CN111795028B - 一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，包括安装于总阀体内部的稳态压差调节阀、第一动态补流阀和第二动态补流阀；所述稳态压差调节阀包括阀芯、阀套、一号密封圈和二号密封圈；所述第一动态补流阀包括阀芯、阀套、液桥侧弹簧、负载侧弹簧、固定液阻；所述第二动态补流阀包括阀芯、阀套、液桥侧弹簧、负载侧弹簧、固定液阻；所述总阀体开设有总进水口、第一总出水口、第二总出水口、第一总负载口和第二总负载口。本发明解决了水压人工肌肉关节内人工肌肉压差控制精度差与关节动态响应速度慢的问题。

Description

一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀

技术领域

本发明涉及水液压阀技术领域，具体而言，尤其涉及一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀。

背景技术

水液压技术是以天然淡水、海水或自来水代替矿物油作为液压系统工作介质的技术，与油液压技术一样，属于液压传动技术。相比于传统的油液压传动技术，水液压传动技术有着以下几个优势：1、生态环保，无污染；2、清洁卫生，安全性高；3、来源广泛，价格低廉；4、保养和维护方便。水压人工肌肉是一种新型的驱动器，具有结构简单、输出力/重量比大、利于实现小型化和轻量化等优点，是用以实现关节控制的理想驱动器。

目前使用水压人工肌肉对人工关节进行控制，主要存在以下问题：1、水压人工肌肉关节内人工肌肉压差控制精度差；2、水压人工肌肉充压和降压速度较慢，导致水压人工肌肉关节动态响应较差。

发明内容

根据上述提出水压人工肌肉关节内人工肌肉压差控制精度差与关节动态响应速度慢的问题，而提供一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀。

本发明采用的技术手段如下：

一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，包括安装于总阀体内部的稳态压差调节阀、第一动态补流阀和第二动态补流阀；

所述稳态压差调节阀包括稳态压差调节阀阀芯和稳态压差调节阀阀套；所述稳态压差调节阀阀芯安装于所述稳态压差调节阀阀套内部；

所述稳态压差调节阀阀套中部开设有稳态压差调节阀第一进水口和稳态压差调节阀第二进水口；

所述稳态压差调节阀第一进水口左侧开设有稳态压差调节阀第一出水口和稳态压差调节阀第一液桥输出口，所述稳态压差调节阀第一液桥输出口位于所述稳态压差调节阀第一进水口和所述稳态压差调节阀第一出水口之间；

所述稳态压差调节阀第二进水口右侧开设有稳态压差调节阀第二出水口和稳态压差调节阀第二液桥输出口，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口位于所述稳态压差调节阀第二进水口和所述稳态压差调节阀第二出水口之间；

所述稳态压差调节阀阀芯开设有稳态压差调节阀第一液桥输出腔和稳态压差调节阀第二液桥输出腔；所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔和所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔为环形槽；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出口与所述第一动态补流阀液桥输出连接口连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口与所述第二动态补流阀液桥输出连接口连通；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔与所述稳态压差调节阀第一液桥输出口连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔与所述稳态压差调节阀第二液桥输出口连通；

所述第一动态补流阀包括第一动态补流阀阀芯、第一动态补流阀阀套、第一动态补流阀液桥侧弹簧、第一动态补流阀负载侧弹簧、第一动态补流阀固定液阻、第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；所述第一动态补流阀阀芯安装于所述第一动态补流阀阀套内部；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖分别安装于所述第一动态补流阀阀套的两端；

所述第一动态补流阀阀芯两端分别开设有第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔和第一动态补流阀负载压力敏感腔；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧置于所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔内，所述第一动态补流阀液桥侧弹簧两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯和所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖；

所述第一动态补流阀负载侧弹簧置于第一动态补流阀负载压力敏感腔内，所述第一动态补流阀负载侧弹簧两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；

所述第一动态补流阀阀芯沿长度方向开设有第一动态补流阀通孔，所述第一动态补流阀固定液阻安装于所述第一动态补流阀通孔内部；

所述第一动态补流阀阀芯中部开设有第一动态补流阀进水腔和第一动态补流阀出水腔；所述第一动态补流阀进水腔和所述第一动态补流阀出水腔为环形槽；

所述第一动态补流阀阀套由安装所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖的一侧至安装所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖的一侧依次开设有第一动态补流阀液桥输出连接口、第一动态补流阀进水口、第一动态补流阀中心负载口、第一动态补流阀出水口和第一动态补流阀侧端负载口；

所述第一动态补流阀进水腔与所述第一动态补流阀进水口连通，所述第一动态补流阀出水腔与所述第一动态补流阀出水口连通；

所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔与所述第一动态补流阀液桥输出连接口连通，所述第一动态补流阀负载压力敏感腔与所述第一动态补流阀侧端负载口连通；

所述第二动态补流阀包括第二动态补流阀阀芯、第二动态补流阀阀套、第二动态补流阀液桥侧弹簧、第二动态补流阀负载侧弹簧、第二动态补流阀固定液阻、第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；所述第二动态补流阀阀芯安装于所述第二动态补流阀阀套内部；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖分别安装于所述第二动态补流阀阀套的两端；

所述第二动态补流阀阀芯两端分别开设有第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔和第二动态补流阀负载压力敏感腔；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧置于第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔内，所述第二动态补流阀液桥侧弹簧两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯和所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖；

所述第二动态补流阀负载侧弹簧置于所述第二动态补流阀负载压力敏感腔内，所述第二动态补流阀负载侧弹簧两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；

所述第二动态补流阀阀芯沿长度方向开设有第二动态补流阀通孔，所述第二动态补流阀固定液阻安装于所述第二动态补流阀通孔内部；

所述第二动态补流阀阀芯中部开设有第二动态补流阀进水腔和第二动态补流阀出水腔；所述第二动态补流阀进水腔和所述第二动态补流阀出水腔为环形槽；

所述第二动态补流阀阀套由安装所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖的一侧至安装所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖的一侧依次开设有第二动态补流阀液桥输出连接口、第二动态补流阀进水口、第二动态补流阀中心负载口、第二动态补流阀出水口和第二动态补流阀侧端负载口；

所述第二动态补流阀进水腔与所述第二动态补流阀进水口连通，所述第二动态补流阀出水腔与所述第二动态补流阀出水口连通；

所述第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔与所述第二动态补流阀液桥输出连接口连通，所述第二动态补流阀负载压力敏感腔与所述第二动态补流阀侧端负载口连通；

所述总阀体开设有总进水口、第一总出水口、第二总出水口、第一总负载口和第二总负载口；

所述稳态压差调节阀第一进水口、所述稳态压差调节阀第二进水口、所述第一动态补流阀进水口和所述第二动态补流阀进水口与所述总进水口连通；

所述稳态压差调节阀第一出水口和所述第一动态补流阀出水口与所述第一总出水口连通，所述稳态压差调节阀第二出水口和所述第二动态补流阀出水口与所述第二总出水口连通；

所述第一动态补流阀中心负载口和所述第一动态补流阀侧端负载口与所述第一总负载口连通，所述第二动态补流阀中心负载口和所述第二动态补流阀侧端负载口与所述第二总负载口连通。

进一步地，所述稳态压差调节阀阀芯上位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔和所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔的两侧的位置分别开设有通流开口；

所述稳态压差调节阀还包括一号密封圈和二号密封圈；所述稳态压差调节阀阀芯表面上开设有均压槽、稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和稳态压差调节阀二号密封圈沟槽，所述一号密封圈和所述二号密封圈分别置于所述稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和所述稳态压差调节阀二号密封圈沟槽内；

所述稳态压差调节阀阀芯一端设置为阶梯轴，用于连接外部设备。

进一步地，所述通流开口的开口形式为正开口，当所述稳态压差调节阀阀芯处于中位时，位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔两侧的所述通流开口能够分别与所述稳态压差调节阀第一出水口和所述稳态压差调节阀第一进水口连通，位于所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔两侧的所述通流开口能够分别与所述稳态压差调节阀第二进水口和所述稳态压差调节阀第二出水口连通。

进一步地，所述第一动态补流阀阀芯中部开设有第一动态补流阀阀芯中部凸肩，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩宽度大于所述第一动态补流阀中心负载口的宽度；

所述第二动态补流阀阀芯中部开设有第二动态补流阀阀芯中部凸肩，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩的宽度大于所述第二动态补流阀中心负载口的宽度；

所述第一动态补流阀为负开口阀，当所述第一动态补流阀阀芯处于中位时，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩覆盖所述第一动态补流阀中心负载口，所述第一动态补流阀中心负载口不通流；

所述第二动态补流阀为负开口阀，当所述第二动态补流阀阀芯处于中位时，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩覆盖所述第二动态补流阀中心负载口，所述第二动态补流阀中心负载口不通流。

进一步地，所述压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀为不锈材料。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，包含有一个稳态压差调节阀，阀内的阀口形式均为正开口，在稳态压差调节阀的左右两端构成了两个A型液压半桥，实现对人工肌肉的压力精确控制；同时还包含有两个动态补流阀，分别控制两根人工肌肉的动态流量，提高了人工肌肉的动态响应速度。

2、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，稳态压差调节阀和动态补流阀安装在同一总阀体内，不同阀的腔室通过阀体内的流道连通，提高了结构的紧凑性，便于安装。

3、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，动态补流阀内的阀口形式为负开口，在稳态或者动态变化较小的情况下动态补流阀不工作，减少了系统的功率损耗。

5、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，动态补流阀的阀口开度根据液压系统变化而变化，进而实现稳态压差与动态流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀不同工况的自动切换。

6、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，动态补流阀的阀芯运动受到两侧弹簧的影响，可以通过更换弹簧或者改变阀口负开口量的方法改变动态流量控制部分的动态特性，提高关节控制阀的综合性能。

7、本发明提供的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，工作性能受到动态补流阀内固定液阻的影响，可以通过调整固定液阻数量、规格或安装方式对关节控制阀的综合性能进行调整。

基于上述理由本发明可在水液压传动系统领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀的结构示意图。

图2为本发明所述稳态压差调节阀结构示意图。

图3为本发明所述第一动态补流阀结构示意图。

图4为本发明所述第二动态补流阀结构示意图。

图5为本发明所述压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀的工作原理示意图。

图中：1、稳态压差调节阀；2、第一动态补流阀；3、第二动态补流阀；4、总阀体；5、总进水口；6、第一总出水口；7、第二总出水口；8、第一总负载口；9、第二总负载口；10、稳态压差调节阀阀芯；11、稳态压差调节阀阀套；12、稳态压差调节阀第一出水口；13、稳态压差调节阀第一液桥输出口；14、稳态压差调节阀第一进水口；15、稳态压差调节阀第二进水口；16、稳态压差调节阀第二液桥输出口；17、稳态压差调节阀第二出水口；18、稳态压差调节阀第一液桥输出腔；19、稳态压差调节阀第二液桥输出腔；20、一号密封圈；21、二号密封圈；22、均压槽；23、通流开口；24、第一动态补流阀阀芯；25、第一动态补流阀阀套；26、第一动态补流阀液桥输出连接口；27、第一动态补流阀进水口；28、第一动态补流阀中心负载口；29、第一动态补流阀出水口；30、第一动态补流阀侧端负载口；31、第一动态补流阀通孔；32、第一动态补流阀液桥侧弹簧；33、第一动态补流阀负载侧弹簧；34、第一动态补流阀进水腔；35、第一动态补流阀出水腔；36、第一动态补流阀固定液阻；37、第一动态补流阀阀芯中部凸肩；38、第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔；39、第一动态补流阀负载压力敏感腔；40、第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖；41、第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；42、第二动态补流阀阀芯；43、第二动态补流阀阀套；44、第二动态补流阀侧端负载口；45、第二动态补流阀出水口；46、第二动态补流阀中心负载口；47、第二动态补流阀进水口；48、第二动态补流阀液桥输出连接口；49、第二动态补流阀通孔；50、第二动态补流阀负载侧弹簧；51、第二动态补流阀液桥侧弹簧；52第二动态补流阀出水腔；53、第二动态补流阀进水腔；54、第二动态补流阀固定液阻；55、第二动态补流阀阀芯中部凸肩；56、第二动态补流阀负载压力敏感腔；57、第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔；58、第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；59、第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

如图1-4所示，本发明提供了一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，包括安装于总阀体4内部的稳态压差调节阀1、第一动态补流阀2和第二动态补流阀3；

所述稳态压差调节阀1包括稳态压差调节阀阀芯10和稳态压差调节阀阀套11；所述稳态压差调节阀阀芯10安装于所述稳态压差调节阀阀套11内部；

所述稳态压差调节阀阀套11中部开设有稳态压差调节阀第一进水口14和稳态压差调节阀第二进水口15；

所述稳态压差调节阀第一进水口14左侧开设有稳态压差调节阀第一出水口12和稳态压差调节阀第一液桥输出口13，所述稳态压差调节阀第一液桥输出口13位于所述稳态压差调节阀第一进水口14和所述稳态压差调节阀第一出水口12之间；

所述稳态压差调节阀第二进水口15右侧开设有稳态压差调节阀第二出水口17和稳态压差调节阀第二液桥输出口16，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口16位于所述稳态压差调节阀第二进水口15和所述稳态压差调节阀第二出水口17之间；

所述稳态压差调节阀阀芯10开设有稳态压差调节阀第一液桥输出腔18和稳态压差调节阀第二液桥输出腔19；所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔18和所述稳态压差调节阀第二液桥19输出腔为环形槽；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔18与所述稳态压差调节阀第一液桥输出口13连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔19与所述稳态压差调节阀第二液桥输出口16连通；

所述第一动态补流阀2包括第一动态补流阀阀芯24、第一动态补流阀阀套25、第一动态补流阀液桥侧弹簧32、第一动态补流阀负载侧弹簧33、第一动态补流阀固定液阻36、第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖40和第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖41；所述第一动态补流阀阀芯24安装于所述第一动态补流阀阀套25内部；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖40和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖41分别安装于所述第一动态补流阀阀套25的两端；

所述第一动态补流阀阀芯24两端分别开设有第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔38和第一动态补流阀负载压力敏感腔39；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧32置于所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔38内，所述第一动态补流阀液桥侧弹簧32两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯24和所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖40；

所述第一动态补流阀负载侧弹簧33置于第一动态补流阀负载压力敏感腔39内，所述第一动态补流阀负载侧弹簧33两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯24和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖41；

所述第一动态补流阀阀芯24沿长度方向开设有第一动态补流阀通孔31，所述第一动态补流阀固定液阻36安装于所述第一动态补流阀通孔31内部；

所述第一动态补流阀阀芯24中部开设有第一动态补流阀进水腔34和第一动态补流阀出水腔35；所述第一动态补流阀进水腔34和所述第一动态补流阀出水腔35为环形槽；

所述第一动态补流阀阀套25由安装所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖40的一侧至安装所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖41的一侧依次开设有第一动态补流阀液桥输出连接口26、第一动态补流阀进水口27、第一动态补流阀中心负载口28、第一动态补流阀出水口29和第一动态补流阀侧端负载口30；

所述第一动态补流阀进水腔34与所述第一动态补流阀进水口27连通，所述第一动态补流阀出水腔35与所述第一动态补流阀出水口29连通；

所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔38与所述第一动态补流阀液桥输出连接口26连通，所述第一动态补流阀负载压力敏感腔39与所述第一动态补流阀侧端负载口30连通；

所述第二动态补流阀3包括第二动态补流阀阀芯42、第二动态补流阀阀套43、第二动态补流阀液桥侧弹簧51、第二动态补流阀负载侧弹簧50、第二动态补流阀固定液阻54、第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖59和第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖58；所述第二动态补流阀阀芯42安装于所述第二动态补流阀阀套43内部；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖58和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖59分别安装于所述第二动态补流阀阀套43的两端；

所述第二动态补流阀阀芯42两端分别开设有第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔57和第二动态补流阀负载压力敏感腔56；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧51置于第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔57内，所述第二动态补流阀液桥侧弹簧51两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯42和所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖59；

所述第二动态补流阀负载侧弹簧50置于所述第二动态补流阀负载压力敏感腔56内，所述第二动态补流阀负载侧弹簧50两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯42和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖58；

所述第二动态补流阀阀芯42沿长度方向开设有第二动态补流阀通孔49，所述第二动态补流阀固定液阻54安装于所述第二动态补流阀通孔49内部；

所述第二动态补流阀阀芯42中部开设有第二动态补流阀进水腔53和第二动态补流阀出水腔52；所述第二动态补流阀进水腔53和所述第二动态补流阀出水腔52为环形槽；

所述第二动态补流阀阀套43由安装所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖59的一侧至安装所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖58的一侧依次开设有第二动态补流阀液桥输出连接口48、第二动态补流阀进水口47、第二动态补流阀中心负载口46、第二动态补流阀出水口45和第二动态补流阀侧端负载口44；

所述第二动态补流阀进水腔53与所述第二动态补流阀进水口47连通，所述第二动态补流阀出水腔52与所述第二动态补流阀出水口45连通；

所述第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔57与所述第二动态补流阀液桥输出连接口48连通，所述第二动态补流阀负载压力敏感腔56与所述第二动态补流阀侧端负载口44连通；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出口13与所述第一动态补流阀液桥输出连接口26连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口16与所述第二动态补流阀液桥输出连接口48连通；

所述总阀体开设有总进水口5、第一总出水口6、第二总出水口7、第一总负载口8和第二总负载口9；

所述稳态压差调节阀第一进水口14、所述稳态压差调节阀第二进水口15、所述第一动态补流阀进水口27和所述第二动态补流阀进水口47与所述总进水口5连通；

所述稳态压差调节阀第一出水口12和所述第一动态补流阀出水口29与所述第一总出水口6连通，所述稳态压差调节阀第二出水口17和所述第二动态补流阀出水口45与所述第二总出水口7连通；

所述第一动态补流阀中心负载口28和所述第一动态补流阀侧端负载口30与所述第一总负载口8连通，所述第二动态补流阀中心负载口46和所述第二动态补流阀侧端负载口44与所述第二总负载口9连通。

进一步地，所述稳态压差调节阀阀芯10上位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔18和所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔19的两侧的位置分别开设有通流开口23；

所述稳态压差调节阀1还包括一号密封圈20和二号密封圈21；所述稳态压差调节阀阀芯10表面上开设有均压槽22、稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和稳态压差调节阀二号密封圈沟槽，所述一号密封圈20和所述二号密封圈20分别置于所述稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和所述稳态压差调节阀二号密封圈沟槽内；

所述稳态压差调节阀阀芯10一端设置为阶梯轴，用于连接外部设备。

进一步地，所述通流开口23的开口形式为正开口，当所述稳态压差调节阀阀芯10处于中位时，位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔18两侧的所述通流开口23能够分别与所述稳态压差调节阀第一出水口12和所述稳态压差调节阀第一进水口14连通，位于所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔19两侧的所述通流开口23能够分别与所述稳态压差调节阀第二进水口15和所述稳态压差调节阀第二出水口17连通。

进一步地，所述通流开口23与所述稳态压差调节阀阀套11正遮盖，即，当所述稳态压差调节阀阀芯10由中位左右滑动一定距离后，所述通流开口23能够被所述稳态压差调节阀阀套10完全覆盖住。

进一步地，所述第一动态补流阀阀芯24中部开设有第一动态补流阀阀芯中部凸肩37，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩37宽度大于所述第一动态补流阀中心负载口28的宽度；

所述第二动态补流阀阀芯42中部开设有第二动态补流阀阀芯中部凸肩55，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩55的宽度大于所述第二动态补流阀中心负载口46的宽度；

所述第一动态补流阀2为负开口阀，当所述第一动态补流阀阀芯24处于中位时，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩55覆盖所述第一动态补流阀中心负载口28，所述第一动态补流阀中心负载口28不通流；

所述第二动态补流阀3为负开口阀，当所述第二动态补流阀阀芯42处于中位时，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩55覆盖所述第二动态补流阀中心负载口46，所述第二动态补流阀中心负载口46不通流。

进一步地，所述压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀为不锈材料。

进一步地，所述第一动态补流阀固定液阻31和所述第二动态补流阀固定液阻49的数量、规格及安装形式不固定，可根据液压系统的要求对其进行调整。

如图5所示，本发明所述控制阀在工作时，由水压泵向工作系统供水，水压泵与总阀体4上的总进水口5连接，水箱与总阀体4上的第一总出水口6和第二总出水口7连接，水压人工肌肉关节内的两根人工肌肉分别连接总阀体4上的第一总负载口8和第二总负载口9。

当系统稳态工作时，人工肌肉的体积不发生变化，第一动态补流阀2内的第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔38与第一动态补流阀负载压力敏感腔39内的液体压力相等，第二动态补流阀3内的第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔57与第二动态补流阀负载压力敏感腔56内的液体压力相等，第一动态补流阀阀芯24和第二动态补流阀阀芯42处于中位，此时第一动态补流阀2和第二动态补流阀3不通流。系统稳态工作时的人工肌肉压差，由稳态压差调节阀阀芯10的位移所决定，当稳态压差调节阀阀芯10处于中位时，稳态压差调节阀1内的稳态压差调节阀第一液桥输出腔18与稳态压差调节阀第二液桥输出腔19的端面上所开设的通流开口23的节流效果相同，两个A型液压半桥输出的负载压力相等，此时两根人工肌肉压力相同。当稳态压差调节阀阀芯10发生偏移时，稳态压差调节阀1内的稳态压差调节阀第一液桥输出腔18与稳态压差调节阀第二液桥输出腔19的端面上所开设的通流开口23的节流效果发生变化，两个A型液压半桥输出的负载压力也发生变化，此时两根人工肌肉也随之产生相应的压差，该压差由稳态压差调节阀阀芯10的偏移量决定。

当系统动态变化时，水压人工肌肉关节内的水压人工肌肉体积发生变化，导致第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔38与第一动态补流阀负载压力敏感腔39内的工作介质通过第一动态补流阀通孔31流动，第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔57与第二动态补流阀负载压力敏感腔56内的工作介质通过第二动态补流阀通孔49流动。由于第一动态补流阀固定液阻36和第二动态补流阀固定液阻54的存在，导致动态补流阀内的液桥输出压力敏感腔和负载压力敏感腔内的工作介质产生压差。该压差作用于第一动态补流阀阀芯24和第二动态补流阀阀芯42上，使之承受液体轴向力，进而克服弹簧弹力推动动态补流阀阀芯发生位移。

当系统的动态变化较小，即人工肌肉的体积变化较为缓慢时，第一动态补流阀2和第二动态补流阀3的液桥输出压力敏感腔和负载压力敏感腔内的液体压差小，第一动态补流阀阀芯24和第二动态补流阀阀芯42的偏移量小于所设置的动态补流阀负开口量。此时第一动态补流阀2内的第一动态补流阀进水口27、第一动态补流阀中心负载口28和第一动态补流阀出水口29不通流，第二动态补流阀3内的第二动态补流阀进水口47、第二动态补流阀中心负载口46和第二动态补流阀出水口45不通流，第一动态补流阀2和第二动态补流阀3不起补流作用。

当系统的动态变化较大，即人工肌肉的体积变化较为剧烈时第一动态补流阀2和第二动态补流阀3的液桥输出压力敏感腔和负载压力敏感腔内的液体压差大，第一动态补流阀阀芯24和第二动态补流阀阀芯42的偏移量大于所设置的动态补流阀负开口量。此时第一动态补流阀2和第二动态补流阀3开始通流。对于体积增大，需要进液的人工肌肉，动态补流阀进水口和动态补流阀中心负载口连通，通过液压泵对其进行快速补液；对于体积收缩，需要出液的人工肌肉，动态补流阀中心负载口和动态补流阀出水口连通，实现人工肌肉内的液体快速排出。通过第一动态补流阀2和第二动态补流阀3的快速补液和排液功能，实现水压人工肌肉关节动态响应的优化。

在系统动态变化的过程中，可能会出现一个动态补流阀的阀芯偏移量大于负开口量，另一个动态补流阀的阀芯偏移量小于负开口量的情况。此时阀芯偏移量大于负开口量的动态补流阀实现快速补液或排液功能，另一动态补流阀不实现快速补液或排液功能。动态补流阀的工作状态在系统动态变化的过程中自动调节，该实施例的稳态压差与动态流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀的工作状态也会随之进行自动调节。

采用本发明所述的控制阀能够实现以下功能：1、精确调节系统稳态工作时水压人工肌肉关节内的人工肌肉压差；2、系统动态变化时，根据系统的状态自动调整稳态压差与动态流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀的工况，提高水压人工肌肉关节的动态响应。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，其特征在于，包括安装于总阀体内部的稳态压差调节阀、第一动态补流阀和第二动态补流阀；

所述稳态压差调节阀包括稳态压差调节阀阀芯和稳态压差调节阀阀套；所述稳态压差调节阀阀芯安装于所述稳态压差调节阀阀套内部；

所述稳态压差调节阀阀套中部开设有稳态压差调节阀第一进水口和稳态压差调节阀第二进水口；

所述稳态压差调节阀第一进水口左侧开设有稳态压差调节阀第一出水口和稳态压差调节阀第一液桥输出口，所述稳态压差调节阀第一液桥输出口位于所述稳态压差调节阀第一进水口和所述稳态压差调节阀第一出水口之间；

所述稳态压差调节阀第二进水口右侧开设有稳态压差调节阀第二出水口和稳态压差调节阀第二液桥输出口，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口位于所述稳态压差调节阀第二进水口和所述稳态压差调节阀第二出水口之间；

所述稳态压差调节阀阀芯开设有稳态压差调节阀第一液桥输出腔和稳态压差调节阀第二液桥输出腔；所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔和所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔为环形槽；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出口与所述第一动态补流阀液桥输出连接口连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出口与所述第二动态补流阀液桥输出连接口连通；

所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔与所述稳态压差调节阀第一液桥输出口连通，所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔与所述稳态压差调节阀第二液桥输出口连通；

所述第一动态补流阀包括第一动态补流阀阀芯、第一动态补流阀阀套、第一动态补流阀液桥侧弹簧、第一动态补流阀负载侧弹簧、第一动态补流阀固定液阻、第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；所述第一动态补流阀阀芯安装于所述第一动态补流阀阀套内部；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖分别安装于所述第一动态补流阀阀套的两端；

所述第一动态补流阀阀芯两端分别开设有第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔和第一动态补流阀负载压力敏感腔；

所述第一动态补流阀液桥侧弹簧置于所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔内，所述第一动态补流阀液桥侧弹簧两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯和所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖；

所述第一动态补流阀负载侧弹簧置于第一动态补流阀负载压力敏感腔内，所述第一动态补流阀负载侧弹簧两端分别连接于所述第一动态补流阀阀芯和所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；

所述第一动态补流阀阀芯沿长度方向开设有第一动态补流阀通孔，所述第一动态补流阀固定液阻安装于所述第一动态补流阀通孔内部；

所述第一动态补流阀阀芯中部开设有第一动态补流阀进水腔和第一动态补流阀出水腔；所述第一动态补流阀进水腔和所述第一动态补流阀出水腔为环形槽；

所述第一动态补流阀阀套由安装所述第一动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖的一侧至安装所述第一动态补流阀负载侧弹簧支撑盖的一侧依次开设有第一动态补流阀液桥输出连接口、第一动态补流阀进水口、第一动态补流阀中心负载口、第一动态补流阀出水口和第一动态补流阀侧端负载口；

所述第一动态补流阀进水腔与所述第一动态补流阀进水口连通，所述第一动态补流阀出水腔与所述第一动态补流阀出水口连通；

所述第一动态补流阀液桥输出压力敏感腔与所述第一动态补流阀液桥输出连接口连通，所述第一动态补流阀负载压力敏感腔与所述第一动态补流阀侧端负载口连通；

所述第二动态补流阀包括第二动态补流阀阀芯、第二动态补流阀阀套、第二动态补流阀液桥侧弹簧、第二动态补流阀负载侧弹簧、第二动态补流阀固定液阻、第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；所述第二动态补流阀阀芯安装于所述第二动态补流阀阀套内部；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖分别安装于所述第二动态补流阀阀套的两端；

所述第二动态补流阀阀芯两端分别开设有第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔和第二动态补流阀负载压力敏感腔；

所述第二动态补流阀液桥侧弹簧置于第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔内，所述第二动态补流阀液桥侧弹簧两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯和所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖；

所述第二动态补流阀负载侧弹簧置于所述第二动态补流阀负载压力敏感腔内，所述第二动态补流阀负载侧弹簧两端分别连接于所述第二动态补流阀阀芯和所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖；

所述第二动态补流阀阀芯沿长度方向开设有第二动态补流阀通孔，所述第二动态补流阀固定液阻安装于所述第二动态补流阀通孔内部；

所述第二动态补流阀阀芯中部开设有第二动态补流阀进水腔和第二动态补流阀出水腔；所述第二动态补流阀进水腔和所述第二动态补流阀出水腔为环形槽；

所述第二动态补流阀阀套由安装所述第二动态补流阀液桥侧弹簧支撑盖的一侧至安装所述第二动态补流阀负载侧弹簧支撑盖的一侧依次开设有第二动态补流阀液桥输出连接口、第二动态补流阀进水口、第二动态补流阀中心负载口、第二动态补流阀出水口和第二动态补流阀侧端负载口；

所述第二动态补流阀进水腔与所述第二动态补流阀进水口连通，所述第二动态补流阀出水腔与所述第二动态补流阀出水口连通；

所述第二动态补流阀液桥输出压力敏感腔与所述第二动态补流阀液桥输出连接口连通，所述第二动态补流阀负载压力敏感腔与所述第二动态补流阀侧端负载口连通；

所述总阀体开设有总进水口、第一总出水口、第二总出水口、第一总负载口和第二总负载口；

所述稳态压差调节阀第一进水口、所述稳态压差调节阀第二进水口、所述第一动态补流阀进水口和所述第二动态补流阀进水口与所述总进水口连通；

所述稳态压差调节阀第一出水口和所述第一动态补流阀出水口与所述第一总出水口连通，所述稳态压差调节阀第二出水口和所述第二动态补流阀出水口与所述第二总出水口连通；

所述第一动态补流阀中心负载口和所述第一动态补流阀侧端负载口与所述第一总负载口连通，所述第二动态补流阀中心负载口和所述第二动态补流阀侧端负载口与所述第二总负载口连通。

2.根据权利要求1所述的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，其特征在于，所述稳态压差调节阀阀芯上位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔和所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔的两侧的位置分别开设有通流开口；

所述稳态压差调节阀还包括一号密封圈和二号密封圈；所述稳态压差调节阀阀芯表面上开设有均压槽、稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和稳态压差调节阀二号密封圈沟槽，所述一号密封圈和所述二号密封圈分别置于所述稳态压差调节阀一号密封圈沟槽和所述稳态压差调节阀二号密封圈沟槽内；

所述稳态压差调节阀阀芯一端设置为阶梯轴，用于连接外部设备。

3.根据权利要求2所述的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，其特征在于，所述通流开口的开口形式为正开口，当所述稳态压差调节阀阀芯处于中位时，位于所述稳态压差调节阀第一液桥输出腔两侧的所述通流开口能够分别与所述稳态压差调节阀第一出水口和所述稳态压差调节阀第一进水口连通，位于所述稳态压差调节阀第二液桥输出腔两侧的所述通流开口能够分别与所述稳态压差调节阀第二进水口和所述稳态压差调节阀第二出水口连通。

4.根据权利要求1所述的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，其特征在于，所述第一动态补流阀阀芯中部开设有第一动态补流阀阀芯中部凸肩，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩宽度大于所述第一动态补流阀中心负载口的宽度；

所述第二动态补流阀阀芯中部开设有第二动态补流阀阀芯中部凸肩，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩的宽度大于所述第二动态补流阀中心负载口的宽度；

所述第一动态补流阀为负开口阀，当所述第一动态补流阀阀芯处于中位时，所述第一动态补流阀阀芯中部凸肩覆盖所述第一动态补流阀中心负载口，所述第一动态补流阀中心负载口不通流；

所述第二动态补流阀为负开口阀，当所述第二动态补流阀阀芯处于中位时，所述第二动态补流阀阀芯中部凸肩覆盖所述第二动态补流阀中心负载口，所述第二动态补流阀中心负载口不通流。

5.根据权利要求1所述的压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀，其特征在于，所述压差与流量复合控制的水压人工肌肉关节控制阀为不锈材料。

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