CN208057553U - 一种机电液数字伺服阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机电液数字伺服阀，包括：伺服滑阀、驱动机构以及反馈机构，驱动机构和反馈机构分别可拆卸地连接至伺服滑阀沿轴线方向的两端；伺服滑阀包含阀体和同轴设置于阀体内的阀芯，阀芯沿轴线方向的一端设置传动轴，传动轴通过螺母付与阀芯连接，螺母付包含螺纹连接的螺纹杆和螺母套，螺纹杆远离螺母套的一端连接至阀芯，螺母套远离螺纹杆的一端连接至传动轴，阀芯沿轴线方向的另一端设置有联轴节。依据本实用新型的机电液伺服阀结构简单并且使用灵活，适用于各种工况下使用，进一步结合了纯电气伺服阀与纯机械伺服阀的优点，实现了高精度、高可靠性、低成本、易操作的技术效果。

Description

一种机电液数字伺服阀

技术领域

本实用新型涉及液压控制领域，特别涉及一种机电液数字伺服阀。

背景技术

在传统液压伺服领域，有纯电气的伺服阀如喷嘴挡板伺服阀、射流管伺服阀、动圈伺服阀、比例伺服阀等等，所有这些伺服阀都采用纯电流的电磁力控制模式，具有精度高、可靠性高、使用方便等优点，但如果要精确控制油缸的速度和位置，就必须与油缸内部装设的位置传感器相结合，采用复杂的控制算法和高速运算的计算机相结合才能实现，这种方法不但价格昂贵，而且调试麻烦，维护困难、故障率高。而传统的机械伺服阀都无一例外的是采用人工操控、纯机械反馈，这种机械伺服阀的缺点是传动链长、机械间隙大、精度低、频响慢，可靠性差，只在液压早期获得一些应用，随着电反馈伺服阀的出现，基本已经被淘汰出局。

综上所述，如何使伺服阀兼具结构简单、操作方便、精度高、价格低等优点成为液压控制领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决现有的技术问题，本实用新型提出了一种结构简单、使用灵活、兼具纯机械伺服阀与纯电气伺服阀二者优点的机电液伺服阀。

本实用新型的机电液伺服阀通过以下技术方案实现：

依据本实用新型的一种机电液数字伺服阀，包括：伺服滑阀、驱动机构以及反馈机构，其中，

驱动机构和反馈机构分别可拆卸地连接至伺服滑阀沿轴线方向的两端；

伺服滑阀包含阀体和同轴设置于阀体内的阀芯，阀芯沿轴线方向的一端设置传动轴，传动轴通过螺母付与阀芯连接，其中，螺母付包含螺纹连接的螺纹杆和螺母套，螺纹杆远离螺母套的一端连接至阀芯，螺母套远离螺纹杆的一端连接至传动轴，阀芯沿轴线方向的另一端设置有联轴节。

进一步地，伺服阀为四通伺服阀，阀体包含高压油口P、回油口O、第一油口A和第二油口B。

进一步地，驱动机构为包含电机的电驱动机构，电机的输出轴与联轴节连接，并驱动联轴节轴向旋转；反馈机构为机械反馈机构，机械反馈机构连接液压执行机构和传动轴，并将液压执行机构的运动传递至传动轴形成反馈。

进一步地，驱动机构为机械驱动机构，机械驱动机构连接传动轴，并驱动传动轴轴向旋转；反馈机构为包含电机的电反馈机构，电机的输出轴与联轴节连接，并且电机接收表示执行机构运动的电信号并依据电信号形成反馈。

进一步地，驱动机构为机械驱动机构，机械驱动机构连接传动轴，并驱动传动轴轴向旋转；反馈机构为机械反馈机构，机械反馈机构连接液压执行机构和传动轴，并将液压执行机构的运动传递至传动轴形成反馈。

进一步地，机械驱动机构为手柄。

进一步地，驱动机构为包含第一电机的电驱动机构，第一电机的输出轴与联轴节连接，并驱动联轴节轴向旋转；反馈机构为包含第二电机的电反馈机构，电机的输出轴与联轴节连接，并且电机接收表示执行机构运动的电信号并依据电信号形成反馈。

进一步地，电反馈机构包括与电机通信的位置传感器，位置传感器检测液压执行机构的运动。

进一步地，液压执行机构为油缸的活塞杆，液压马达的旋转轴，或者由油缸或液压马达推动的运动机构或旋转轴中的一种。

由于采用以上技术方案，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1.机电液伺服阀将电控的优点与机械反馈的优点两者结合了起来，实现了电控的灵活性和机械反馈的快速性和可靠性，该阀可以灵活组合，满足不同工况的使用要求。既可以组合为纯机械方式伺服，也可以组合为纯电控，灵活方便，从而大大的扩展了它的应用领域。更为可贵的是可实现全部数字化控制，便于与高端互联网结合，实现远程控制。

2.机电液伺服阀制造简单，对阀体材料无特殊要求，解决了高端伺服阀的制造难题。

3.机电液阀制造容易，无需特殊的工艺制造要求，突破了高端伺服阀的制造障碍。

4.调试简单：没有复杂的软件控制要求。

5.使用维护方便，抗污染能力强，特别适合恶劣的使用环境。

附图说明

图1是依据本实用新型的机电液数字伺服阀的伺服滑阀示意图；

图2是依据本实用新型的机电液数字伺服阀第一实施例的示意图；

图3是依据本实用新型的机电液数字伺服阀第二实施例的示意图；

图4是依据本实用新型的机电液数字伺服阀第三实施例的示意图；

图5是依据本实用新型的机电液数字伺服阀第四实施例的示意图。

图中：

1伺服滑阀，11阀体，12阀芯，121传动轴，122螺母付，123联轴节，21、22、23、24驱动机构，31、32、33、34反馈机构，4油缸，41前腔，42后腔，43活塞，44活塞杆，P高压油口，O回油口，A第一油口，B第二油口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

依据本实用新型的机电液伺服阀总体包含如图1所示的伺服滑阀1、驱动机构和反馈机构。伺服滑阀1包含阀体11和同轴设置于阀体11内的阀芯12，其可以是四通伺服滑阀，阀体11包含高压油口P、回油口O、第一油口A和第二油口B，也可以是本领域常用的其他类型的伺服滑阀。驱动机构可拆卸地连接至阀芯12沿轴线方向的一端，用于驱动阀芯12围绕中心轴旋转。机电液伺服阀可以配合油马达或油缸使用，其对应的执行机构可以是油马达的输出轴和油缸的活塞杆、或者油缸或液压马达推动的各种运动机构上或者旋转轴上，形成对液压执行机构的速度控制和位置控制。

在本实用新型中，阀芯12沿轴线方向的一端设置有传动轴121，该传动轴121通过螺母付122与阀芯连接，其中，螺母付122包含螺纹连接的螺纹杆和螺纹套，螺纹杆远离螺母套的一端与阀芯12固定连接，相应地，螺母套远离螺纹杆的一端与传动轴121固定连接。阀芯12通过螺母付122实现旋转运动与直线运动的转换。阀芯12沿轴线方向的另一端设置有联轴节123。传动轴121和联轴节123可依据具体工况选择性地连接不同形式的驱动机构和反馈机构。

实施例一

结合图1和2，在本实施例中，机电液伺服阀包含四通伺服滑阀1、电驱动机构21和机械反馈机构31。第一油口A和第二油口B分别连接至油缸4的前腔41和后腔42。电驱动机构21包含电机，该电机的输出轴与联轴节123连接；机械反馈机构31连接油缸4的活塞杆43上。

具体地，当电机接收数字脉冲信号转动时，其输出轴通过联轴节123转动阀芯12，阀芯12在旋转过程中通过螺母付122产生朝向图2中左侧的轴向位移，阀芯12上的控制边将第一油口A和第二油口B同时打开，高压油通过第一油口A进入油缸4的前腔41，后腔42内的油通过油口B流回油箱。油缸4的活塞43在油压的作用下产生运动，连接至活塞杆43的机械反馈机构31将该运动传递至传动轴121，传动轴121带动螺母付122的螺母套转动，以将阀芯12轴向向右推回原位，电机不断的转动，油口A和B不断的自动调节，以使油缸4速度跟踪电机转速，位置跟踪电机转角，即，电机正转油缸4前进，电机反转油缸4后退，电机停油缸4停，实现了速度控制和位置控制。

实施例二

结合图1和3，在本实施例中，机电液伺服阀包含四通伺服滑阀1、机械驱动机构22和电反馈机构32。第一油口A和第二油口B分别连接至油缸4的后腔42和前腔41。机械驱动机构22连接至传动轴121；电反馈机构32包含电机和绝对位移传感器(未示出)，该电机的输出轴与联轴节123连接。

具体地，机械驱动机构22驱动传动轴121转动时，传动轴121带动螺母付122的螺母套转动，并进一步推动阀芯121产生轴向位移，阀芯12上的控制边将第一油口A和第二油口B同时打开，高压油通过第一油口A进入油缸4的前腔41，第二油口B接通油缸4的后腔42回油。油缸4的活塞43在油压的作用下产生运动，位移传感器检测到活塞杆43的运动，并向电机发送表示活塞杆43运动的电信号，电机接收该电信号并通过驱动联轴节123旋转来实现对伺服阀的调节。

实施例三

结合图1和4，在本实施例中，机电液伺服阀包含四通伺服滑阀1、机械驱动机构23和机械反馈机构33。第一油口A和第二油口B分别连接至油缸4的前腔41和后腔42。机械驱动机构23为连接至联轴器123的手柄；机械反馈机构33连接油缸4的活塞杆43。

具体地，操作者操控手柄通过联轴节驱动阀芯12转动，阀芯12在旋转过程中通过螺母付122产生轴向位移，阀芯12上的控制边将第一油口A和第二油口B同时打开，高压油通过第一油口A进入油缸4的前腔41，第二油口B接通油缸4的后腔42回油。油缸4的活塞43在油压的作用下产生运动，连接至活塞杆43的机械反馈机构33将该运动传递至传动轴121，传动轴121带动螺母付122的螺母套转动，并进一步将阀芯12推回原位。

实施例四

结合图1和5，在本实施例中，机电液伺服阀包含四通伺服滑阀1、电驱动机构24和电反馈机构34。第一油口A和第二油口B分别连接至油缸4的前腔41和后腔42。电驱动机构24包含第一电机，该第一电机的输出轴与联轴节123连接；电反馈34包含第二电机和相对位置编码器(未示出)，该电机的输出轴与传动轴121连接。

具体地，当第一电机接收数字脉冲信号转动时，其输出轴通过联轴节123转动阀芯12，阀芯12在旋转过程中通过螺母付122产生轴向位移，阀芯12上的控制边将第一油口A和第二油口B同时打开，高压油通过第一油口A进入油缸4的前腔41，第二油口B接通油缸4的后腔42回油。油缸4的活塞43在油压的作用下产生运动，相对位置编码器检测到活塞杆43的运动，并向电机发送表示活塞杆43运动的电信号，第二电机接收该电信号并通过驱动联轴节123旋转来实现对伺服阀的调节。

在本实用新型的上述实施例中，机械反馈机构可以是齿条、链条、钢丝等部件。依据本实用新型的机电液伺服阀结构简单并且使用灵活，适用于各种工况下使用，进一步结合了纯电气伺服阀与纯机械伺服阀的优点，实现了高精度、高可靠性、低成本、易操作的技术效果。

以上实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种机电液数字伺服阀，其特征在于，包括：伺服滑阀、驱动机构以及反馈机构，其中，

所述驱动机构和所述反馈机构分别可拆卸地连接至所述伺服滑阀沿轴线方向的两端；

所述伺服滑阀包含阀体和同轴设置于所述阀体内的阀芯，所述阀芯沿轴线方向的一端设置传动轴，所述传动轴通过螺母付与所述阀芯连接，其中，所述螺母付包含螺纹连接的螺纹杆和螺母套，所述螺纹杆远离所述螺母套的一端连接至所述阀芯，所述螺母套远离所述螺纹杆的一端连接至传动轴，所述阀芯沿轴线方向的另一端设置有联轴节。

2.根据权利要求1所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述伺服阀为四通伺服阀，所述阀体包含高压油口P、回油口O、第一油口A和第二油口B。

3.根据权利要求2所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述驱动机构为包含电机的电驱动机构，所述电机的输出轴与所述联轴节连接，并驱动所述联轴节轴向旋转；所述反馈机构为机械反馈机构，所述机械反馈机构连接液压执行机构和所述传动轴，并将所述液压执行机构的运动传递至所述传动轴形成反馈。

4.根据权利要求3所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述驱动机构为机械驱动机构，所述机械驱动机构连接所述传动轴，并驱动所述传动轴轴向旋转；所述反馈机构为包含电机的电反馈机构，所述电机的输出轴与所述联轴节连接，并且所述电机接收表示所述液压执行机构运动的电信号并依据所述电信号形成反馈。

5.根据权利要求2所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述驱动机构为机械驱动机构，所述机械驱动机构连接所述传动轴，并驱动所述传动轴轴向旋转；所述反馈机构为机械反馈机构，所述机械反馈机构连接液压执行机构和所述传动轴，并将所述液压执行机构的运动传递至所述传动轴形成反馈。

6.根据权利要求4或5所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述机械驱动机构为手柄。

7.根据权利要求3所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述驱动机构为包含第一电机的电驱动机构，所述第一电机的输出轴与所述联轴节连接，并驱动所述联轴节轴向旋转；所述反馈机构为包含第二电机的电反馈机构，所述电机的输出轴与所述联轴节连接，并且所述电机接收表示所述液压执行机构运动的电信号并依据所述电信号形成反馈。

8.根据权利要求4或7所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述电反馈机构包括与所述电机通信的位置传感器，所述位置传感器检测所述液压执行机构的运动。

9.根据权利要求3所述的机电液数字伺服阀，其特征在于，所述液压执行机构为油缸的活塞杆，液压马达的活塞杆，或者由油缸或液压马达推动的运动机构或旋转轴中的一种。