CN106763005A - 一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀

技术领域

本发明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。

背景技术

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(Wunsch G,Stein T.Device for regulating powergenerating plants,especially electricity works:U.S.Patent 1,894,246[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(Mason C E.Control mechanism:U.S.Patent 1,897,135[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(English Patent 620,688Tin&y applied May 1946-accepted March1949)。此后，美国人William C.Moog于1950发明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(Moog Jr WilliamC.Electrohydraulic servo mechanism:U.S.Patent 2,625,136[P].1953-1-13.)。而在1957年，Atehley利用射流管原理发明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Hiroaki Kuwano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(Kuwano H,Matsushita T,Kakuma H,et al.Direct-drive type electro-hydraulic servo valve:U.S.Patent 4,648,580[P].1987-3-10.)；1987年6月，Vanderlaan R D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(Vanderlaan R D,Meulendyk J W.Direct drive valve-ball drive mechanism:U.S.Patent 4,672,992[P].1987-6-16.)；1988年5月，Johnson DD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(Johnson D D,Tew S K.Direct drive servovalve with rotary force motor:U.S.Patent 4,742,322[P].1988-5-3.)；1988年12月，Haynes L E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(Haynes L E,Lucas LL.Direct drive servo valve:U.S.Patent 4,793,377[P].1988-12-27.)；1989年7月，Ralph L.Vick等人发明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(Vick R L.Direct drive rotary servo valve:U.S.Patent 4,794,845[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(Audren J T,Merlet E,Meleard J,et al.Valve control device:U.S.Patent 7,026,746[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。

发明内容

本发明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。

本发明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状为两种曲线的任意组合，所述的曲线包括圆形曲线、等加速度曲线和阿基米德曲线。

所述的控制组件包括电子控制器和压力传感器，所述的压力传感器设置于与所述的负载口连通的控制口处，所述的压力传感器连接至电子控制器，所述的电子控制器连接所述的凸轮驱动机构。

所述的偏置弹簧刚度和预压力满足如下条件：

k(x₀+x_max+)＞F_vmax+，并且，

其中，k为偏置弹簧刚度，x₀为偏置弹簧预压力，F_vmax+为功率滑阀运动过程中的正向最大稳态液动力，x_max+为出现正向最大稳态液动力时的功率滑阀位移，F_vmax—为功率滑阀运动过程中的负向最大稳态液动力，x_max—为出现负向最大稳态液动力时的功率滑阀位移，T_max为转角力矩电机的最大输出扭矩，稳态液动力方向规定如下：稳态液动力以功率滑阀开启方向为正方向，其中功率滑阀开启方向为功率滑阀压缩偏置弹簧使伺服阀进油口开度增大时的功率滑阀运动方向。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)本发明采用凸轮驱动机构驱动功率阀滑，进而改变进油口和回油口开度，去除了传统伺服阀前置级的射流管或喷嘴—挡板组件，具有可靠性高、抗污染能力强、前置级泄漏小的优点；

(2)本发明凸轮驱动机构垂直于从动推杆设置，同时凸轮驱动机构采用转角力矩电机和凸轮，将转角力矩电机的旋转运动通过凸轮转化为从动推杆的直线运动，相比传统的直线直接驱动伺服阀具有结构紧凑、质量轻、体积小的优点；

(3)本发明凸轮凸起部外轮廓形状和从动推杆的内轮廓形状可以根据需要设计两种曲线的任意组合，以实现不同的转角-位移特性，满足不同需求；

(4)本发明通过对偏置弹簧的刚度和预压力的设计，使得偏置弹簧能够避免凸轮和从动推杆脱离，保证其连续接触；同时，偏置弹簧还可以实现掉电时功率滑阀复位的功能，保证掉电状态伺服阀输出压力为零，确保设备安全。

附图说明

图1为本发明的凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀结构示意图；

图2为本发明的凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀控制框图；

图3为本发明的凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀凸轮驱动机构结构示意图；

图4为本实施例实现电机转角到功率滑阀位移线性传递的凸轮驱动机构的结构示意图；

图5为本实施例实现电机转角到功率滑阀位移线性传递的凸轮驱动机构工作状态示意图；

图6为本实施例转角力矩电机转角-功率滑阀位移曲线；

图7为本实施例中偏置弹簧刚度和预压力的取值范围示意图；

图8为本实施例采用线性接口的旋转直接驱动电液压力伺服阀静态特性曲线；

图9为本实施例采用线性接口的旋转直接驱动电液压力伺服阀伯德图。

图中，1为电子控制器，2为转角力矩电机，3为凸轮，4为从动推杆，5为功率滑阀，6为偏置弹簧，7为阀套，8为阀体，9为压力传感器，10为凸轮外轮廓，11为从动推杆内轮廓，12为线性位移接口凸轮外轮廓，13为线性位移接口从动推杆内轮廓，14为线性位移接口的转角力矩电机转角-功率滑阀位移曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，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，阀套7设置在阀体8内，功率滑阀5设置在阀套7内，从动推杆4水平固结在功率滑阀5一端，该伺服阀还包括凸轮驱动机构、偏置弹簧6和控制组件，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，控制组件连接凸轮驱动机构，控制组件包括电子控制器1和压力传感器9，压力传感器9设置于与负载口连通的控制口处，压力传感器9连接至电子控制器1，电子控制器1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p_s关闭，负载口p_c和回油口T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p_s和回油口T开度，伺服阀输出相应控制压力。

其中，凸轮驱动机构包括转角力矩电机2和凸轮3，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，并可在开孔中转动，控制组件连接转角力矩电机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，凸轮3的凸起部在从动推杆4上的开孔中转动并推动从动推杆4水平运动。凸轮3凸起部外轮廓形状和从动推杆4的内轮廓形状为两种曲线的任意组合，曲线包括圆形曲线、等加速度曲线和阿基米德曲线，这里曲线不限于上述给出的曲线，还可以是其他自定义曲线。

为保证凸轮3和从动推杆4的连续接触，偏置弹簧6力与稳态液动力的合力应时刻与功率滑阀5的驱动力相反；同时弹簧力不能过大，以免增加功率滑阀5的驱动阻力，降低直接驱动电液压力伺服阀的抗污染、防卡滞能力，从而降低直接驱动电液压力伺服阀的可靠性，因此偏置弹簧6刚度和预压力满足如下条件：

k(x₀+x_max+)＞F_vmax+，并且，

其中，k为偏置弹簧6刚度，x₀为偏置弹簧6预压力，F_vmax+为功率滑阀5运动过程中的正向最大稳态液动力，x_max+为出现正向最大稳态液动力时的功率滑阀5位移，F_vmax—为功率滑阀5运动过程中的负向最大稳态液动力，x_max—为出现负向最大稳态液动力时的功率滑阀5位移，T_max为转角力矩电机2的最大输出扭矩，稳态液动力方向规定如下：稳态液动力以功率滑阀5开启方向为正方向，其中功率滑阀5开启方向为功率滑阀5压缩偏置弹簧6使伺服阀进油口开度增大时的功率滑阀5运动方向。

当电子控制器1不供电或指令信号为零时，在偏置弹簧6作用下，功率滑阀5位于最右侧，即图1中位置，此时负载口p_c接通回油口T，伺服阀输出压力为零；当伺服阀输入非零指令信号时，电子控制器1接受指令，输出PWM信号驱动转角力矩电机2转动；转角力矩电机2转轴接有共同运动的凸轮3，通过凸轮3和从动推杆4的相对运动，将转角力矩电机2的旋转运动转化为功率滑阀5的直线运动，功率滑阀5向左运动后，负载口p_c接通进油口p_s，通过控制功率滑阀5的开口量控制伺服阀的输出压力。压力传感器9将伺服阀的负载口p_c压力反馈至电子控制器1。

其中转角力矩电机2的工作力矩表达式为：

T_em＝k_ti-k_mα²，

式中，T_em为转角力矩电机2工作力矩，i为转角力矩电机2工作的输入电流，α为转角力矩电机2的转子转角，k_t为转角力矩电机2的电流力系数，k_m为转角力矩电机2的转角力系数；

转角力矩电机2的转子的运动方程为：

式中，T_f为转角力矩电机2负载力矩，J_r为转子的转动惯量，B_r为转角力矩电机2转子工作的阻尼系数。

功率滑阀5阀芯负载力对转角力矩电机2转子的力矩为：

其中，功率滑阀5运动产生的负载力为：

式中，m_v为阀芯质量，D_v为阀芯断面直径，B_v为功率滑阀5阀芯运动黏性系数，B_vs为由于瞬态液动力造成的阻尼系数，F_s为稳态液动力，k_v为功率滑阀5弹簧刚度，U为功率滑阀5预开口量，x_v0为弹簧预压缩量，p_s为供油压力，p_c为负载压力，为功率滑阀5射流角，取69°。

功率滑阀5内油液流动的流量连续性方程为：

式中，C_d为功率滑阀5阀口流量系数，ρ为油液密度，V为负载腔容积，E为油液体积弹性模量。

图2是本发明的凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀组成部件信号传递框图。如图所示，旋转直接驱动电液压力伺服阀主要包括：电子控制器1、转角力矩电机2、凸轮驱动机构、功率滑阀5和压力传感器9。

电子控制器1根据控制电流信号输出PWM信号，驱动转角力矩电机2进行旋转运动；凸轮驱动机构将转角力矩电机2的旋转运动转换为直线运动，直接驱动功率滑阀5运动。通过控制功率滑阀5两节流窗口大小实现对伺服阀输出压力的控制。控制电路中，压力传感器9将伺服阀的输出压力进行反馈，实现伺服阀输出压力的闭环控制。

图3是本发明的凸轮式的旋转直接驱动电液压力伺服阀凸轮驱动机构结构示意图。其中凸轮3外轮廓10和从动推杆4内轮廓11可采用圆形、阿基米德曲线、等加速度曲线或其他自定义曲线，以实现不同的电机转角—功率滑阀5位移特性，满足不同的功能需求。

图4是本实施例中实现电机转角到功率滑阀5位移线性传递的凸轮驱动机构(以下简称线性位移接口)。图中线性位移接口凸轮3外轮廓12为正圆，其圆心与转角力矩电机2旋转轴存在偏心距e；线性位移接口从动推杆4内轮廓13也为正圆，线性位移接口从动推杆4内轮廓13正圆直径略大于线性位移接口凸轮3外轮廓12的直径，从动推杆4与功率滑阀5固结。无电流信号时，凸轮3与从动推杆4相对位置如图4所示，此时对应功率滑阀5的零位，负载腔与回油腔相连，伺服阀无输出压力；当转角力矩电机2接收电流信号开始转动时，由于偏心距e的存在，凸轮3与从动推杆4的接触位置发生变化，在阀套7的约束下，功率滑阀5仅发生水平位移，此时功率滑阀5节流窗口面积发生变化；随着电机转角的逐渐增大，功率滑阀5的水平位移增加，负载口p_c到回油口T的节流面积减小，而供油口p_s到负载口p_c的节流面积增大，伺服阀的输出压力增加。

图5为实施例中实现转角力矩电机2转角到功率滑阀5位移线性传递的凸轮驱动机构(线性位移接口)工作状态。图5a为转角力矩电机2转子转动之前的状态，图中O为转角力矩电机2转子的转动中心，圆O₂为与转角力矩电机2转子连接的偏心小球，其直径为d₂，偏心距为e；圆O₁为从动推杆4上的小孔，其直径为d₁，略大于偏心小球直径。由于功率滑阀5阀芯受到偏置弹簧6力的作用，紧压在偏心小球的一侧，故形成如图5a所示的状态。转角力矩电机2通电之后，转子带动偏心小球(圆O₂)绕转动中心O转动，由于偏置弹簧6力的作用，从动推杆4上的小孔始终紧贴偏心小球一侧；并且由于阀套7限制，功率滑阀5阀芯只能水平运动，即圆心O₁只能沿直线O₁O₂运动。

设转角力矩电机2从零开始转动，当转角力矩电机2转角α较小时(＜α₁)，功率滑阀5位移较小，此时有若转角力矩电机2转动α度，偏心机构的状态如图5b所示，此时功率滑阀5向左运动的位移为：

其中，

由余弦定理可求得：

因此，当α＜α₁时，功率滑阀5位移为：

当转角力矩电机2转角α＞α₁，有此时功率滑阀5向左运动的位移为：

同理可求得：

因此，当α＞α₁时，功率滑阀5位移为：

当转角力矩电机2转角大于一定角度(α₂)时，考虑到功率滑阀5阀芯只能水平运动，转角力矩电机2转子将不能继续转动，此时功率滑阀5位于最大位移处。此时满足几何关系即图5c中线段O_1xO_2x与线段O₁O₂垂直；求得α₂为：

综上所述，功率滑阀5位移与转角力矩电机2转角满足如下关系式：

根据上式，令e＝1.2mm，d₁＝2.38mm，d₂＝2.2mm，可以得到线性位移接口的转角力矩电机转角-功率滑阀位移曲线14，如图6所示，可见其具有较好的线性度。

图7是本实施例中偏置弹簧6刚度和预压力的取值范围(阴影区域为可选范围)。为保证凸轮3和从动推杆4的连续接触，偏置弹簧6力与稳态液动力的合力应时刻与功率滑阀5的驱动力相反；但过大的弹簧力又会造成阀芯开启时的阻力过大，降低直接驱动电液压力伺服阀的抗污染、防卡滞能力；从而降低直接驱动电液压力伺服阀的可靠性。如上所述偏置弹簧6刚度和预压力满足如下条件：

k(x₀+x_max+)＞F_vmax+，并且，

根据式(1)可得，x_vmax+＝0.75U；x_vmax—＝0.25U。

对于阀芯直径6mm、负遮盖量U＝0.1mm的功率滑阀5，F_vmax+＝F_vmax—＝2.7N；而所用电机的最大输出力矩T_max＝60mN·m，r约为1.2mm；因此可以求得偏置弹簧6刚度和预压缩量(或预压力)的取值范围如下式所示：

图8是本实施例的采用线性接口的旋转直接驱动电液压力伺服阀理论静态特性曲线。其中供油压力21Mpa。由于对力矩电机的位置和伺服阀的输出压力进行反馈，进行内位置环、外压力环的多闭环串级控制；图中理论静态特性曲线具有良好的线性度。该伺服阀的理论最大控制压力可达供油压力21Mpa。

图9是本发明的采用线性接口的旋转直接驱动电液压力伺服阀理论伯德图。通过合理设置控制参数，该伺服阀的幅频宽(-3dB)可达32Hz，相频宽(90°)可达47Hz。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

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，凸轮(3)的凸起部在从动推杆(4)上的开孔中转动并推动从动推杆(4)水平运动。

3.根据权利要求2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(3)凸起部外轮廓形状和从动推杆(4)的内轮廓形状为两种曲线的任意组合，所述的曲线包括圆形曲线、等加速度曲线和阿基米德曲线。

4.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，所述的控制组件包括电子控制器(1)和压力传感器(9)，所述的压力传感器(9)设置于与所述的负载口连通的控制口处，所述的压力传感器(9)连接至电子控制器(1)，所述的电子控制器(1)连接所述的凸轮驱动机构。

5.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，所述的偏置弹簧刚度和预压力满足如下条件：

k(x₀+x_max+)＞F_vmax+，并且

其中，k为偏置弹簧刚度，x₀为偏置弹簧预压力，F_vmax+为功率滑阀(5)运动过程中的正向最大稳态液动力，x_max+为出现正向最大稳态液动力时的功率滑阀(5)位移，F_vmax—为功率滑阀(5)运动过程中的负向最大稳态液动力，x_max—为出现负向最大稳态液动力时的功率滑阀(5)位移，T_max为转角力矩电机(2)的最大输出扭矩，稳态液动力方向规定如下：稳态液动力以功率滑阀(5)开启方向为正方向，其中功率滑阀(5)开启方向为功率滑阀(5)压缩偏置弹簧(6)使伺服阀进油口开度增大时的功率滑阀(5)运动方向。