一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀制造技术

本发明专利技术涉及一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀，包括从动推杆、功率滑阀、阀套、阀体、凸轮驱动机构、偏置弹簧和控制组件，阀套设置在阀体内，功率滑阀设置在阀套内，从动推杆水平固结在功率滑阀一端，功率滑阀另一端通过水平设置的偏置弹簧连接阀体端盖，凸轮驱动机构垂直设置于从动推杆端部，控制组件连接凸轮驱动机构；控制组件给定凸轮驱动机构的输出力矩指令，凸轮驱动机构输出相应力矩并驱动从动推杆水平运动，功率滑阀运动并压缩偏置弹簧，改变伺服阀进油口和回油口开度，伺服阀输出相应控制压力。与现有技术相比，本发明专利技术具有可靠性高、抗污染能力强、前置级泄漏小的优点，且具有结构紧凑、质量轻、体积小的优点。

Cam type rotary direct drive electrohydraulic pressure servo valve

The invention relates to a cam type rotary direct drive electro-hydraulic servo valve, comprising a driven push rod, power slide valve, a valve sleeve, a valve body, a spring biased cam drive mechanism, and a control component is arranged in the valve body, valve cover, power slide valve are arranged inside the valve sleeve, the water level in the consolidation of power driven push rod valve end. The other end of the valve spring bias power level setting connection valve end cover, cam drive mechanism is arranged perpendicular to the driven end of the push rod, control module connected to the cam drive mechanism; the output torque control component of a given cam driving mechanism of cam drive mechanism, the corresponding output torque and driving power driven push rod horizontal movement, spool movement and compression bias spring, change the servo valve oil inlet and an oil return opening, the output of the servo valve control pressure. Compared with the prior art, the invention has the advantages of high reliability, strong pollution resistance and small leakage of the prior stage, and has the advantages of compact structure, light weight and small volume.

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀
本专利技术涉及一种直接驱动电液压力伺服阀，尤其是涉及一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀。
技术介绍
电液伺服阀的雏形萌生于二战时期，由于当时战争的需求，德国的Askania公司试制出一只采用射流管原理的阀，即采用射流管接收流体压力，并通过射流管与两只接收管之间的动量转移，实现将该流体压力回复或转化为压力或流量输出的功能；随后产生了很多基于射流管原理的液压控制系统(WunschG,SteinT.Deviceforregulatingpowergeneratingplants,especiallyelectricityworks:U.S.Patent1,894,246[P].1933-1-10.)。与此同时，Foxboro研究出喷嘴挡板阀，利用锐缘喷嘴与平面挡板间的距离变化作为可变液阻，将其引入液压半桥或全桥，输出控制压力，该原理也迅速得到了相关应用(MasonCE.Controlmechanism:U.S.Patent1,897,135[P].1933-2-14.)。这两种阀的出现为伺服阀的发展奠定了基础。1946年，英国的Tinsley开发出第一只两级阀，利用电磁铁直接推动先导阀芯，再利用先导阀芯产生的压力差推动二级阀芯，两级阀可以有效的利用流体压力，克服了单级阀推力不足的瓶颈(EnglishPatent620,688Tin&yappliedMay1946-acceptedMarch1949)。此后，美国人WilliamC.Moog于1950专利技术了世界上第一只喷嘴挡板型两级式电液伺服阀，力矩转角力矩电机带动挡板，改变挡板与喷嘴间的距离，喷嘴挡扳形成的液阻与固定节流口配合，控制三位阀芯，阀芯的位置通过作用弹簧得到(MoogJrWilliamC.Electrohydraulicservomechanism:U.S.Patent2,625,136[P].1953-1-13.)。而在1957年，Atehley利用射流管原理专利技术了第一只射流管伺服阀，该阀仅需要为油液提供一条内部管道，相对于喷嘴挡板阀的双油路管道而言，提高了可靠性。先导式伺服阀虽然性能优良，但结构复杂，制造困难，使用条件非常苛刻，对油液的污染非常敏感，故障率较高，制造和使用成本很高。而直接驱动电液伺服阀取消了前置级，通过电—机械转换装置直接驱动功率阀芯运动；具有结构简单、抗污染能力强、可靠性高等特点。因此，20世纪80年代以来，逐渐出现了直接驱动电液伺服阀方面的创新和专利；1987年3月，日本人HiroakiKuwano等人在美国专利局申请了一种直接驱动式伺服阀，该阀使用计算机建立功率滑阀运动的数学模型，将数学模型中功率滑阀阀芯的运动速度作为实际阀芯速度，进行状态反馈，以获得更好的动态特性(KuwanoH,MatsushitaT,KakumaH,etal.Direct-drivetypeelectro-hydraulicservovalve:U.S.Patent4,648,580[P].1987-3-10.)；1987年6月，VanderlaanRD等人利用小球驱动原理提出了一种电机直接驱动功率滑阀的电液伺服阀(VanderlaanRD,MeulendykJW.Directdrivevalve-balldrivemechanism:U.S.Patent4,672,992[P].1987-6-16.)；1988年5月，JohnsonDD等人采用旋转力矩转角力矩电机取代传统的推力电磁铁驱动功率滑阀运动，力矩电机的旋转运动通过驱动接口的偏心机构转化为功率滑阀的直线运动，从而实现流量的伺服控制(JohnsonDD,TewSK.Directdriveservovalvewithrotaryforcemotor:U.S.Patent4,742,322[P].1988-5-3.)；1988年12月，HaynesLE等人设计了两套偏心驱动接口，利用所述偏心机构可以实现旋转运动向直线运动的转化(HaynesLE,LucasLL.Directdriveservovalve:U.S.Patent4,793,377[P].1988-12-27.)；1989年7月，RalphL.Vick等人专利技术了一种直接驱动的旋转伺服阀；与以往伺服阀不同，其功率滑阀阀芯的运动形式为旋转运动而不是平动，通过控制功率滑阀的旋转可以控制节流面积，从而实现功率滑阀处的流量和压力控制(VickRL.Directdriverotaryservovalve:U.S.Patent4,794,845[P].1989-1-3.)；此外，北京航空航天大学也研制出转阀式直动型电液伺服阀；在阀芯与阀套上相应开了几个与轴向有一定倾角的斜槽，阀芯阀套相互转动时，斜槽相互开通或相互封闭，从而控制输出压力或流量(肖俊东，王占林，陈克昌.新型高性能直接驱动电液伺服阀[J].机械科学与技术.2005.24)；线性压电转角力矩电机于2006年在美国注册专利，包括两个压电片和放大机构，当其中一个接收到电压后伸长，同时另外一个被拉回；这两个压电片的运动通过放大机构实现驱动对象的直线运动(AudrenJT,MerletE,MeleardJ,etal.Valvecontroldevice:U.S.Patent7,026,746[P].2006-4-11.)；2008年，比利时鲁汶大学学者P.Sente等人，将压电材料做成的线性放大驱动器应用于航天领域的直接驱动式电液伺服阀中，并研究了其控制特性。由于技术条件的限制，目前直接驱动电液伺服阀仍然存在驱动能力不足、空间尺寸较大的缺点；且随着火箭、导弹等飞行器对伺服机构的要求越来越严格，直接驱动电液伺服阀的抗污染能力和可靠性还有待进一步提升。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀，包括从动推杆、功率滑阀、阀套和阀体，所述的阀套设置在阀体内，所述的功率滑阀设置在阀套内，所述的从动推杆水平固结在功率滑阀一端，其特征在于，该伺服阀还包括凸轮驱动机构、偏置弹簧和控制组件，所述的功率滑阀另一端通过水平设置的偏置弹簧连接阀体端盖，所述的凸轮驱动机构垂直设置于从动推杆端部，所述的控制组件连接凸轮驱动机构；控制组件给定凸轮驱动机构的输出力矩指令，零指令时，凸轮驱动机构无力矩输出，在偏置弹簧作用下，伺服阀进油口关闭，负载口和回油口接通，伺服阀输出控制压力为零，非零指令时，凸轮驱动机构输出相应力矩，凸轮驱动机构驱动从动推杆水平运动，功率滑阀运动并压缩偏置弹簧，改变伺服阀进油口和回油口开度，伺服阀输出相应控制压力。所述的凸轮驱动机构包括转角力矩电机和凸轮，所述的转角力矩电机输出轴连接凸轮一端的连接部，凸轮另一端的凸起部垂直嵌于从动推杆上的开孔中，凸轮的凸起部活动设置在从动推杆上的开孔中，并可在所述的开孔中转动，所述的控制组件连接所述的转角力矩电机；控制组件控制转角力矩电机的输出力矩，转角力矩电机带动凸轮转动，凸轮的凸起部在从动推杆上的开孔中转动并推动从动推杆水平运动。所述的凸轮凸起部外轮廓形状和从动推杆的内轮廓形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀，包括从动推杆(4)、功率滑阀(5)、阀套(7)和阀体(8)，所述的阀套(7)设置在阀体(8)内，所述的功率滑阀(5)设置在阀套(7)内，所述的从动推杆(4)水平固结在功率滑阀(5)一端，其特征在于，该伺服阀还包括凸轮驱动机构、偏置弹簧(6)和控制组件，所述的功率滑阀(5)另一端通过水平设置的偏置弹簧(6)连接阀体(8)端盖，所述的凸轮驱动机构垂直设置于从动推杆(4)端部，所述的控制组件连接凸轮驱动机构；控制组件给定凸轮驱动机构的输出力矩指令，零指令时，凸轮驱动机构无力矩输出，在偏置弹簧(6)作用下，伺服阀进油口关闭，负载口和回油口接通，伺服阀输出控制压力为零，非零指令时，凸轮驱动机构输出相应力矩，凸轮驱动机构驱动从动推杆(4)水平运动，功率滑阀(5)运动并压缩偏置弹簧(6)，改变伺服阀进油口和回油口开度，伺服阀输出相应控制压力。

【技术特征摘要】
1.一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀，包括从动推杆(4)、功率滑阀(5)、阀套(7)和阀体(8)，所述的阀套(7)设置在阀体(8)内，所述的功率滑阀(5)设置在阀套(7)内，所述的从动推杆(4)水平固结在功率滑阀(5)一端，其特征在于，该伺服阀还包括凸轮驱动机构、偏置弹簧(6)和控制组件，所述的功率滑阀(5)另一端通过水平设置的偏置弹簧(6)连接阀体(8)端盖，所述的凸轮驱动机构垂直设置于从动推杆(4)端部，所述的控制组件连接凸轮驱动机构；控制组件给定凸轮驱动机构的输出力矩指令，零指令时，凸轮驱动机构无力矩输出，在偏置弹簧(6)作用下，伺服阀进油口关闭，负载口和回油口接通，伺服阀输出控制压力为零，非零指令时，凸轮驱动机构输出相应力矩，凸轮驱动机构驱动从动推杆(4)水平运动，功率滑阀(5)运动并压缩偏置弹簧(6)，改变伺服阀进油口和回油口开度，伺服阀输出相应控制压力。2.根据权利要求1所述的一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀，其特征在于，所述的凸轮驱动机构包括转角力矩电机(2)和凸轮(3)，所述的转角力矩电机(2)输出轴连接凸轮(3)一端的连接部，凸轮(3)另一端的凸起部垂直嵌于从动推杆(4)上的开孔中，凸轮(3)的凸起部活动设置在从动推杆(4)上的开孔中，并可在所述的开孔中转动，所述的控制组件连接所述的转角力矩电机(2)；控制组件控制转角力矩电机(2)的输出力矩，转角力矩电机(2)带动凸轮(3)转动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：訚耀保，原佳阳，方向，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31