[发明专利]适应狭窄弯曲空间的机电液复合传动机构及控制系统与方法

权利要求书

1.一种适应狭窄弯曲空间的机电液复合传动机构，其特征在于：包括伺服电机（1）和传动液压缸（6），还包括安装于传动液压缸（6）内的通过连轴器（2）与伺服电机（1）相连的丝杠（3），还包括安装于丝杠（3）上的丝杠螺母（8），套于丝杠（3）上并与丝杠螺母（8）固定连接的活塞（4）；上述活塞（4）将传动液压缸（6）分成左油腔和右油腔；左油腔和右油腔分别与执行液压缸（10）的进油口与出油口相连。

2.根据权利要求1所述的机电液复合传动机构，其特征在于：上述执行液压缸为活塞式液压缸或摆动式液压缸。

3.根据权利要求1所述的机电液复合传动机构，其特征在于：上述的传动液压缸（6）的缸筒的截面形状为圆形或椭圆形或正六边形或矩形或圆角矩形或带凸边矩形或带凹边矩形。

4.根据权利要求1所述的机电液复合传动机构，其特征在于：上述丝杠螺母（8）与活塞（4）的接触面上设有密封槽，密封槽中安装有与传动液压缸（6）外表面紧密贴合的轴向密封圈（12）,活塞（4）的外环面开设了密封槽，密封槽内安装有密封圈（5）。

5.根据权利要求1所述的机电液复合传动机构，其特征在于：在上述伺服电机（1）与连轴器（2）之间安装集成式减速机（26）。

6.根据权利要求1所述的机电液复合传动机构的控制方法，其特征在于：伺服电机（1）通过联轴器（2）带动丝杠（3）旋转，丝杠螺母（8）将旋转运动转变成与之通过螺钉（7）固定连接的活塞（4）的直线移动，移动的方向由电机的转向决定，移动的距离由丝杠节距决定；活塞（4）的移动造成传动液压缸（6）的左右油腔容积的变化，被挤压的液压油经由输油管进入执行液压缸（10）推动其内部的活塞或叶片运动并带动负载做功，从执行液压缸（10）中排出的液压油通过输油管回流到传动液压缸（6）内，使得两个液压缸内油的体积保持不变；当伺服电机（1）反向旋转时，带动执行液压缸（10）的活塞或叶片跟着反向运动，其运动速度由伺服电机（1）的转动速度决定，从而实现了方向和速度连续可控的往复传动。

7.根据权利要求1所述机电液复合传动机构的控制系统，其特征在于：在上述传动液压缸（6）和执行液压缸（10）之间安装有一套油路控制装置，该油路控制装置包括一号双向安全阀（22）、二号双向安全阀（23）、二位四通阀（20）、一号单向阀（19）、二号单向阀（21）、三号单向阀（24）、四号单向阀（25）与蓄能油罐（18）；其中，二位四通阀（20）具有4个油口，当阀门得电时处于左位，此时A、B油口分别与P、T油口连通，当阀门掉电时在弹簧作用力下处于右位，此时A、B、P、T油口相互都不连通；传动液压缸（6）的左、右油腔的油口分别通过输油管与二位四通阀（20）的P、T油口相连；执行液压缸（10）的左、右油口分别与二位四通阀（20）的A、B油口相连；一号双向安全阀（22）的两个进油口分别与二位四通阀（20）的B、T油口相连；二号双向安全阀（23）的两个进油口分别与二位四通阀（20）的A、P油口相连；一号双向安全阀（22）和二号双向安全阀（23）的出油口都与蓄能油罐（18）的出油口相连；蓄能油罐（18）的出油口同时与一号单向阀（19）、二号单向阀（21）、三号单向阀（24）、四号单向阀（25）的进油口相连；一号单向阀（19）、二号单向阀（21）、三号单向阀（24）、四号单向阀（25）的出油口分别与二位四通阀（20）的T、B、A、P油口相连。

8.根据权利要求7所述的机电液复合传动机构控制系统的控制方法，其特征在于：伺服电机（1）通过联轴器（2）带动丝杠（3）旋转，丝杠螺母（8）将旋转运动转变成与之通过螺钉（7）固定连接的活塞（4）的直线移动，移动的方向由电机的转向决定，移动的距离由丝杠节距决定；活塞（4）的移动造成传动液压缸（6）的左右油腔容积的变化，被挤压的液压油经由输油管进入执行液压缸（10）推动其内部的活塞或叶片运动并带动负载做功，从执行液压缸（10）中排出的液压油通过输油管回流到传动液压缸（6）内，使得两个液压缸内油的体积保持不变；当伺服电机（1）反向旋转时，带动执行液压缸（10）的活塞或叶片跟着反向运动，其运动速度由伺服电机（1）的转动速度决定，从而实现了方向和速度连续可控的往复传动；

在伺服电机（1）启动时，接通二位四通电磁阀（20）的电源，从而令阀门处于左位，进出油管保持畅通，实现无阻碍传动；当伺服电机（1）停止时，断开电磁阀电磁阀（20）的电源，令阀门在弹簧作用下处于右位，锁定进出油管，从而提高执行液压缸（10）的静态力矩，防止与之相连的负载在受到较大的外力冲击时偏离原来设定的位置；当负载受到过大的外力冲击时，双向安全阀（22）或（23）中与执行液压缸（10）相连的进油口自动打开，执行液压缸（10）内的高压油通过双向安全阀（22）或（23）向蓄能油罐（18）溢流，从而保护执行液压缸（10）及其负载免受损坏；当伺服电机在负载受到过大的阻力或者未打开二位四通电磁阀（20）的情况下启动时，双向安全阀（22）或（23）中与传动液压缸（6）相连的进油口自动打开，传动液压缸（6）内的高压油通过双向安全阀（22）或（23）向蓄能油罐（18）溢流，从而保护伺服电机（1）以及液压系统中的零部件免受损坏；当发生上述溢流或液压系统漏油时，蓄能油罐（18）通过各个单向阀自动地向油压下降的油路进行补油，使系统中各处压力及时恢复均衡，保证伺服控制的准确性。