[其他]機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101985000001613
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN1006084B
• 公開（公告）日: 1989-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原培章;唐凱;李小凡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 代理公司: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春專利事務(wù)所
• 代理人: 劉樹清

機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)是液壓傳動(dòng)的一種關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)部件。已往類似的伺服機(jī)構(gòu)，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各運(yùn)動(dòng)件都存在著很大摩擦力，低速性能差。本發(fā)明主要是把各運(yùn)動(dòng)件設(shè)計(jì)成靜壓平衡，使運(yùn)動(dòng)件接觸面保持油膜。同時(shí)又在空心活塞、空心擺桿、Ｎ星體之間采用球面配合的情況下，實(shí)現(xiàn)高壓油直接驅(qū)動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)。從而得到良好的低速性能，拖動(dòng)負(fù)載可省去減速機(jī)構(gòu)。它可用于機(jī)器人，數(shù)控機(jī)床、試驗(yàn)機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鑄造設(shè)備自動(dòng)化等方面。

機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)屬于液壓傳動(dòng)領(lǐng)域里的一種關(guān)鍵部件。它在自動(dòng)控制系統(tǒng)中起伺服驅(qū)動(dòng)作用。

現(xiàn)有與本發(fā)明最為接近的是日本三菱金屬（株）研制出的機(jī)械反饋旋轉(zhuǎn)伺服機(jī)構(gòu)（RSA-Rミリ-，日本油壓技術(shù)第17卷7號(hào)66頁(yè)昭和53年），它是由轉(zhuǎn)閥和徑向液壓馬達(dá)組成。如圖1所示。液壓馬達(dá)主要由實(shí)心活塞〔1-1〕、七星體〔1-2〕、偏心軸〔1-3〕組成。其運(yùn)動(dòng)是高壓油首先推動(dòng)實(shí)心活塞〔1-1〕運(yùn)動(dòng)，實(shí)心活塞〔1-1〕再推動(dòng)七星體〔1-2〕，七星體〔1-2〕受力再推動(dòng)偏心軸〔1-3〕，從而使偏心軸〔1-3〕轉(zhuǎn)動(dòng)。由于動(dòng)力是通過幾個(gè)機(jī)械副傳遞的，同時(shí)各運(yùn)動(dòng)件自身無法實(shí)現(xiàn)靜壓平衡。所以各運(yùn)動(dòng)副產(chǎn)生很大摩擦力，從而使馬達(dá)低速性能差，一般拖動(dòng)負(fù)載需加減速機(jī)構(gòu)。

為了克服上述馬達(dá)在動(dòng)力傳遞中存在的問題，發(fā)明了一種機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)。它是由轉(zhuǎn)閥和低速馬達(dá)組成，通過機(jī)械位置反饋構(gòu)成液壓低速伺服機(jī)構(gòu)。如圖2所示，它是由閥芯〔2-1〕、閥套〔2-2〕、偏心軸〔2-3〕、N星體〔2-4〕、空心擺桿〔2-6〕、空心活塞〔2-5〕、對(duì)邊平行的四連桿機(jī)構(gòu)〔2-10〕、〔2-11〕和殼體〔2-7〕組成。其中空心活塞〔2-5〕與空心擺桿〔2-6〕一端球面配合處的空心活塞〔2-5〕凹球面上有一與空心活塞〔2-5〕同軸的圓槽〔2-14〕，N星體〔2-4〕外表面與空心擺桿〔2-6〕另一端球面配合處的N星體〔2-4〕凹球面上開一與圓孔〔2-8〕同軸的圓槽〔2-15〕，N星體〔2-4〕內(nèi)表面沿軸向開兩個(gè)環(huán)形槽〔2-9〕，兩環(huán)形槽〔2-9〕之間的間距與N星體〔2-4〕上圓孔〔2-8〕的直徑之比為0.7～0.8。

機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)的工作原理過程是高壓油由殼體〔2-7〕進(jìn)入由閥芯〔2-1〕閥套〔2-2〕組成的轉(zhuǎn)閥里，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)閥閥芯〔2-1〕，使高壓油徑控油窗口〔2-12〕、偏心軸〔2-3〕、N星體〔2-4〕、空心擺桿〔2-6〕、空心活塞〔2-5〕作用在殼體〔2-7〕上，如果殼體〔2-7〕固定不動(dòng)，則高壓油反作用于偏心軸〔2-3〕上，靠偏心產(chǎn)生偏心轉(zhuǎn)矩，使偏心軸〔2-3〕轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)閥套〔2-2〕同向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使控油窗口〔2-12〕減小，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械位置反饋。并且使偏心軸〔2-3〕與閥芯〔2-1〕同步轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)偏心軸〔2-3〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，低壓腔中的油便經(jīng)空心活塞〔2-5〕、空心擺桿〔2-6〕、N星體〔2-4〕、偏心軸〔2-3〕、閥套〔2-2〕、閥芯〔2-1〕和殼體〔2-7〕流出。在偏心軸〔2-3〕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，N星體〔2-4〕不隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而是靠對(duì)邊平行的四連桿機(jī)構(gòu)〔2-10〕〔2-11〕保持其平動(dòng)，這是因?qū)吰叫械乃倪B桿機(jī)構(gòu)〔2-10〕〔2-11〕的一端限制殼體〔2-7〕上。另外，在N星體〔2-4〕內(nèi)表面兩個(gè)環(huán)形槽〔2-9〕中間開一圓孔〔2-8〕，這個(gè)圓孔〔2-8〕的直徑與兩個(gè)環(huán)形槽〔2-9〕之間距離之比直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的平衡。

附圖說明：圖1是日本三菱金屬（株）研制的機(jī)械反饋旋轉(zhuǎn)伺服機(jī)構(gòu)（RSA-Rミリ-日本油壓技術(shù)第17卷7號(hào)66頁(yè)昭和53年）的主視圖。

圖2是圖1的側(cè)視圖。

圖3是本發(fā)明機(jī)械位置反饋液壓低速伺服機(jī)構(gòu)的主視圖和側(cè)視圖。

圖4是圖3的側(cè)視圖。

最佳實(shí)施方案為：必須使空心擺桿〔2-6〕一端與空心活塞〔2-5〕球面配合，空心擺桿〔2-6〕另一端與N星體〔2-4〕外表面球面配合，在N星體內(nèi)表面沿軸向分布開兩個(gè)環(huán)形槽〔2-9〕，其兩槽內(nèi)側(cè)間距與N星體〔2-4〕上圓孔〔2-8〕直徑之比為0.72。在N星體〔2-4〕與殼體〔2-7〕之間采用對(duì)邊平行的四連桿機(jī)構(gòu)連接。