[实用新型]一种直馈式数字液压阀

说明书

技术领域

本发明涉及液压控制，具体说是一种直馈式数字液压阀。

背景技术

近年来，计算机控制技术取得了飞速的发展，其最突出特点之一是快速处理二进制数字脉冲信号，这种二进制脉冲数字信号以其稳定性、可靠性和免维护性等优越的性能正在被各个领域所接受。液压控制系统也不例外，相继出现了组合式数字阀、步进式数字阀、高速开关阀等数字阀产品，它们的最大优点是将原来电液伺服阀和电液比例阀的控制信号由模拟量变为数字量，从而提高了控制系统的稳定性，为液压控制的数字化做出了贡献。但是，无论是电液伺服（比例）阀，还是数字液压阀，其基本原理是通过控制阀的开度控制流量，而控制信号的调节必须由控制器完成。即控制器接收指令信号，把其与传感器反馈的信号进行控制运算，根据反馈信号与指令信号的接近程度调节伺服阀的输入，从而控制执行机构的速度、位置和方向。图1为典型的液压位置控制系统原理图：给定控制器（1）指令位移信号，该信号与位移传感器（3）测量的液压缸实际位移信号比较，如果实际位移比指令位移的信号小，控制器（1）输出正的控制信号，在控制信号的控制下，液压阀控制液压油向液压缸（4）下腔供油，上腔回油，液压缸向伸长的方向运动。在液压缸运动的过程中，位移传感器测量的液压缸实际位移信号与指令位移信号在控制器（1）内进行比较运算，运算后的信号输出给液压控制阀，控制进入液压缸的流量，从而液压缸（或马达）的速度和位置。

液压伺服控制系统最难的环节为控制器，要把指令信号与反馈信号通过一定的控制算法（PID或其它算法）处理后控制电液伺服阀，因为控制算法必须从事自动控制的人才能掌握，许多从事液压的技术人员并不具备自动控制的知识。在搭建液压系统的同时还要构件一套智能控制系统，开发控制程序，因此，控制器成为液压技术人员进行伺服控制的“瓶颈”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直馈式数字液压阀，这种液压阀使用数字信号控制，可以将执行机构的反馈信号直接反馈到液压阀的反馈端，不需要控制器的控制算法运算，从而使组装构成液压系统变得简单，并有高的可靠性和快的响应速度。

所述直馈式数字液压阀，包括阀体、阀芯、花键副、指令电机，指令电机用于接收指令脉冲并根据所述指令脉冲的频率和个数分别确定所述指令电机输出轴的转速和旋转角度；花键副的两相背侧面分别与所述指令电机的输出轴和所述数字液压阀的阀芯一端连接，其特征是：还包括反馈螺纹副和反馈电机，所述反馈螺纹副与所述阀芯的另一端螺纹连接，使所述阀芯绕轴转动时产生轴向移动；所述反馈电机的输出轴连接反馈螺纹副，用于接收执行机构的反馈脉冲信号，根据所述反馈脉冲的频率和个数分别确定所述反馈电机输出轴的转速和旋转角度，使反馈电机的输出轴相对指令电机的输出轴反向转动，由此完成针对所述阀芯位置的指令指定量与反馈量的比较运算。

作为一种实施例，所述阀芯与所述阀体的内腔均为圆柱形，所述阀芯中部设有与该阀芯同轴的圆柱形凸沿，所述凸沿外侧面与所述阀体的圆柱形内腔接触。

作为一种实施例，所述阀芯与所述阀体配合成为三位四通的换向阀，所述阀体的内壁与外界设有通道，所述通道在阀体内腔的开口位置对应有相应的凸沿，所述通道在所述阀体内壁开口的轴向宽度尺寸不大于对应位置的所述凸沿外侧面的宽度，使该凸沿可将该对应通道完全关闭或设置所述运算需要的开度。

作为优化方案，所述指令电机或反馈电机是步进电机。

作为一种实施例，所述指令电机或反馈电机是伺服电机。

本发明可以将执行机构（如液压缸或液压马达）的反馈信号直接反馈到液压阀的反馈端，不需要控制器的控制算法运算，从而使用简单，有高的可靠性和快的响应速度。使得液压伺服控制无需繁琐的电子控制系统的控制和编程开发的过程，大大简化了系统构成的周期和可靠性，必会为液压控制领域的发展带来一个质的飞跃。

该发明的主要优点体现在以一下方面：

1、可靠性高、响应快

由于省去了控制器环节，系统的集成度高，从而提高了可靠性和可维护性。同样由于环节少了，系统的响应速度提高。

2、便于液压技术人员使用

所有自动控制环节在直馈式数字液压阀内自行完成，不需要控制算法和调节，便于液压伺服控制系统的普及。

3、性能稳定、调试方便

使用的是数字脉冲信号，数字信号因为是高低电平，抗干扰能力很强，信号稳定。同时由于液压缸（马达）的位置和速度与脉冲的数量和频率对应的，调试好了不会改变对应关系，可以离线调试好了直接使用，基本不用在线调试。

附图说明

图1是由电液伺服阀组成的伺服控制系统原理示意图，