CN209781320U - 带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其减小伺服电机的起动扭矩要求，从而增强伺服电机对外负载变化的适应性。其包括直流无刷伺服电机、阀体组件、行星轮减速机，所述直流无刷伺服电机的输出端连接所述行星轮减速机的输入端，所述行星轮减速机的输出端连接所述阀体组件的阀芯。

Description

带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀

技术领域

本实用新型涉及电液伺服阀的技术领域，具体为带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀。

背景技术

电液伺服阀作为电液伺服控制系统的关键元件，它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与放大，其性能在很大程度上决定了整个电液伺服控制系统的性能，以其精度高、响应快的特点广泛地应用于机械、汽车、船舶、航空、航天及机器人等领域。

目前，随着电液伺服系统应用领域的拓宽，机器人的应用场合也对电液伺服阀提出了更高的要求：高频响、高可靠性、抗污染能力强、结构简单、体积小、使用维护方便、低成本及便于集成等，传统的电液伺服阀已经很难再达到上述要求，目前市场主流的微型电液伺服阀产品为Moog 30系列、E024 系列及242等均未设计出微型螺纹插装式电液伺服阀，且目前电液伺服阀的内部弹性元件使其使用寿命都不能满足机器人的应用场合，并且多数微型电液电液伺服阀产品都未面向中国国内出售，因此在机器人领域急需自主开发一款体积小、重量轻、便于集成且使用寿命极度可靠的高频响的电液伺服阀，特别是螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀。而直流伺服电机在螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀的应用领域中要求其具有小角度的频繁启停功能，这也属于直流伺服电机在频繁启停的随动系统中的应用，则要求直流伺服电机起动转矩大，故造成直流伺服电机结构尺寸偏大。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其减小伺服电机的起动扭矩要求，从而增强伺服电机对外负载变化的适应性；减小伺服电机由于机械特性引起的零位抖动，从而增强电液伺服阀在零位的稳定性；通过适当延长伺服电机频繁启停的时间，从而增强伺服电机在零位附件的可控性；行星轮减速机通过使用两对行星轮副，从而减小了由于齿轮侧隙所产生的零位定位误差。

带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：其包括直流无刷伺服电机、阀体组件、行星轮减速机，所述直流无刷伺服电机的输出端连接所述行星轮减速机的输入端，所述行星轮减速机的输出端连接所述阀体组件的阀芯。

其进一步特征在于：

所述阀体组件包括有阀芯、阀套、上端盖组件、下端盖组件，所述行星轮减速机还包括有上端盖、机体、行星架、行星轴、中心齿、隔板，所述上端盖紧贴所述直流无刷伺服电机的输出侧壳体布置，所述隔板和所述行星架之间的空间内环布有若干行星轴，每个所述行星轴上套装有对应的行星轮，所述直流无刷伺服电机的输出轴插装进入所述行星轮减速机的中心轴向内腔内，所述输出轴的位于所述中心轴向内腔的部分固套有中心齿，所述中心齿啮合连接每个环布的所述行星轮，所述行星架靠近下方的所述阀体组件布置，所述行星架的中心轴向固接有阀芯的中心轴的上凸部分，所述机体包覆住所述中心齿、行星架、行星轴布置，所述机体的轴向两端紧贴所述上端盖的下端面、上端盖组件的径向外侧上端面布置；所述上端盖组件的外环周面设有外螺纹，所述外螺纹用于与集成阀块的安装连接；

所述直流无刷伺服电机位于所述行星轮减速机的轴向一端布置，所述阀体组件位于行星轮减速机的轴向另一端布置，其确保整个结构轴向上体积小；

所述直流无刷伺服电机的输出轴对应于所述中心轴向内腔的轴向区域通过第一套筒轴向分割，上中心齿、下中心齿分别通过平键套装于所述输出轴的对应区域，每根所述行星轴的对应于所述第一套筒的轴向高度位置套装有第二套筒，每根所述行星轴上分别套装有上行星齿、下行星齿，所述上行星齿啮合连接所述上中心齿，所述下行星齿啮合连接所述下中心齿；

所述第一套筒、第二套筒整合形成一体的套筒，确保安装方便可靠；

所述上中心齿、下中心齿为相同结构齿轮，所述上行星齿、下行星齿为相同结构齿轮，其确保制作简单、快捷；

所述机体包括上机体、下机体，所述上机体的上端面紧贴所述上端盖的下端面布置，所述上机体的下端面紧贴所述下机体的上端面设置，所述上机体、下机体的贴合位置的内环部分内凹形成套筒轴向定位槽，确保套筒的轴向定位安装，所述下机体的下端面紧贴所述上端盖组件的径向外侧上端面布置；

所述阀芯的上凸部分具体为台阶轴，所述台阶轴通过平键固插于所述行星架的中心输出孔；

所述阀套的内腔内布置有所述阀芯，所述阀套的上端面盖装有所述上端盖组件，所述阀套的下端面盖装有所述下端盖组件；

所述阀芯的下端设置有一字槽结构，方便装配调试；

所述上端盖组件具体包括上端盖、上端盖上压片、上端盖下压片，所述上端盖对应于所述行星轮减速机的行星架的下方设置有第一内凹孔，所述上端盖上压片间隙配合安装于所述第一内凹孔内，所述上端盖上压片的下表面贴合所述第一内凹孔的底端面布置，所述上端盖上压片的上端面中心区域上凸顶装于所述行星架的对应位置下端面，所述述上端盖上压片的上端面中心区域上凸为耐磨材料，所述上端盖的下表面的中心位置内凹形成第二内凹孔，所述上端盖下压片过盈配合安装于所述第二内凹孔，所述上端盖下压片的上表面紧贴所述第二内凹孔的上表面布置，螺钉将上端盖上压片、上端盖、上端盖下压片连接形成所述上端盖组件，阀芯的中心轴的上凸部分贯穿所述上端盖组件的中心位置；

第一紧固螺钉的紧固连接上端盖组件、阀套的对应上端面，确保组装方便可靠；

所述上端盖上压片对应于所述中心轴的部分设置有台阶孔，所述台阶孔内布置有格莱圈；

所述下端盖组件包括下端盖、下端盖压板，所述下端盖压板的中心设置有一中心圆孔，所述中心圆孔的圆周方向设置有两个回油孔，螺钉将下端盖、下端盖压板固接形成下端盖组件，所述下端盖压板中心圆孔与下端盖的中心孔同轴布置，所述下端盖压板的回油孔与下端盖的圆弧状T通道对齐布置；

第二紧固螺钉紧固连接所述下端盖组件、阀套的对应下端面，确保组装方便可靠。

采用本实用新型后，用螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀加行星轮减速机的结构，继承了螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀的优点，并克服了伺服电机在零位控制时所凸显出的的缺点；采用直流伺服电机加行星轮减速机作为螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀的电液转换部分，可有利于减小伺服电机的起动扭矩要求，从而增强伺服电机对外负载变化的适应性；减小伺服电机由于机械特性引起的零位抖动，从而增强电液伺服阀在零位的稳定性；通过适当延长伺服电机频繁启停的时间，从而增强伺服电机在零位附件的可控性；行星轮减速机通过使用两对行星轮副，从而减小了由于齿轮侧隙所产生的零位定位误差。通过工艺设计的改进，使本电液伺服阀具有更好的加工工艺及装配工艺。

附图说明

图1为本实用新型的主视图结构示意简图；

图2为本实用新型的主视图剖视结构示意图；

图3为本实用新型的行星减速机剖视结构示意图；

图中序号所对应的名称如下：

直流无刷伺服电机1、输出侧壳体11、输出轴12、阀体组件2、行星轮减速机3、套筒30、上端盖31、行星架32、中心输出孔321、行星轴33、隔板34、中心轴向内腔35、上中心齿36、下中心齿37、上行星齿38、下行星齿39、上机体301、下机体302、套筒轴向定位槽303、阀芯4、台阶轴41、一字槽结构42、阀套5、上端盖组件6、外螺纹61、上端盖62、第一内凹孔 621、第二内凹孔622、上端盖上压片63、上端面中心区域上凸631、台阶孔 632、上端盖下压片64、第一紧固螺钉65、格莱圈66、下端盖组件7、下端盖71、下端盖压板72、第二紧固螺钉73。

具体实施方式

带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，见图1-图3：其包括直流无刷伺服电机1、阀体组件2、行星轮减速机3，所述直流无刷伺服电机1的输出端连接所述行星轮减速机3的输入端，所述行星轮减速机3的输出端连接所述阀体组件2的阀芯21。

阀体组件2包括有阀芯4、阀套5、上端盖组件6、下端盖组件7，行星轮减速机3还包括有上端盖31、机体、行星架32、行星轴33、中心齿、隔板 34，上端盖31紧贴直流无刷伺服电机1的输出侧壳体11布置，隔板34和行星架之间的空间内环布有若干行星轴33，每个行星轴33上套装有对应的行星轮，直流无刷伺服电机1的输出轴12插装进入行星轮减速机3的中心轴向内腔35内，输出轴12的位于中心轴向内腔35的部分固套有中心齿，中心齿啮合连接每个环布的行星轮，行星架32靠近下方的阀体组件2布置，行星架32 的中心轴向固接有阀芯4的中心轴的上凸部分，机体包覆住中心齿、行星架 32、行星轴布置，机体的轴向两端紧贴上端盖31的下端面、上端盖组件6的径向外侧上端面布置；上端盖组件6的外环周面设有外螺纹61，外螺纹61用于与集成阀块的安装连接。

直流无刷伺服电机1位于行星轮减速机3的轴向一端布置，阀体组件2 位于行星轮减速机3的轴向另一端布置，其确保整个结构轴向上体积小；

直流无刷伺服电机1的输出轴12对应于中心轴向内腔35的轴向区域通过第一套筒轴向分割，上中心齿36、下中心齿37分别通过平键套装于输出轴 12的对应区域，每根行星轴33的对应于第一套筒的轴向高度位置套装有第二套筒，每根行星轴33上分别套装有上行星齿38、下行星齿39，上行星38齿啮合连接上中心齿36，下行星齿39啮合连接下中心齿37；

第一套筒、第二套筒整合形成一体的套筒30，确保安装方便可靠；

上中心齿36、下中心齿37为相同结构齿轮，上行星齿38、下行星齿39 为相同结构齿轮，其确保制作简单、快捷；

机体包括上机体301、下机体302，上机体301的上端面紧贴上端盖31 的下端面布置，上机体301的下端面紧贴下机体302的上端面设置，上机体 301、下机体302的贴合位置的内环部分内凹形成套筒轴向定位槽303，确保套筒30的轴向定位安装，下机体302的下端面紧贴上端盖组件6的径向外侧上端面布置；

阀芯4的中心轴的上凸部分具体为台阶轴41，台阶轴41通过平键固插于行星架32的中心输出孔321；

阀套5的内腔内布置有阀芯4，阀套5的上端面盖装有上端盖组件6，阀套5的下端面盖装有下端盖组件7；

阀芯4的下端设置有一字槽结构42，方便装配调试；

上端盖组件6具体包括上端盖62、上端盖上压片63、上端盖下压片64，上端盖62对应于行星轮减速机3的行星架32的下方设置有第一内凹孔621，上端盖上压片63间隙配合安装于第一内凹孔621内，上端盖上压片63的下表面贴合第一内凹孔621的底端面布置，上端盖上压片63的上端面中心区域上凸631顶装于行星架32的对应位置下端面，述上端盖上压片63的上端面中心区域上凸632为耐磨材料，上端盖62的下表面的中心位置内凹形成第二内凹孔622，上端盖下压片64过盈配合安装于第二内凹孔622，上端盖下压片64的上表面紧贴第二内凹孔622的上表面布置，螺钉将上端盖上压片63、上端盖63、上端盖下压片64连接形成上端盖组件6，阀芯4的中心轴的上凸部分贯穿上端盖组件6的中心位置；

第一紧固螺钉65的紧固连接上端盖组件6、阀套5的对应上端面，确保组装方便可靠；

上端盖上压片63对应于中心轴的部分设置有台阶孔632，台阶孔632内布置有格莱圈66；

下端盖组件7包括下端盖71、下端盖压板72，下端盖压板72的中心设置有一中心圆孔，中心圆孔的圆周方向设置有两个回油孔，螺钉将下端盖71、下端盖压板72固接形成下端盖组件7，下端盖压板72中心圆孔与下端盖71 的中心孔同轴布置，下端盖压板72的回油孔与下端盖7的圆弧状T通道对齐布置；

第二紧固螺钉73紧固连接下端盖组件7、阀套5的对应下端面，确保组装方便可靠。

本技术方案中，阀芯4和阀套5的组装关系，以及阀套5和上端盖组件6、下端盖组件7的通道和油孔设置及布置均和现有的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀相同，故不再赘述。

采用本实用新型后，用螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀加行星轮减速机的结构，继承了螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀的优点，并克服了伺服电机在零位控制时所凸显出的缺点；采用直流伺服电机加行星轮减速机作为螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀的电液转换部分，可有利于减小伺服电机的起动扭矩要求，从而增强伺服电机对外负载变化的适应性；减小伺服电机由于机械特性引起的零位抖动，从而增强电液伺服阀在零位的稳定性；通过适当延长伺服电机频繁启停的时间，从而增强伺服电机在零位附件的可控性；行星轮减速机通过使用两对行星轮副，从而减小了由于齿轮侧隙所产生的零位定位误差。通过工艺设计的改进，使本电液伺服阀具有更好的加工工艺及装配工艺。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型创造的实施范围。凡依本实用新型创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：其包括直流无刷伺服电机、阀体组件、行星轮减速机，所述直流无刷伺服电机的输出端连接所述行星轮减速机的输入端，所述行星轮减速机的输出端连接所述阀体组件的阀芯；

所述阀体组件包括有阀芯、阀套、上端盖组件、下端盖组件，所述行星轮减速机还包括有上端盖、机体、行星架、行星轴、中心齿、隔板，所述上端盖紧贴所述直流无刷伺服电机的输出侧壳体布置，所述隔板和所述行星架之间的空间内环布有若干行星轴，每个所述行星轴上套装有对应的行星轮，所述直流无刷伺服电机的输出轴插装进入所述行星轮减速机的中心轴向内腔内，所述输出轴的位于所述中心轴向内腔的部分固套有中心齿，所述中心齿啮合连接每个环布的所述行星轮，所述行星架靠近下方的所述阀体组件布置，所述行星架的中心轴向固接有阀芯的中心轴的上凸部分，所述机体包覆住所述中心齿、行星架、行星轴布置，所述机体的轴向两端紧贴所述上端盖的下端面、上端盖组件的径向外侧上端面布置；所述上端盖组件的外环周面设有外螺纹，所述外螺纹用于与集成阀块的安装连接。

2.如权利要求1所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述直流无刷伺服电机位于所述行星轮减速机的轴向一端布置，所述阀体组件位于行星轮减速机的轴向另一端布置。

3.如权利要求2所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述直流无刷伺服电机的输出轴对应于所述中心轴向内腔的轴向区域通过第一套筒轴向分割，上中心齿、下中心齿分别通过平键套装于所述输出轴的对应区域，每根所述行星轴的对应于所述第一套筒的轴向高度位置套装有第二套筒，每根所述行星轴上分别套装有上行星齿、下行星齿，所述上行星齿啮合连接所述上中心齿，所述下行星齿啮合连接所述下中心齿。

4.如权利要求3所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述第一套筒、第二套筒整合形成一体的套筒。

5.如权利要求3所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述上中心齿、下中心齿为相同结构齿轮，所述上行星齿、下行星齿为相同结构齿轮。

6.如权利要求4所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述机体包括上机体、下机体，所述上机体的上端面紧贴所述上端盖的下端面布置，所述上机体的下端面紧贴所述下机体的上端面设置，所述上机体、下机体的贴合位置的内环部分内凹形成套筒轴向定位槽，所述下机体的下端面紧贴所述上端盖组件的径向外侧上端面布置。

7.如权利要求1所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述阀芯的上凸部分具体为台阶轴，所述台阶轴通过平键固插于所述行星架的中心输出孔。

8.如权利要求1所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述上端盖组件具体包括上端盖、上端盖上压片、上端盖下压片，所述上端盖对应于所述行星轮减速机的行星架的下方设置有第一内凹孔，所述上端盖上压片间隙配合安装于所述第一内凹孔内，所述上端盖上压片的下表面贴合所述第一内凹孔的底端面布置，所述上端盖上压片的上端面中心区域上凸顶装于所述行星架的对应位置下端面，所述述上端盖上压片的上端面中心区域上凸为耐磨材料，所述上端盖的下表面的中心位置内凹形成第二内凹孔，所述上端盖下压片过盈配合安装于所述第二内凹孔，所述上端盖下压片的上表面紧贴所述第二内凹孔的上表面布置，螺钉将上端盖上压片、上端盖、上端盖下压片连接形成所述上端盖组件，阀芯的中心轴的上凸部分贯穿所述上端盖组件的中心位置。

9.如权利要求1所述的带行星轮减速机的螺纹插装式旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：所述下端盖组件包括下端盖、下端盖压板，所述下端盖压板的中心设置有一中心圆孔，所述中心圆孔的圆周方向设置有两个回油孔，螺钉将下端盖、下端盖压板固接形成下端盖组件，所述下端盖压板中心圆孔与下端盖的中心孔同轴布置，所述下端盖压板的回油孔与下端盖的圆弧状T通道对齐布置。