CN1434217A - 压电驱动式伺服阀 - Google Patents

Abstract

本发明压电驱动式伺服阀属于液压控制系统中的电液伺服阀。它包括阀体10，阀体6、阀芯7，阀芯接杆5，位移传感器9，其特征在于还包括设置在阀体一端的压电体，所述的阀芯接杆5的末端连接在该压电体上，通过压电体的电致形变直接驱动阀芯7作轴向移动。该伺服阀动态性能大大优于惯用电磁阀，工作频率大大提高，可达1000Hz，无电磁干扰，能实现精密与微小流量及压力控制。

Description

压电驱动式伺服阀

技术领域

本发明涉及用于液压控制系统中的电液伺服阀。

背景技术

随着科学技术的发展，自动控制技术已经广泛地应用到生产和科学技术各领域。电液伺服阀具有将微弱的电控信号按比例转换成较大液压功率的功用，可以有效的将电子技术和计算机控制以及液压驱动有机地结合起来，并在生产中广泛应用。充分利用液压驱动的大功率和高适应性，将自动控制技术推向更高水平和更广泛领域。因为伺服阀的控制精度高，响应快，体积小，重量轻，运动平稳可靠，能适应模拟量和数字量调制等诸多优点，所以在各种伺服控制系统中得到了广泛的应用，并受到国内外专家的重视。

传统的电液伺服阀采用电磁铁作为驱动级，其工作原理见附图2。

图中Ps为进油口，R为回油口，P1和P2为工作油口。由外部电压控制线圈30，当线圈30通电时，线圈产生的磁通吸引衔铁24向线圈骨架22和磁钢21方向运动，并压缩左边弹簧23，衔铁24通过压紧螺母25及阀芯接杆27带动阀芯29向右运动，改变了法芯29和阀套28的工作油口P1和P2的开口量。当线圈30断电时，在弹簧23和弹簧26的作用下，阀芯回到原始位置。因此，可通过控制输入电压来改变电压或流量的大小，实现阀芯准确的位置控制。

该结构的电液伺服阀的幅频和相频特性较窄，工作频率低(一般小于200Hz)，很难满足宽带高频响应电液系统的需要，且易受电磁干扰，不利于实现对微小流量及压力的精密控制。

发明内容

本发明为解决目前传统的电液伺服阀存在的上述缺点，提供一种压电驱动式伺服阀，以实现电液伺服系统的更为精密、可靠的控制。

本发明与上述惯用伺服阀的区别在于用压电体作为驱动机构代替电磁驱动机构。它包括阀体10，阀套6、阀芯7，阀芯接杆5，位移传感器9，其特点还包括设置在阀体一端的压电体，所述的阀芯接杆5的末端连接在该压电体上，通过压电体的电致形变直接驱动阀芯7作轴向移动。

本发明由于用压电体驱动机构代替了电磁驱动机构，具有以下显著优点：无电磁干扰，由电流控制改为电压控制，控制方式简单；动态性能大大优于原伺服阀，工作频率大大提高，可达1000Hz，频宽和幅频特性明显优于原伺服阀；能实现精密与微小流量及压力控制。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为惯用的伺服阀结构示意图。

具体实施方式

以下就附图给出的实施例对本发明作进一步详细描述。

参照图1，一种压电驱动式伺服阀，包括阀体10，阀套6，阀芯7，阀芯接杆5，位移传感器9，其特点是还包括一设置在阀体10一端上的压电体，阀芯接杆5的末端连接在该压电体上。该压电体是采用弹性基板12和粘贴其两侧的压电陶瓷片3所组成的晶片压电体，其两个压电陶瓷片的极性连接要保证其变形方向相同，压电陶瓷片3由电路线8与电路系统相连接。

压电体通过压盖13将其周边压固在调整螺母11上，调整螺母11螺接在与阀体10端部相连接的过渡套14上。图中4为锁紧螺钉，1为设置于压盖13上的窥视帽，2为螺钉。

其工作原理是：当控制电压作用在晶片压电体上时，晶片压电体产生弯曲变形，沿着阀芯的轴线方向产生位移，通过阀芯接杆5带动阀芯7实现移动，从而改变伺服阀的开口量，使工作油口的压力或流量发生变化。双晶片在正负电压控制下，会产生不同方向的变形；从而控制阀芯实现不同方向的运动。因此，可通过改变双晶片控制电压的大小和方向，控制伺服阀的开口量，同时进行反馈控制，从而改变输出流量与压力。

Claims (3)

1.一种压电驱动式伺服阀，它包括阀体(10)，阀套(6)，阀芯(7)，阀芯接杆(5)，位移传感器(9)，其特征在于还包括设置在阀体一端的压电体，所述的阀芯接杆(5)的末端连接在该压电体上，通过压电体的电致形变直接驱动阀芯(7)作轴向移动。

2.根据权利要求1所述的一种压电驱动式伺服阀，其特征在于所述的压电体是由弹性基板(12)和粘贴其两侧的压电陶瓷片(3)所组成的晶片压电体。

3.根据权利要求1所述的一种压电驱动式伺服阀，其特征在于所述的压电体通过压盖(13)将其周边压固在调整螺母(11)上，调整螺母(11)螺接在与阀体(10)端部相连接的过渡套(14)上。