双作用致动器包括致动器主体和可移动构件，所述可移动构件可在致动器主体中移动，以限定在可移动构件的每侧的第一室和第二室。第一端口流体地联接到第一室，并且第二端口流体地联接到第二室。具有返回件的流体泵被提供。伺服组件流体地联接到流体泵、返回件以及第一端口和第二端口。伺服组件包括多个计量孔。控制器可操作地联接到伺服组件，以在第一状态和第二状态中操作伺服致动器系统，其中在第一状态中，控制器控制多个计量孔中的每一个，使得来自泵的流体流动到返回件，并且流体通过施加到可移动构件的力以自由地传输到端口中和自由地传输到端口外，并且其中在第二状态中，控制器控制多个计量孔中的每一个，使得来自泵的流体压力引起可移动构件在致动器主体中的运动(这通过向可移动构件施加载荷，例如力或转矩而实现，所述可移动构件又施加载荷、力或转矩)，同时允许流体在第一端口和第二端口之间的交叉流动。当与上述装置和方法的一个或多个特征组合时，下述特征的任一个可以包括其它实施例。在第二状态中的控制器可以控制第一计量孔以防止流体流通过其中，同时控制第二计量孔以允许流体流以比通过第一计量孔的速度更大的速度通过其中。伺服组件可以包括四个计量孔和四个端口，其中特定的一对计量孔流体地连接到每个端口，并且每个计量孔控制特定的一对端口之间的流体流。具有四个端口或多个，优选为两个，常规伺服阀组件70和72的单个伺服组件可以用于实现四端口伺服阀组件的功能。所有类型的液压致动器和气动致动器(例如线性的或转动的)可以从上述实施例中的任何一个获益。附图说明图1是生成力矢量的伺服致动器矢量生成系统的第一实施例的示意图。图2是图1的图示被施加力的状态的实施例的示意图。图3是生成力矢量的伺服致动器矢量生成系统的第二实施例的示意图，所述伺服致动器矢量生成系统包括两个常规液压伺服阀。图4是致动器的振荡力的示意图。图5和图6是当伺服组件由两个常规液压伺服阀实现时，用于伺服组件的控制信号的示意图。图7是转动致动器的示意图。具体实施方式图1和图2图示了在两个操作状态中的伺服致动器矢量生成系统10的第一实施例。伺服致动器矢量生成系统10生成真矢量(数值和方向)，其中可移动构件在致动器主体中的实际位置是不确定的。在图1-3的该实施例中，系统10包括双作用致动器16，所述双作用致动器具有可在缸14(致动器主体)中滑动的活塞12(可移动构件)。然而，应该理解的是：本专利技术的方面不限于线性致动器，而是还可以与如图7所示的转动致动器17一起使用，所述转动致动器具有可在壳体19中转动的叶板15(可移动构件)。虽然下文关于生成力矢量的线性致动器16被详细地描述，但是应该理解，本专利技术的方面等同地适用于生成转矩的转动致动器17，所述转矩也是具有数值和方向的矢量。参见图1和图2，伺服致动器矢量生成系统10通常包括双作用致动器16、伺服阀组件18和具有由22指示的返回件的泵20。与在常规的流体系统(在下文具体地称为液压系统，但是应该理解本专利技术的方面还可以与气动系统一起使用)中不同，其中伺服阀将泵选择性地流体地联接到致动器端口中的一个或另一个，同时将另一个端口同时地流体地联接到返回件(如在
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中所述)，伺服阀组件18包括计量孔，所述计量孔选择性地压缩通过其中的流体流以增加在活塞12的一侧或另一侧的压力。在图示的该实施例中，伺服组件18包括四个计量孔31、32、33和34和四个端口18A、18B、18C和18D,其中特定的一对计量孔流体地连接到每个端口18A、18B、18C和18D，并且每个计量孔31、32、33和34都控制特定的一对端口之间的流体流。图1图示了致动器系统10的零力的状态。在该状态中，伺服阀组件18的所有计量孔31、32、33和34被优选地完全打开，或以其它方式打开，使得通过伺服阀组件18的流体流在活塞12的每侧上生成大致相等的压力。在该状态中，通过孔31和33的流体流是大致相同的，并且如果活塞12静止在致动器16的缸中，则通过孔32和34到返回件22的流体流也是相同的。在该状态中，致动器端口36、38流体地联接到彼此。虽然由于流体移动而具有较小量的寄生粘性阻尼，但是致动器活塞12由施加到活塞12的任何外部扰动(由双箭头54指示)而在任一方向上自由移动。在该状态中，液压泵20在不利用压力或利用最小的压力的情况下简单地将液压流体通过伺服阀组件18泵送到返回件22。控制器由40示意性地指示并且接收命令信号44。适合于提供由致动器16施加的力的指示的传感器可操作地联接到致动器。在示例性实施例中，传感器包括载荷单元46，所述载荷单元诸如通过活塞杆48等可操作地连接到致动器16，以向控制器40提供指示由致动器16生成的力的信号。应该说明的是，载荷单元46可以以另一方式可操作地连接到致动器16，所述另一方式例如为可操作地联接到缸14。类似地，在又一实施例中，压力传感器(多个压力传感器)可以可操作地联接到致动器16，以测量活塞12的一侧或两侧上的流体压力(多个流体压力)。测量压力(多个测量压力)然后可以被控制器40转换为或直接地用作对由致动器16生成的力的指示。控制器40控制切换组件18(即，比例阀组件)，(通常通过控制计量轴的运动)选择性地操作切换组件18，以基于命令44使得计量孔31-34选择性地压缩，从而抑制或减少通过其中的流体流并且随后增加计量孔31-34的一侧上的压力。规定另一方法，控制器40可操作地联接到伺服组件18，以在第一状态和第二状态中操作伺服致动器系统，其中在第一状态中，控制器40控制多个计量孔31-34中的每一个，使得来自泵20的流体流动到返回件22，并且流体通过施加到可移动构件12的外力自由地传输在端口36、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服致动器系统，包括：双作用致动器，包括：致动器主体；可移动构件，所述可移动构件能够在所述致动器主体中移动，以在所述可移动构件的每侧限定第一室和第二室；第一端口，所述第一端口流体地联接到所述第一室；和第二端口，所述第二端口流体地联接到所述第二室；流体泵，所述流体泵具有返回件；伺服组件，所述伺服组件流体地联接到所述流体泵、返回件以及所述第一端口和第二端口，所述伺服组件具有多个计量孔；和控制器，所述控制器可操作地联接到伺服组件，以便以第一状态和第二状态操作所述伺服致动器系统，其中在所述第一状态中，所述控制器控制所述多个计量孔中的每一个，使得来自所述泵的流体流动到所述返回件，并且流体通过施加到所述可移动构件的外力而自由地传输到所述端口内和自由地传输到所述端口外，并且其中在所述第二状态中，所述控制器控制所述多个计量孔中的每一个，使得来自所述泵的流体压力引起载荷施加到所述致动器主体中的所述可移动构件，同时允许流体在所述第一端口和所述第二端口之间的交叉流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/843,9021.一种伺服致动器系统，包括：双作用致动器，包括：致动器主体；可移动构件，所述可移动构件能够在所述致动器主体中移动，以在所述可移动构件的一侧限定第一室，在所述可移动构件的另一侧限定第二室；第一端口，所述第一端口流体地联接到所述第一室；和第二端口，所述第二端口流体地联接到所述第二室；流体泵，所述流体泵具有返回件；伺服组件，所述伺服组件流体地联接到所述流体泵、返回件以及所述第一端口和第二端口，所述伺服组件具有多个计量孔；和控制器，所述控制器可操作地联接到伺服组件，以便以第一状态和第二状态操作所述伺服致动器系统，其中在所述第一状态中，所述控制器控制所述多个计量孔中的每一个，使得来自所述泵的流体流动到所述返回件，并且流体通过施加到所述可移动构件的外力而自由地传输到所述端口内和自由地传输到所述端口外，并且其中在所述第二状态中，所述控制器控制所述多个计量孔中的每一个，使得来自所述泵的流体压力引起载荷施加到所述致动器主体中的所述可移动构件，同时允许流体在所述第一端口和所述第二端口之间的交叉流动。2.根据权利要求1所述的伺服致动器系统，其中：所述致动器包括线性致动器。3.根据权利要求1所述的伺服致动器系统，其中：所述致动器包括转动致动器。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的伺服致动器系统，其中：所述控制器在所述第二状态中控制第一计量孔以防止流体流通过所述第一计量孔，同时控制第二计量孔以允许流体以比通过所述第一计量孔的速度更大的速度通过所述第二计量孔。5.根据权利要求1-3中的任一项所述的伺服致动器系统，其中：所述伺服组件包括四个计量孔和四个端口，其中特定的一对计量孔流体地连接到所述伺服组件的每个端口，并且每个计量孔控制所述伺服组件的特定的一对端口之间的流体流。6.根据权利要求1-3中的任一项所述的伺服致动器系统，其中：所述控制器在所述第二状态中控制第一计量孔和第二计量孔以防止流体流通过其中，同时控制第三计量孔和第四计量孔以允许流体以比通过所述第一计量孔的速度更大的速度通过其中。7.一种控制致动器系统的方法，所述致动器系统具有致动器主体；可移动构件，所述可移动构件能够在所述致动器主体中移动，以在所述可移动构件的一侧限定第一室，在所述可移动构件的另一侧限定第二室；第一端口，所述第一端口流体地联...

【专利技术属性】
技术研发人员：格兰·查理斯·格雷尼尔，
申请(专利权)人：MTS系统公司，
类型：发明
国别省市：美国;US