CN108571496B - 双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件和用于控制所述液压执行元件动作的激振控制阀；激振控制阀包括两个转阀；转阀包括阀体，阀体上设有进油口组和回油口组，进油口组包括第一进油口和第二进油口，回油口组包括第一回油口和第二回油口；阀体内套装设有阀套，阀套内设有阀芯；阀体的一端设有直线电机；两个转阀之间设有驱动机构；两个转阀的第一进油口分别与供油油路相连，两个转阀的第一回油口分别与回油油路相连；其中一个转阀的第二进油口与A油口相连、第二回油口与B油口相连；另一个转阀的第二进油口与B油口相连、第二回油口与A油口相连。本发明还公开了一种双联阀控对称式电液激振系统及偏置控制方法。
Description
技术领域
本发明属于流体压力执行机构技术领域，具体的为一种双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法。
背景技术
激振器通过施加一定形式和大小的激励作用使被激物获得相应的振动，是一种利用机械振动的重要装置，而激振器的偏置控制是控制激振器围绕偏离液压执行元件(液压缸或液压马达)平衡位置特定距离的振动。
按照激振方式的不同，激振器主要分为机械式、电动式、电致或磁致伸缩效应式和电液式，其中电液激振器因功率大、推力大、操作方便等固有优势被广泛应用于重载、大功率场合。而激振控制阀为电液激振器的核心元件，其性能直接决定电液激振器的工作质量。
传统的电液激振器通常使用喷嘴-挡板式伺服阀作为激振控制阀，很难对其进行偏置控制，在运动控制精度要求高的场合，为了使阀和缸具有匹配性，很多时候要求与伺服阀的生产厂家联系单独订货，这就增加了伺服阀制造成本。且伺服阀激振幅值调节困难，又受到其频响能力的限制，电液激振器的工作频率始终处于较低的范围，不能适用于高频激振的工况。
浙江工业大学任燕、阮健、贾文昂在《2D阀控电液激振器偏置控制的特性分析》(西安交通大学学报，2010年9月第44卷第9期P82-86,127-128)中提出了一种2D阀控电液激振器，该2D阀控电液激振器采用的2D激振控制阀具有双运动自由度，控制阀芯旋转可实现激振频率控制，控制阀芯轴向运动可实现激振幅值控制。但由于该2D激振控制阀的转阀特性，无法引入一个偏置信号实现对激振中心平衡位置的偏置控制，需要在对称液压缸上并联一个数字伺服阀，通过改变数字伺服阀的开口大小和方向实现激振器振动中心位置的偏置。
由此可见，目前为止，还没有一种仅仅依靠激振控制阀本身来同时实现偏置控制、幅值控制和频率控制的电液激振器。在没有偏置控制的情况下，一方面，当激振中心相对于活塞平衡位置有所偏移时，无法对其进行修正；另一方面，在实际应用中，不能满足某些需要零位偏移振动的工况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法，可以仅仅依靠激振控制阀实现偏置控制、幅值控制和频率控制。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件(1)和用于控制所述液压执行元件(1)动作的激振控制阀，所述液压执行元件(1)上设有A油口和B油口；所述激振控制阀包括两个转阀；
所述转阀包括阀体(2)和套装在所述阀体(2)内的阀套(2a)，所述阀套(2a)内套装设有与其旋转配合的阀芯(3)，所述阀体(2)和阀套(2a)上设有进油口组和回油口组，所述阀芯(3)上与所述进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口(3a)和第二通流阀口(3b)，且所述第一通流阀口(3a)与所述进油口组之间的开度以及所述第二通流阀口(3b)与所述回油口组之间的开度始终保持相等；所述阀体(2)的一端设有用于驱动所述阀芯(3)沿轴向移动进而使所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机(4)，且所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积始终保持相等；
两个所述转阀之间设有用于驱动该两个所述转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间的开度等于零；
所述进油口组包括第一进油口(21)和第二进油口(22)，所述回油口组包括第一回油口(23)和第二回油口(24)；两个所述转阀的第一进油口(21)分别与供油油路相连，两个所述转阀的第一回油口(23)分别与回油油路相连；其中一个所述转阀的第二进油口(22)与所述A油口相连、第二回油口(24)与所述B油口相连；另一个所述转阀的第二进油口(22)与所述B油口相连、第二回油口(24)与所述A油口相连。
进一步，所述液压执行元件(1)采用双作用双出杆液压缸。
进一步，所述驱动机构包括旋转电机(13)和分别与两个所述转阀的阀芯(3)传动连接的同步齿轮(14,15)，两个所述同步齿轮(14,15)啮合且传动比为1，且所述旋转电机(13)的输出轴上设有与其中一个所述同步齿轮(14,15)啮合的主动齿轮(16)。
本发明还提出了一种双联阀控对称式电液激振系统，包括如上所述双联阀控对称式电液激振器，所述供油油路包括油箱(5)和供油管道(6)，所述供油管道(6)上设有液压泵(7)和驱动所述液压泵(7)的电机(8)，所述液压泵(7)的进油口处设有过滤器(9)，所述液压泵(7)的回油口处设有单向阀(10)，且所述单向阀(10)的两侧与油箱(5)之间分别设有电磁溢流阀(11)和电液比例溢流阀(12)。
进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、激振波形解耦器、与所述控制器电连接的控制信号输入模块、用于控制所述直线电机动作的电机控制电路、用于控制所述驱动机构动作的驱动控制电路，所述控制器根据所述信号输入模块输入的偏置输入信号或幅值输入信号分别向两个所述直线电机的电机控制电路发出控制指令、根据所述信号输入模块输入的频率输入信号向所述驱动控制电路发出控制指令以及根据所述信号输入模块输入的压力输入信号向所述电液比例溢流阀发出控制指令，所述激振波形解耦器与所述信号输入模块电连接。
进一步，所述液压执行元件上设有用于实时采集其激振幅值、激振频率和激振推力的数据采集传感器；所述转阀或所述直线电机上设有用于采集所述阀芯轴向位置的位置传感器。
本发明还提出了一种采用如上所述双联阀控对称式电液激振器的双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，包括如下步骤：
1)令所述第二进油口(22)与所述A油口相连、所述第二回油口(24)与所述B油口相连的转阀为第一转阀；所述第二进油口(22)与所述B油口相连、所述第二回油口(24)与所述A油口相连的转阀为第二转阀；
以所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量为零处的位置为原点建立横坐标，且令所述液压执行元件(1)的激振中心朝向所述B油口偏置时为正，朝向所述A油口偏置时为负；
2)利用所述驱动机构驱动两个所述转阀的阀芯(3)同步转动；当所述第一转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向B油口所在侧的振幅为a1；当所述第二转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向A油口所在侧的振幅为b1；即当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件(1)连通一次后，所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量c1＝a1-b1；以此类推，当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件连通n次后，所述液压执行元件的激振中心偏移量的累加值为en＝en-1+cn＝c1+c2+……+cn，n＝1,2,3……；
3)令设定的所述液压执行元件的激振中心偏移量为d；
若d＞en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件(1)朝向所述B油口所在侧的振幅大于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；
若d＜en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅小于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；
若d＝en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅等于朝向所述A油口所在侧的振幅，此后，液压执行元件(1)将保持在该设定的激振中心偏移量处激振。
进一步，所述步骤3)中，当液压执行元件(1)的激振中心偏移量与设定值相等后，利用所述直线电机(4)控制两个所述转阀的进油口组与对应的第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积同步增大或减小，使所述液压执行元件(1)的激振振幅等于设定的激振振幅。
进一步，所述步骤3)中，当液压执行元件(1)的激振中心偏移量与设定值相等后，利用所述驱动机构控制两个所述转阀的阀芯(3)的转速，使液压执行元件(1)的激振频率等于设定的激振频率。
本发明的有益效果在于：
本发明的双联阀控对称式电液激振器，通过分别采用两个转阀，并将两个转阀的第一进油口分别与供油油路相连，两个转阀的第一回油口分别与回油油路相连；将其中一个转阀的第二进油口与A油口相连、第二回油口与B油口相连；另一个转阀的第二进油口与所述B油口相连、第二回油口与A油口相连；如此，通过直线电机驱动对应的阀芯轴向移动，即可调整两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积以及回油口组与第二通流阀口之间的最大过流面积；当初始时即控制两个转阀的进油口组与对应的第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅相等，则液压执行元件可实现零偏置激振；当利用直线电机控制两个转阀的进油口组与对应的第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅不相等，则液压执行元件的激振中心发生偏置，偏置量达到设定值后，可再次控制两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅相等，如此，液压执行元件即可在新的偏置位置激振，实现偏置控制；另外，通过同步控制两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积大小，即可控制液压执行元件的振幅，通过控制两个转阀阀芯的转速，即可控制液压执行元件的激振频率；即本发明的双联阀控对称式电液激振器不需要引入如数字伺服阀等外加设备，仅仅依靠激振控制阀也可实现偏置控制、幅值控制和频率控制。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明双联阀控对称式电液激振系统实施例的结构示意图；
图2为本实施例双联阀控对称式电液激振器的结构示意图；
图3为过进油口组的轴线的径向截面或过回油口组的轴线的径向截面在转阀上截得的截面图。
图4为本实施例双联阀控对称式电液激振器的油路连线示意图；
图5为在激振中心偏移量调节过程中的双作用双出杆液压缸活塞杆位置图；
图6为本实施例的控制系统的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明双联阀控对称式电液激振系统实施例的结构示意图。本实施例的双联阀控对称式电液激振系统，包括双联阀控对称式电液激振器。如图2所示，本实施例的双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件1和用于控制液压执行元件1动作的激振控制阀。本实施例的液压执行元件1采用双作用双出杆液压缸，液压执行元件1上设有A油口和B油口。激振控制阀包括两个转阀。本实施例的转阀包括阀体2和套装在阀体2内的阀套2a，阀套2a内套装设有与其旋转配合的阀芯3，阀体2和阀套2a上设有进油口组和回油口组，阀芯3上与进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口3a和第二通流阀口3b，且第一通流阀口3a与进油口组之间的开度以及第二通流阀口3b与回油口组之间的开度始终保持相等；阀体2的一端设有用于驱动阀芯3沿轴向移动进而使进油口组与第一通流阀口3a之间以及回油口组与第二通流阀口3b之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机4，且进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积以及回油口组与第二通流阀口3b之间的最大过流面积始终保持相等。
本实施例的两个转阀之间设有用于驱动该两个转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个转阀的第一通流阀口3a与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个转阀的第一通流阀口3a与该转阀的进油口组之间的开度等于零。即当其中一个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间以及回油口组和第二通流阀口3b之间连通时，另一个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间以及回油口组和第二通流阀口3b之间断开，当然，由于转阀结构原因，两个转阀的第一通流阀口3a与该转阀的进油口组之间开度可以同时等于零，但不会同时大于零。
本实施例的进油口组包括第一进油口21和第二进油口22，回油口组包括第一回油口23和第二回油口24；两个转阀的第一进油口21分别与供油油路相连，两个转阀的第一回油口23分别与回油油路相连；其中一个转阀的第二进油口22与A油口相连、第二回油口24与B油口相连；另一个转阀的第二进油口22与B油口相连、第二回油口24与A油口相连。
具体的，转阀的阀芯3的结构以及转阀阀体2、阀套2a和阀芯3之间的配合关系可以参考《谐振式电液激振器的研究》(浙江工业大学硕士学位论文，作者：倪兴龙，指导教师：俞浙青，P13-18)中公开的一种2D阀。
本实施例的两个转阀的形状结构及几何尺寸完全相同，即两个转阀的第一进油口21、第二进油口22、第一回油口23、第二回油口24、第一通流阀口3a和第二通流阀口3b的大小和位置，以及阀芯3的结构均相同，当直线电机4控制两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的最大过流面积相等时，表明两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积始终保持相等。
具体的，本实施例的供油油路包括油箱5和供油管道6，供油管道6上设有液压泵7和驱动液压泵7的电机8，液压泵7的进油口处设有过滤器9，液压泵7的回油口处设有单向阀10，且单向阀10的两侧与油箱5之间分别设有电磁溢流阀11和电液比例溢流阀12，能够为液压执行元件1提供压力恒定的液压油。
本实施例的两个转阀的阀芯的轴线平行。本实施例的驱动机构包括旋转电机13和分别与两个转阀的阀芯3传动连接的同步齿轮14,15，两个同步齿轮14,15啮合且传动比为1，且旋转电机13的输出轴上设有与其中一个同步齿轮啮合的主动齿轮16，利用齿轮传动机构可以精确控制两个转阀的阀芯3同步转动。
本实施例的双联阀控对称式电液激振系统还包括控制系统，本实施例的控制系统包括控制器、激振波形解耦器、与控制器电连接的控制信号输入模块、用于控制直线电机动作的电机控制电路、用于控制驱动机构动作的驱动控制电路，控制器根据信号输入模块输入的偏置输入信号或幅值输入信号分别向两个直线电机的电机控制电路发出控制指令、根据信号输入模块输入的频率输入信号向驱动控制电路发出控制指令以及根据信号输入模块输入的压力输入信号向电液比例溢流阀发出控制指令，所述激振波形解耦器与所述信号输入模块电连接。本实施例的液压执行元件上设有用于实时采集其激振幅值、激振频率和激振推力的数据采集传感器。转阀或所述直线电机上设有用于采集所述阀芯轴向位置的位置传感器。具体的，控制器根据信号输入模块输入的偏置输入信号，则分别向两个直线电机4的电机控制线路发出控制指令，使两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的最大过流面积不等；控制器根据输入模块输入的幅值输入信号，则分别向两个直线电机4的电机控制线路发出控制指令，使两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的最大过流面积同步增减，并始终保持相等。
本实施例的双联阀控对称式电液激振器，通过分别采用两个形状结构及几何尺寸完全相同的转阀，并将两个转阀的第一进油口分别与供油油路相连，两个转阀的第一回油口分别与回油油路相连；将其中一个转阀的第二进油口与A油口相连、第二回油口与B油口相连；另一个转阀的第二进油口与所述B油口相连、第二回油口与A油口相连；如此，通过直线电机驱动对应的阀芯轴向移动，即可调整两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积以及回油口组与第二通流阀口之间的最大过流面积；当初始时即控制两个转阀的进油口组与对应的第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅相等，则液压执行元件可实现零偏置激振；当利用直线电机控制两个转阀的进油口组与对应的第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅不相等，则液压执行元件的激振中心发生偏置，偏置量达到设定值后，可再次控制两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向A油口和B油口的振幅相等，如此，液压执行元件即可在新的偏置位置激振，实现偏置控制；另外，通过同步控制两个转阀的进油口组与第一通流阀口之间的最大过流面积大小，即可控制液压执行元件的振幅，通过控制两个转阀阀芯的转速，即可控制液压执行元件的激振频率；即本发明的双联阀控对称式电液激振器不需要引入如数字伺服阀等外加设备，仅仅依靠激振控制阀也可实现偏置控制、幅值控制和频率控制。
具体的，采用本实施例如上所述双联阀控对称式电液激振器的双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，包括如下步骤：
1)令所述第二进油口22与所述A油口相连、所述第二回油口24与所述B油口相连的转阀为第一转阀；所述第二进油口22与所述B油口相连、所述第二回油口24与所述A油口相连的转阀为第二转阀；
以所述液压执行元件1的激振中心偏移量为零处的位置为原点建立横坐标，且令所述液压执行元件1的激振中心朝向所述B油口偏置时为正，朝向所述A油口偏置时为负。
2)利用驱动机构驱动两个转阀的阀芯3同步转动；当第一转阀的第二进油口22和第二回油口24分别与液压执行与元件1的A油口和B油口连通时，液压执行元件1朝向B油口所在侧的振幅为a1；当第二转阀的第二进油口22和第二回油口24分别与液压执行与元件1的A油口和B油口连通时，液压执行元件1朝向A油口所在侧的振幅为b1；即当第一转阀和第二转阀交替与液压执行元件连通一次后，液压执行元件的激振中心偏移量c1＝a1-b1；以此类推，当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件连通n次后，所述液压执行元件的激振中心偏移量的累加值为en＝en-1+cn＝c1+c2+……+cn，n＝1,2,3……。本实施例中，当若第一转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积较大时，振幅aj大于振幅bj，此时的cj为正数，当若第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积较大时，振幅aj小于振幅bj，cj为负数，j＝1,2,3……，且j≤n。
3)令设定的液压执行元件的激振中心偏移量为d；
若d＞en，则通过所述直线电机4控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅大于朝向所述A油口所在侧的振幅；执行步骤2)，n＝n+1；由于液压执行元件采用对称的双作用双出杆液压缸，则通过直线电机4控制第一转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积大于第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积；
若d＜en，则通过所述直线电机4控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅小于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；由于液压执行元件采用对称的双作用双出杆液压缸，则通过直线电机4控制第一转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积小于第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积；
若d＝en，则通过所述直线电机4控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积，使液压执行元件1朝向所述B油口所在侧的振幅等于朝向所述A油口所在侧的振幅，此后，液压执行元件1将保持在该设定的激振中心偏移量处激振。由于液压执行元件采用对称的双作用双出杆液压缸，则通过直线电机4控制第一转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积等于第二转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积。当液压执行元件1的激振中心偏移量与设定值相等后，利用直线电机控制两个转阀的进油口组与第一通流阀口3a之间的最大过流面积同步增大或减小，使液压执行元件1的激振振幅等于设定的激振振幅。当液压执行元件1的激振中心偏移量与设定值相等后，利用驱动机构控制两个转阀的阀芯3的转速，使液压执行元件的激振频率等于设定的激振频率。
具体的，如图2至图4所示，图4中的实线代表的油路正是图2中激振控制阀所处的位置状态，此时位于上方的第一转阀的进油口组和回油口组连通，位于下方的第二转阀的进油口组和回油口组断开；此时进油流量为q1，回油流量为q2，由于转阀的对称特性q1＝q2，由直线电机调节，此时P通A，B通T，双作用双出杆液压缸活塞向右运动；随着旋转电机通过齿轮传动，带动阀芯旋转一定的角度，位于上方的第一转阀的进油口组和回油口组断开，位于下方的第二转阀的进油口组和回油口组连通，此时进油流量为q3，回油流量为q4，由于转阀的对称特性q3＝q4，由直线电机4调节，此时P通B，A通T，双作用双出杆液压缸活塞向左运动；
随着旋转电机的不断旋转，油路就不断在图4中实线油路和虚线油路之间切换，此时，双作用双出杆液压缸不断高速换向以产生激振；由于转阀对称特性，q1＝q2，q3＝q4，若初始状态下，q1＝q3，即两个转阀的进油口组和回油口组的过流面积始终保持相等，此时可想而知，双作用双出杆液压缸活塞向左运动的位移等于双作用双出杆液压缸活塞向右运动的位移，激振中心在双作用双出杆液压缸的正中心。
若想使双作用双出杆液压缸激振中心向右偏置，即正向偏置，必须使双作用双出杆液压缸左腔进入的流量大于液压缸右腔进入的流量，也就说必须通过调节直线电机，使得位于上方的第一转阀的进油口组和回油口组的过流面积增大并大于位于下方的第二转阀的进油口组和回油口组的过流面积，即q1和q2增大，此时处于实线油路，由于流量增大，此时双作用双出杆液压缸活塞向右运动的位移增大；随着旋转电机的旋转，由齿轮带动阀芯转动一定的角度。便如上述所说，切换到虚线所在的油路，此时q3、q4的流量就比q1和q2小了，双作用双出杆液压缸活塞向左运动的位移相对于双作用双出杆液压缸活塞向右运动的位移就会变小，所以此时相对与初始激振中心会向右有一个偏移量，如图4所示。
如图4所示，A列是当两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积始终保持相等的情况下，双作用双出杆液压缸激振的状态；B列是当两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积不相等的情况下，双作用双出杆液压缸激振的状态。其中第一行代表双作用双出杆液压缸活塞处于激振初始状态下的位置状态；第二行代表的是当第一转阀和第二转阀交替与双作用双出杆液压缸连通1次后，双作用双出杆液压缸活塞的位置状态；第三行代表的是在保持两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积不变的条件下，当第一转阀和第二转阀交替与双作用双出杆液压缸连通2次后，双作用双出杆液压缸活塞的位置状态；从图中还可以看出，激振中心的偏置量不仅与两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积有关，还与阀芯3旋转周数有关，可以发现在两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积之差固定的情况下，随着阀芯旋转周数的增大，激振中心向右的偏置量越大，即正向偏置量越大。
同理，使双作用液压缸激振中心向左偏置，即负向偏置的方法与上述方法相同，不再累述。
当激振中心偏移量控制完成之后，此时便可通过对两个直线电机的控制，使得两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积重新保持同步，即两个转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积保持相等；此时q1＝q2＝q3＝q4；经过上述的偏置控制，激振中心已经处于预定的位置，此时，可通过旋转电机的带动，经过齿轮传动，带动两个转阀的阀芯同步旋转，使得双作用双出杆液压缸不断换向以产生激振。在这种情况下，便可通过对两个直线电机的同步控制，使得两个转阀的进油口组和回油口组的过流面积同步变化，即转阀的进油口组和第一通流阀口3a之间的过流面积同时增大或者同时减小，且增大和减小的量完全一致。此时，由于q1、q2、q3、q4的同时增减，其双作用双出杆液压缸活塞向左向右运动的位移就会增大或减小，即液压缸激振的振幅随之增大或减小，这就实现了激振幅值的控制。
激振频率主要与阀芯旋转转速有关，即与旋转电机通过齿轮传动带动两个转阀的阀芯旋转的频率有关，所以通过对旋转电机转速的控制便可轻松实现对激振频率的控制。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件(1)和用于控制所述液压执行元件(1)动作的激振控制阀，所述液压执行元件(1)上设有A油口和B油口；其特征在于：所述激振控制阀包括两个转阀；
所述转阀包括阀体(2)和套装在所述阀体(2)内的阀套(2a)，所述阀套(2a)内套装设有与其旋转配合的阀芯(3)，所述阀体(2)和阀套(2a)上设有进油口组和回油口组，所述阀芯(3)上与所述进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口(3a)和第二通流阀口(3b)，且所述第一通流阀口(3a)与所述进油口组之间的开度以及所述第二通流阀口(3b)与所述回油口组之间的开度始终保持相等；所述阀体(2)的一端设有用于驱动所述阀芯(3)沿轴向移动进而使所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机(4)，且所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积始终保持相等；
两个所述转阀之间设有用于驱动该两个所述转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间的开度等于零；
所述进油口组包括第一进油口(21)和第二进油口(22)，所述回油口组包括第一回油口(23)和第二回油口(24)；两个所述转阀的第一进油口(21)分别与供油油路相连，两个所述转阀的第一回油口(23)分别与回油油路相连；其中一个所述转阀的第二进油口(22)与所述A油口相连、第二回油口(24)与所述B油口相连；另一个所述转阀的第二进油口(22)与所述B油口相连、第二回油口(24)与所述A油口相连。
2.根据权利要求1所述的双联阀控对称式电液激振器，其特征在于：所述液压执行元件(1)采用双作用双出杆液压缸。
3.根据权利要求1或2所述的双联阀控对称式电液激振器，其特征在于：所述驱动机构包括旋转电机(13)和分别与两个所述转阀的阀芯(3)传动连接的同步齿轮(14,15)，两个所述同步齿轮(14,15)啮合且传动比为1，且所述旋转电机(13)的输出轴上设有与其中一个所述同步齿轮(14,15)啮合的主动齿轮(16)。
4.一种双联阀控对称式电液激振系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述双联阀控对称式电液激振器，所述供油油路包括油箱(5)和供油管道(6)，所述供油管道(6)上设有液压泵(7)和驱动所述液压泵(7)的电机(8)，所述液压泵(7)的进油口处设有过滤器(9)，所述液压泵(7)的回油口处设有单向阀(10)，且所述单向阀(10)的两侧与油箱(5)之间分别设有电磁溢流阀(11)和电液比例溢流阀(12)。
5.根据权利要求4所述的双联阀控对称式电液激振系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、激振波形解耦器、与所述控制器电连接的控制信号输入模块、用于控制所述直线电机动作的电机控制电路、用于控制所述驱动机构动作的驱动控制电路，所述控制器根据所述信号输入模块输入的偏置输入信号或幅值输入信号分别向两个所述直线电机的电机控制电路发出控制指令、根据所述信号输入模块输入的频率输入信号向所述驱动控制电路发出控制指令以及根据所述信号输入模块输入的压力输入信号向所述电液比例溢流阀发出控制指令，所述激振波形解耦器与所述信号输入模块电连接。
6.根据权利要求5所述的双联阀控对称式电液激振系统，其特征在于：所述液压执行元件上设有用于实时采集其激振幅值、激振频率和激振推力的数据采集传感器；所述转阀或所述直线电机上设有用于采集所述阀芯轴向位置的位置传感器。
7.一种采用如权利要求1-3任一项所述双联阀控对称式电液激振器的双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)令所述第二进油口(22)与所述A油口相连、所述第二回油口(24)与所述B油口相连的转阀为第一转阀；所述第二进油口(22)与所述B油口相连、所述第二回油口(24)与所述A油口相连的转阀为第二转阀；
以所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量为零处的位置为原点建立横坐标，且令所述液压执行元件(1)的激振中心朝向所述B油口偏置时为正，朝向所述A油口偏置时为负；
2)利用所述驱动机构驱动两个所述转阀的阀芯(3)同步转动；当所述第一转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向B油口所在侧的振幅为a1；当所述第二转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向A油口所在侧的振幅为b1；即当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件(1)连通一次后，所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量c1＝a1-b1；以此类推，当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件连通n次后，所述液压执行元件的激振中心偏移量的累加值为en＝en-1+cn＝c1+c2+……+cn，n＝1,2,3……；
3)令设定的所述液压执行元件的激振中心偏移量为d；
若d＞en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件(1)朝向所述B油口所在侧的振幅大于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；
若d＜en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅小于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；
若d＝en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件朝向所述B油口所在侧的振幅等于朝向所述A油口所在侧的振幅，此后，液压执行元件(1)将保持在该设定的激振中心偏移量处激振。
8.根据权利要求7所述双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，当液压执行元件(1)的激振中心偏移量与设定值相等后，利用所述直线电机(4)控制两个所述转阀的进油口组与对应的第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积同步增大或减小，使所述液压执行元件(1)的激振振幅等于设定的激振振幅。
9.根据权利要求7或8所述双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，其特征在于：所述步骤3)中，当液压执行元件(1)的激振中心偏移量与设定值相等后，利用所述驱动机构控制两个所述转阀的阀芯(3)的转速，使液压执行元件(1)的激振频率等于设定的激振频率。
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