[其他]一種簡(jiǎn)易型數(shù)字伺服閥

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86208732
• 申請(qǐng)日: 1986-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86208732U
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高中江
• 申請(qǐng)（專(zhuān)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
• 主分類(lèi)號(hào): F15B13/02
• 分類(lèi)號(hào): F15B13/02
• 代理公司: 中科院長(zhǎng)春專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 顧業(yè)華

本實(shí)用新型是關(guān)于液壓伺服系統(tǒng)中所使用的控制元件——一種簡(jiǎn)易型數(shù)字式伺服閥。

日本專(zhuān)利：特公昭44－19065號(hào)《直動(dòng)ワ－ト“ハ”ヅタ型位置め裝置》〔昭和44年（1969年）3月19日〕“直接反饋式位置伺服裝置”，提出了一種簡(jiǎn)易型伺服閥，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，但是該專(zhuān)利在應(yīng)用時(shí)要受到一定的限制，它必須采用機(jī)械反饋方能實(shí)現(xiàn)伺服控制。例如在應(yīng)用時(shí)它必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行硬性的結(jié)合，如采用齒輪齒條等機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械反饋。因此稱(chēng)它為“硬聯(lián)結(jié)”，這種“硬聯(lián)結(jié)”使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不便，應(yīng)用困難。

本實(shí)用新型的目的是克服上述缺點(diǎn)，在簡(jiǎn)易型伺服閥的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革創(chuàng)造出一種用電反饋式的“軟聯(lián)結(jié)”數(shù)字式伺服閥，以直接進(jìn)行數(shù)字控制。

附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面視圖，如圖所示，由閥體〔1〕、一端帶有螺母（或絲杠）〔3〕的閥芯〔2〕及絲杠（或螺母）〔4〕所組成。絲杠（或螺母）〔4〕和一端帶有螺母（或絲杠）〔3〕的閥芯〔2〕分別由兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)〔6〕、〔7〕驅(qū)動(dòng)。所采用的步進(jìn)電機(jī)為步距角相同的電機(jī)，并進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)或減速驅(qū)動(dòng)。在減速驅(qū)動(dòng)時(shí)最好選取兩臺(tái)模數(shù)相同齒數(shù)相等的消間隙齒輪付進(jìn)行減速傳動(dòng)。本實(shí)用新型采用步進(jìn)原理進(jìn)行工作，使與執(zhí)行機(jī)構(gòu)能形成“軟聯(lián)結(jié)”，以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。

本實(shí)用新型的閥體〔1〕內(nèi)壁做出三個(gè)環(huán)行溝槽〔8〕，使與閥芯〔2〕上的三個(gè)相應(yīng)的凸肩〔9〕形成正覆蓋。閥體〔1〕與閥芯〔2〕進(jìn)行配研。閥芯〔2〕在閥體〔1〕內(nèi)既可轉(zhuǎn)動(dòng)又可滑動(dòng)，通過(guò)閥芯〔2〕的滑動(dòng)以實(shí)現(xiàn)對(duì)閥口大小的控制。

在閥芯〔2〕的一端固定有螺母（或絲杠）〔3〕與一端帶有軸伸的絲杠（或螺母）〔4〕相配，組成絲杠付。而在閥芯〔2〕的另一端做成帶鍵的軸套〔5〕并與一端帶有鍵槽的軸伸相配。兩軸伸可直接與步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)結(jié)以實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)或通過(guò)減速機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)。

驅(qū)動(dòng)帶鍵槽軸的步進(jìn)電機(jī)〔6〕為主電機(jī)。它是通過(guò)鍵〔5〕、閥芯〔2〕把轉(zhuǎn)矩傳遞到螺母〔3〕上，這時(shí)通過(guò)螺母〔3〕與絲杠〔4〕的相互作用推動(dòng)閥芯〔2〕在閥體內(nèi)沿軸向移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)絲杠〔4〕軸的步進(jìn)電機(jī)〔7〕為反饋電機(jī)，由于絲杠〔4〕與螺母〔3〕的相互作用也推動(dòng)閥芯〔2〕沿軸向移動(dòng)。這就構(gòu)成了本實(shí)用新型所述的簡(jiǎn)易型數(shù)字式伺服閥。

由閥體〔1〕和閥芯〔2〕所組成滑閥是一個(gè)三位四通滑閥。在零位時(shí)，閥芯〔2〕上的三個(gè)凸肩〔9〕把閥體〔1〕上的三個(gè)環(huán)形溝槽〔8〕全部蓋死，使P、O、A、B各腔均處于封閉狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)均處于停止?fàn)顟B(tài)，又由于步進(jìn)電機(jī)在通電靜止?fàn)顟B(tài)具有自鎖的特性，在兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的自鎖的作用下使螺母和絲杠牢牢地固結(jié)在一起，因此在零位時(shí)不產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。

本實(shí)用新型是按步進(jìn)的原理進(jìn)行工作的。當(dāng)主電機(jī)〔6〕在一定數(shù)量的脈沖信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)軸伸轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)鍵〔5〕、閥芯〔2〕帶動(dòng)螺母〔3〕轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)由于系統(tǒng)的滯后作用，反饋電機(jī)〔7〕尚處于停止自鎖狀態(tài)。因此螺母〔3〕一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊在絲杠〔4〕的作用下使閥芯〔2〕進(jìn)行移動(dòng)。由于閥芯〔2〕的移動(dòng)就把閥口由小到大逐漸打開(kāi)直到系統(tǒng)在液壓油的作用下產(chǎn)生了位移并由檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出脈沖信號(hào)去驅(qū)動(dòng)反饋電機(jī)〔7〕進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)絲杠〔4〕與螺母〔3〕做同向轉(zhuǎn)動(dòng)，由于系統(tǒng)的自行調(diào)節(jié)作用使絲杠〔4〕與螺母〔3〕做同速轉(zhuǎn)動(dòng)，即閥口開(kāi)口大小保持恒定。當(dāng)主電機(jī)〔6〕停止下來(lái)時(shí)螺母〔3〕被鎖住，也由于系統(tǒng)的滯后作用閥口由大到小逐漸關(guān)閉直到恢復(fù)正覆蓋狀態(tài)工作才停止下來(lái)。由于主電機(jī)〔6〕的步距角與反饋電機(jī)〔7〕的步距角相等，因此主電機(jī)〔6〕所轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)恰好等于反饋電機(jī)〔7〕所轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)，使閥芯〔2〕又重新回到零位。這就是本實(shí)用新型的步進(jìn)工作原理。正因?yàn)椴捎眠@種步進(jìn)的工作原理，本實(shí)用新型才具有良好的液壓伺服性能和使用性能。

本實(shí)用新型的特征是：

1、控制方法簡(jiǎn)便，使用方便。采用數(shù)字脈沖信號(hào)直接控制主電機(jī)即可達(dá)到控制伺服系統(tǒng)的目的。采用步進(jìn)電機(jī)做反饋電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)電反饋，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“軟聯(lián)結(jié)”，使用起來(lái)不受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、形狀、位置等限制，可以組成各種伺服控制系統(tǒng)；

2、由于采用步進(jìn)的工作原理，控制準(zhǔn)確，液壓伺服性能良好，如用本實(shí)用新型去組成位置伺服系統(tǒng)，其緩沖和定位效果良好，且能達(dá)到任意點(diǎn)準(zhǔn)確定位的目的；

3、由于步進(jìn)電機(jī)在通電靜止?fàn)顟B(tài)具有良好的自鎖特性，則系統(tǒng)不存在零點(diǎn)漂移；

4、由于步進(jìn)電機(jī)屬于數(shù)字式原件，因此本實(shí)用新型就成為直接數(shù)字控制元件，它不需要數(shù)－－模轉(zhuǎn)換即可直接進(jìn)行數(shù)字控制，因而可直接采用電子計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。