CN115143151B - 一种无摩擦零泄漏液压执行器及驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器及驱动系统，包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，在变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，控制容腔与驱动油接入孔连通。采用基于弹性变形的位移输出方式，完全避免了泄露、摩擦等非线性现象，降低了执行器高精度控制的难度，并通过间隔布置的刚度增强区域和刚度减弱区域变厚盘形结构优化其径向应力分布，提高执行器的输出行程。

Description

一种无摩擦零泄漏液压执行器及驱动系统
技术领域
本发明涉及液压执行器技术领域，尤其涉及一种无摩擦零泄漏液压执行器及驱动系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
液压执行器在流体传动与控制系统中担负着将液压能转换为机械能，并对外做功的重要任务，是流体传动与控制系统的重要元件。传统液压执行器主要分为密封件式液压执行器、间隙密封式液压执行器以及基于轴向变形的人工肌肉式液压执行器。
密封件式液压执行器采用密封件分隔高低压油腔，该结构致使执行器高低压油腔间存在泄漏、同时密封件的使用引入了摩擦、滞环等非线性特性，导致密封件式液压执行器在闭环控制时易产生爬行、蠕动等现象，严重影响液压执行器的动态性能及位置控制精度。同时，在高频工作条件下，摩擦副较易产生磨损、烧伤现象，无法满足高频、高精度的位移及力控制需求。
间隙密封式液压执行器通过提高加工精度保证运动副的间隙，相比密封件式执行器在一定程度上减小了运动副的摩擦力，实现了执行器频响的提升。但间隙密封造成运动副泄漏量较大，特别是在高压的情况下，泄露量显著增大，效率快速降低、发热严重，严重影响了液压系统的效率以及静态位置控制精度。
人工肌肉式液压执行器由外包钢丝编织网的橡胶筒组成，通常采用液压油驱动，具有结构简单的特点。但由于其依靠执行器筒壁的径向变形实现轴向位移的输出，通常为实现较大的轴向位移需成比例的增加执行器的轴向尺寸，无法满足轴向尺寸受限的应用场合。此外，橡胶等软性材料固有的迟滞和蠕变等非线性特性，以及较大的轴向尺寸导致的侧向刚度降低，限制了其在高刚度、高频响、高精度场合的应用。
综上所述，采用密封件式液压执行器将引入运动副的摩擦力，导致爬行、蠕动等非线性现象，控制精度难以提升；采用间隙密封式液压执行器的间隙密封，在高压时导致泄漏明显增大，降低系统效率，同时间隙密封加工精度要求较高；采用人工肌肉式液压执行器将显著增加执行器的轴向安装空间，同时其侧向刚度较低、滞环较大，不适用于大输出力、高精度的位移/力控制场合。因此，克服传统液压执行器固有的泄露及摩擦力导致的爬行、蠕动等非线性控制难题，减小液压执行器的轴向尺寸，提升其行程-轴向尺寸比，在轴向尺寸受限的场合实现高频响、高精度位移/力控制具有重要意义。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种无摩擦零泄漏液压执行器及驱动系统，具有结构简单、成本低、轴向尺寸小、刚度高、无摩擦、零泄露等优点，能在轴向安装空间受限的情况下实现高频、高精度的位移、力控制。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，提出了一种无摩擦零泄漏液压执行器，包括：变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，在变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，控制容腔与驱动油接入孔连通。
第二方面，提出了一种无摩擦零泄漏液压执行器，包括盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ，盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ均包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，盘形执行器Ⅰ的控制容腔和盘形执行器Ⅱ的控制容腔相连通，在盘形执行器Ⅱ的变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，驱动油接入孔与盘形执行器Ⅱ的控制容腔相连通。
第三方面，提出了一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，包括：控制器、液压泵、比例阀、溢流阀、多个压力传感器和多个第一方面公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，比例阀、压力传感器均与控制器连接，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔压力，控制器用于根据控制容腔压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
第四方面，提出了一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，包括：控制器、液压泵、比例阀、溢流阀、多个压力传感器和多个第二方面公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔内压力，控制器用于根据控制容腔内压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明提出的液压执行器基于材料的弹性变形输出轴向位移，采用静密封的设计，结构内部不存在运动副，有效避免了传统液压执行器固有的摩擦、泄漏、滞环、蠕动等的非线性特性，降低了高精度位移、力控制的难度。
2、本发明提出的液压执行器，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面采用密封圈密封，加工精度要求低，极大的降低了制造成本低，同时执行器内部无运动副，具有结构简单、轴向尺寸小的特点。
3、本发明提出的液压执行器的变厚盘形结构中刚度增强区域和刚度减弱区域交替布置，在此基础上依据材料应力极限优化刚度减弱、刚度增强区域的尺寸，有限降低了应力集中，并充分发挥了盘形结构的变形，同时执行器的刚度具有可设计性，通过设计不同刚度的执行器可满足不同的行程需求。
4、本发明提出的液压执行器驱动系统，能够借助电液伺服控制可实现液压执行器高频、高精度的位移、力控制。
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例1公开液压执行器的第一种结构剖视图；
图2为实施例1公开液压执行器的侧视图；
图3为实施例1公开液压执行器的变厚盘形结构沿半径方向应力曲线；
图4为实施例1公开液压执行器的第二种结构剖视图；
图5为实施例2公开液压执行器的结构剖视图；
图6为实施例3公开驱动系统的第一种驱控回路示意图；
图7为实施例3公开驱动系统的第二种驱控回路示意图；
图8为实施例3公开驱动系统的第三种驱控回路示意图；
图9为实施例3公开的旋转驱动应用示意图；
图10为实施例3公开的多组并联驱动应用示意图；
图11为实施例4公开的多组串联驱动应用示意图。
其中：1、泵站电机；2、液压泵，3、溢流阀，4、比例方向阀，5、溢流阀，6、溢流阀，7、盘形执行器Ⅱ，8、固定支架Ⅱ，9、盘形执行器Ⅰ，10、固定支架Ⅰ，11、压力传感器，12、压力传感器，13、受驱平台，14、控制器，15、变厚盘形结构A，16、变厚盘形结构B，17、密封圈，18、安装法兰，19、法兰螺纹孔，20、驱动油接入孔，21、连接螺钉，22、密封槽，23、刚度减弱区域，24、刚度增强区域，25、凸台，26、比例减压阀，27、比例减压阀，28、盘形执行器Ⅱ，29、盘形执行器Ⅰ，30、固定支架，31、驱动油接入孔，32、旋转平台，33、盘形执行器Ⅰ，34、盘形执行器Ⅱ，35、固定球铰Ⅰ，36、固定球铰Ⅱ，37、盘形执行器Ⅰ，38、盘形执行器Ⅱ，39、固定支架Ⅰ，40、盘形执行器Ⅲ，41、盘形执行器Ⅳ，42、固定支架Ⅱ，43、受驱平台，44、串联式盘形执行器Ⅰ，45、串联式盘形执行器Ⅱ，46、固定支架Ⅱ，47、固定支架Ⅰ，48、受驱平台。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
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，而非意图限制本申请的示例性实施方式。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。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
在该实施例中，公开了一种无摩擦零泄漏液压执行器，如图1-4所示，包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，在变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，控制容腔与驱动油接入孔连通，通过驱动油接入孔向控制容腔内。
如图1、4所示，在变厚盘形结构A15的第一端面上设置凸台25，凸台25为圆形凸台，且位于变厚盘形结构A15的中心位置，本实施例公开的液压执行器的位移通过凸台25输出，在变厚盘形结构B16的第二端面连接安装法兰18，本实施例公开的液压执行器在工作时，通过安装法兰18与固定支架固连，且安装法兰18与固定支架之间经螺栓穿过法兰螺纹孔19进行螺栓连接。
驱动油接入孔20连通高压油管，通过驱动油接入孔20向控制容腔内通入液压油，在液压油的作用下，变厚盘形结构A15和变厚盘形结构B16发生弹性变形，从而能输出位移。
为了保证本实施例公开液压执行器的密封性，防止发生泄漏，在变厚盘形结构A15的第二端面与变厚盘形结构B16的第一端面之间加装密封圈17，具体为：在变厚盘形结构A15的第二端面上设置密封槽22，密封槽22中安装有密封圈17，通过密封圈17防止控制容腔内的液压油从变厚盘形结构A15的第二端面与变厚盘形结构B16的第一端面连接处泄漏，密封圈17优选为O型圈。
变厚盘形结构A15和变厚盘形结构B16包括多个刚度减弱区域23和刚度增强区域24，刚度减弱区域23和刚度增强区域24沿变厚盘形结构A15和变厚盘形结构B16的径向交替布置。通过刚度增强区域24和刚度减弱区域23的交替布置，优化其沿半径方向的应力分布，降低变厚盘形结构的应力集中并充分发挥变厚盘形结构的变形，如图3所示，分别为优化前刚度增强区域与刚度减弱区域交替一次、优化后刚度增强区域与刚度减弱区域交替三次的盘形结构沿半径方向的范式等效应力示意图。
变厚盘形结构A15与变厚盘形结构B16通过连接螺钉21连接。
在变厚盘形结构A15的第二端面上设置凹槽A，在变厚盘形结构B16的第一端面上设置凹槽B，变厚盘形结构A15的第二端面与变厚盘形结构B16的第一端面连接，由凹槽A和凹槽B形成控制容腔，其中，凹槽A底部和凹槽B底部均包括多个刚度减弱区域和刚度增强区域，将凹槽A和凹槽B的刚度减弱区域相对设置，刚度增强区域相对设置，形成控制容腔。
在具体实施时，变厚盘形结构B也可以采用固定支架30，在固定支架30上设置与控制容腔相连通的驱动油接入孔31。
如图4所示，仅在变厚盘形结构A的第二端面上设置凹槽A，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，由凹槽A形成控制容腔，也仅是在凹槽A底部设置多个刚度减弱区域和刚度增强区域。
本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，对于变厚盘形结构A和变厚盘形结构B之间控制容腔的面积，以及刚度增强区域和刚度减弱区域的厚度、交替排布数量需依据本实施例公开液压执行器的体积限制、制作材料的力学属性确定，在保证执行器疲劳强度的条件下完成关键尺寸参数的设计。
本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，基于材料的弹性变形输出轴向位移，采用静密封的设计，结构内部不存在运动副，有效避免了传统液压执行器固有的摩擦、泄漏、滞环、蠕动等的非线性特性，降低了高精度位移、力控制的难度；静密封端面采用密封圈密封，加工精度要求低，极大的降低了制造成本低。同时执行器内部无运动副，具有结构简单、轴向尺寸小的特点；
执行器的变厚盘形结构中刚度增强区域和刚度减弱区域交替布置，在此基础上依据材料应力极限优化刚度减弱、刚度增强区域的尺寸，有限降低了应力集中，并充分发挥了盘形结构的变形，同时执行器的刚度具有可设计性，通过设计不同刚度的执行器可满足不同的行程需求。
实施例2
在该实施例中，公开了一种无摩擦零泄漏液压执行器，如图5所示，为串联式盘形执行器，包括盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ，盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ均包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，盘形执行器Ⅰ的控制容腔和盘形执行器Ⅱ的控制容腔相连通，在盘形执行器Ⅰ的变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，驱动油接入孔与盘形执行器Ⅰ的控制容腔相连通。
在盘形执行器Ⅱ中变厚盘形结构A的第一端面上设置凸台，在盘形执行器Ⅰ中变厚盘形结构B的第二端面上设置安装法兰。
变厚盘形结构A和变厚盘形结构B均包括多个刚度减弱区域和刚度增强区域，刚度减弱区域和刚度增强区域沿盘形执行器Ⅰ的径向交替布置。
本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，实现了两个盘形执行器的串联连接，提升了液压执行器的行程。
实施例3
在该实施例中，一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，如图6-11所示，包括：控制器14、液压泵2、比例阀、溢流阀、压力传感器和多个实施例1公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵2与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵2与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔压力，比例阀、压力传感器均与控制器连接，控制器用于根据控制容腔压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
液压泵2通过泵站电机1驱动，输出高压油液。
比例阀为比例方向阀、比例减压阀、比例溢流阀或伺服方向阀。
一种无摩擦零泄漏液压执行器为两个，压力传感器为两个，比例阀的两个出油口与两个驱动油接入孔一一对应连通。
或者，一种无摩擦零泄漏液压执行器为四个，比例阀的一个出油口与其中两个驱动油接入孔连通，另一个出油口与另外两个驱动油接入孔连通。
一种无摩擦零泄漏液压执行器与固定支架连接。
或者，一种无摩擦零泄漏液压执行器通过球铰与旋转平台连接。
对本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，进行详细说明。
如图6所示，比例阀采用比例方向阀4，包含两个实施例1公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，分别为盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7，液压泵2与比例方向阀4的进油口连通，比例方向阀4的出油口分别与盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7的驱动油接入孔连通，在液压泵2与进油口连通管路上设置溢流阀3，在比例方向阀4的一个出油口与盘形执行器Ⅰ9驱动油接入孔连通管路上设置溢流阀5，在比例方向阀4另一个出油口与盘形执行器Ⅱ7驱动油接入孔连通管路上设置溢流阀6，设置压力传感器12获取盘形执行器Ⅰ9控制容腔压力，设置压力传感器11获取盘形执行器Ⅱ7控制容腔压力；比例方向阀4，压力传感器11、12均与控制器14连接，控制器14用于根据压力传感器11、12获取的控制容腔压力计算获得盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例方向阀4进行控制。
其中，泵站电机1驱动液压泵2输出高压油液，溢流阀3控制液压泵2的输出压力，比例方向阀4控制高压油液流入盘形执行器Ⅱ7、盘形执行器Ⅰ9的流向和流速，盘形执行器Ⅱ7与固定支架Ⅱ8固连，盘形执行器Ⅰ9与固定支架Ⅰ10固连，溢流阀5限制盘形执行器Ⅰ9控制容腔压力p1的最大值，溢流阀6限制盘形执行器Ⅱ7控制容腔压力p2的最大值；压力传感器12实时监测盘形执行器Ⅰ9控制容腔压力p1，压力传感器11实时监测盘形执行器Ⅱ7控制容腔压力p2；控制器14依据压力传感器12、11监测的压力信号p1和p2、盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7的整体刚度k1、作用面积A1，计算实时输出位移x＝A1(p1-p2)/k1，并与指令位移f比较，对指令位移与实时位移的差值Δ＝f-x进行处理后输出控制信号u至比例方向阀4，通过控制比例方向阀开度及方向改变盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7的控制容腔压力差p1-p2实现闭环控制受驱平台13位移的目的，此时受驱平台13受到的驱动力F＝A1(p1-p2)/2。
也可以将比例方向阀4用比例溢流阀或伺服方向阀代替，油路与上述油路相同。
如图7所示，还可以采用比例减压阀26、27代替比例方向阀4，将液压泵2与第一油管的一端连通，第一油管的另一端分别与第二油管、第三油管连通，第二油管、第三油管分别与比例减压阀26、27的进油口连通，比例减压阀26的出油口与盘形执行器Ⅱ7的驱动油接入孔连通，比例减压阀27的出油口与盘形执行器Ⅰ9的驱动油接入孔连通，在比例减压阀26的出油口与盘形执行器Ⅱ7的驱动油接入孔连通管路上设置溢流阀6，在例减压阀27的出油口与盘形执行器Ⅰ9的驱动油接入孔连通管路上设置溢流阀5，在第一油管上设置溢流阀3。
当轴向尺寸紧张时，如图8所示，可以将盘形执行器Ⅰ9和盘形执行器Ⅱ7替换为实施例1公开的仅在变厚盘形结构A的第二端面上设置凹槽A，由凹槽A形成控制容腔的一种无摩擦零泄漏液压执行器，分别为盘形执行器Ⅰ29和盘形执行器Ⅱ28。
当在旋转驱动场合时，如图9所示，包含两个实施例1公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，分别为盘形执行器Ⅰ33和盘形执行器Ⅱ34，盘形执行器Ⅰ33通过球铰O1与旋转平台32相连，并通过球铰O3与固定球铰Ⅰ35相连，盘形执行器Ⅱ34通过球铰O2与旋转平台32相连，并通过球铰O4与固定球铰Ⅱ36相连。盘形执行器Ⅰ3和盘形执行器Ⅱ34的控制容腔压力p1和p2分别通过比例阀等可实现压力闭环控制的阀组控制；已知盘形执行器Ⅰ33和盘形执行器Ⅱ34的整体刚度k3、作用面积A3、O1和O2到O的力臂L，在控制腔压力差p1-p2的作用下，盘形执行器Ⅰ33和盘形执行器Ⅱ34输出位移，进一步的旋转平台32绕轴心O转动的角度α＝arctan(A3(p1-p2)/(k3L))，根据该角度与指令角度比较，输出控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制，进而控制盘形执行器Ⅰ33和盘形执行器Ⅱ34的控制腔压力差p1-p2，实现控制旋转平台32旋转角度的目的。
当需要大的驱动力时，如10所示，包括四个实施例1公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，分别为：盘形执行器Ⅰ37、盘形执行器Ⅱ38、盘形执行器Ⅲ40、盘形执行器Ⅳ41。
盘形执行器Ⅰ37和盘形执行器Ⅱ38与盘形执行器Ⅲ40和盘形执行器Ⅳ41对称布置。盘形执行器Ⅰ37和盘形执行器Ⅱ38与固定支架Ⅰ39，盘形执行器Ⅲ40和盘形执行器Ⅳ41与固定支架Ⅱ42固连，固定支架Ⅰ39和固定支架Ⅱ42相互固定。比例阀的一个出油口与盘形执行器Ⅰ37和盘形执行器Ⅱ38的驱动油接入孔连通，另一个出油口与盘形执行器Ⅲ40和盘形执行器Ⅳ41的驱动油接入孔连通。盘形执行器Ⅰ37和盘形执行器Ⅱ38与盘形执行器Ⅲ40和盘形执行器Ⅳ41的内部控制容腔压力p1和p2分别通过比例阀可实现压力闭环控制的阀组控制；已知盘形执行器Ⅰ37和盘形执行器Ⅱ38与盘形执行器Ⅲ40和盘形执行器Ⅳ41的整体刚度k4、作用面积A4，在控制腔压力差p1-p2的作用下，驱动受驱平台43输出位移x＝A4(p1-p2)/k4，将该输出位移与指令位移比较，输出控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制，控制受驱平台43的位移，此时受驱平台43受到的驱动力F＝A4(p1-p2)/2。
比例阀为比例方向阀、比例减压阀、比例溢流阀或伺服方向阀。
本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，通过借助电液伺服控制可实现一种无摩擦零泄漏液压执行器高频、高精度的位移、力控制。
实施例4
在该实施例中，公开了一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，包括：控制器、液压泵、比例阀、溢流阀、多个压力传感器和多个实施例2公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔内压力，控制器用于根据控制容腔内压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
本实施例与实施例3的区别为：如图11所示，将实施例3中的实施例1公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器替换为实施例2公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器，分别为串联式盘形执行器Ⅰ44和串联式盘形执行器Ⅱ45，串联式盘形执行器Ⅰ44和串联式盘形执行器Ⅱ45对称布置，并分别与固定支架Ⅰ47、固定支架Ⅱ46固连，固定支架Ⅰ47和固定支架Ⅱ46相互固定，串联式盘形执行器Ⅰ44和串联式盘形执行器Ⅱ45的控制容腔压力p1和p2分别通过比例阀可实现压力闭环控制的阀组控制，其余连接与实施例3相同。已知串联式盘形执行器Ⅰ44和串联式盘形执行器Ⅱ45的整体刚度k5、作用面积A5、在控制腔压力差p1-p2的作用下，驱动受驱平台48输出位移x＝A5(p1-p2)/k5，将该输出位移与指令位移比较，输出控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制，控制受驱平台48的位移，此时受驱平台48受到的驱动力F＝A5(p1-p2)/2。
本实施例公开的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，通过串联结构，能够输出大的位移，适合在需求大行程的场景使用。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，在变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，控制容腔与驱动油接入孔连通；
在变厚盘形结构A的第一端面上设置凸台，在变厚盘形结构B的第二端面连接安装法兰。
2.如权利要求1所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，在变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面之间加装密封圈。
3.如权利要求1所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，变厚盘形结构A和变厚盘形结构B包括多个刚度减弱区域和刚度增强区域，刚度减弱区域和刚度增强区域沿变厚盘形结构A和变厚盘形结构B的径向交替布置。
4.如权利要求1所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，在变厚盘形结构A的第二端面上设置凹槽A，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，由凹槽A形成控制容腔。
5.如权利要求1所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，在变厚盘形结构A的第二端面上设置凹槽A，在变厚盘形结构B的第一端面上设置凹槽B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，由凹槽A和凹槽B形成控制容腔。
6.一种无摩擦零泄漏液压执行器，其特征在于，包括盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ，盘形执行器Ⅰ和盘形执行器Ⅱ均包括变厚盘形结构A和变厚盘形结构B，变厚盘形结构A的第二端面与变厚盘形结构B的第一端面连接，并在变厚盘形结构A的第二端面与厚盘形结构B的第一端面之间形成控制容腔，盘形执行器Ⅰ的控制容腔和盘形执行器Ⅱ的控制容腔相连通，在盘形执行器Ⅰ的变厚盘形结构B上设置驱动油接入孔，驱动油接入孔与盘形执行器Ⅰ的控制容腔相连通。
7.一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，包括：控制器、液压泵、比例阀、溢流阀、多个压力传感器和多个如权利要求1-5任一项所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔内压力，控制器用于根据控制容腔内压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
8.如权利要求7所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，一种无摩擦零泄漏液压执行器为两个，压力传感器为两个，比例阀的两个出油口与两个驱动油接入孔一一对应连通。
9.如权利要求7所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，一种无摩擦零泄漏液压执行器为四个，比例阀的一个出油口与其中两个驱动油接入孔连通，另一个出油口与另外两个驱动油接入孔连通。
10.如权利要求7所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，一种无摩擦零泄漏液压执行器与固定支架连接。
11.如权利要求7所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，一种无摩擦零泄漏液压执行器通过球铰与旋转平台连接。
12.一种无摩擦零泄漏液压执行器驱动系统，其特征在于，包括：控制器、液压泵、比例阀、溢流阀、多个压力传感器和多个如权利要求6所述的一种无摩擦零泄漏液压执行器，液压泵与比例阀的进油口连通，比例阀的出油口分别与一种无摩擦零泄漏液压执行器的驱动油接入孔连通，在液压泵与进油口连通管路、出油口与驱动油接入孔连通管路上分别设置溢流阀，压力传感器用于获取每个一种无摩擦零泄漏液压执行器控制容腔内压力，控制器用于根据控制容腔内压力计算获得一种无摩擦零泄漏液压执行器的输出位移，将输出位移与指令位移比较，获得控制信号，通过控制信号对比例阀进行控制。
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