[发明专利]活塞往复式脉冲数字流发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及流体传动与控制技术领域中用于实现流体系统数字化控制的活塞往复式脉冲数字流发生装置。

背景技术

流体传动与控制技术在国民经济的诸多领域中应用广泛，它不仅是一种有效的传动方式，而且也是一种重要的控制手段。随着计算机技术的日益发展和普及，采用计算机对流体元件及流体动力系统进行实时数字控制是流体技术发展的一个重要趋势。多年来，人们对此做了大量的工作，至今已有不少的方法提出并应用，脉冲数字流方法就是其中之一。

中国专利ZL02213827.7公开了一种实现流体系统数字化的脉冲数字流传动、控制装置；中国专利ZL02110237.6公开了一种实现流体系统数字化的脉冲数字流传动、控制方法。

以上两件专利所提出的是：应用一个电——流体脉冲发生器的装置，将流体系统中的工作介质进行离散和量化，生成一系列连续不断的、等量的流体脉冲序列。其中的每一个流体脉冲都有一个与之相对应的电脉冲信号伴随，相当于给每一个流体脉冲进行了编码。该发明对传统的流体工作介质本身进行了A/D转换，将流体回路中流动着的模拟式流体变为离散的、可计数的、可控的数字式流体，称之为脉冲数字流。脉冲数字流的概念同时包含着流体脉冲和电子脉冲，两者共生共存、合二而一，可以对各种流体动力元件，如泵、阀、油缸、油马达等的执行机构实行增量式的数字控制，使它们成为数字式流体元件，并可进而由这些数字流体元件构建完全的数字流体系统。

中国专利200410010232.1公开了一种流体系统同步运动数字化控制的脉冲数字流方法：该方法提出了一个脉冲数字流同步发生器的装置，能同时生成两列（或两列以上）等量（或成比例）的脉冲数字流以同时驱动两个（或两个以上）活塞缸的同步（或定比）运动。需要指出的是，此处一起形成的这两列（或两列以上）脉冲数字流只能同时进行同步的工作，而不能同时进行各自独立的工作。

中国专利200610017590.4公开了一种流体系统代码形式脉冲数字流的控制方法及装置：该装置包括流体脉冲发生器和电脉冲发生器，其中流体脉冲发生器包括液压缸、工作活塞、柱塞腔、换向油路、单向阀组等，工作活塞的两侧设有工作油口。该液压缸实际上是一个两边均为多活塞杆的特殊油缸，不但这些活塞杆的尺寸之间构成二进制代码关系，而且这些活塞杆又是液压缸内所设置的各个柱塞腔中的柱塞。各个柱塞腔的一侧设有一个供流体进出的油口，该进出油口与相应的单向阀支路连接。液压缸在换向油路的操纵下做往复直线运动，经由柱塞腔、单向阀支路及相应的电磁换向阀，将输出的几个流体脉冲按需要进行组合后形成一个合成的流体脉冲送往系统。电脉冲发生器包括对应工作活塞设置的位置传感器，并与相应电路配合产生电脉冲信号，相当于对输出的流体脉冲进行编码。由上述流体脉冲发生器和电脉冲发生器构成的电——流体脉冲发生器，使产生的多列流体脉冲的量化单位之间构成二进制代码关系，再经由相应电磁换向阀的分配、组合和连接，所形成的总的流体脉冲输出的量化单位就可用数字方式进行调节，不但能以数字方式控制各种流体动力元件，而且也可对流体系统的负载流量，执行机构的工作速度等，进行数字化的设定、调整和控制。

不过，专利200610017590.4中的柱塞与活塞是一个整体的构件，柱塞占用了工作活塞端面上部分的有效作用面积，因此，为了避免柱塞的设置影响到整个系统的性能和效率，换向阀的每一个工作油口都设有分支油路，一路与工作活塞腔的油口连通，另一路通过单向阀支路中的单向阀与柱塞腔的进出油口连通，使作用在活塞上的工作面积为整个活塞的端面面积。这样，柱塞在工作时不但要作为形成流体脉冲的脉冲生成元件，而且还用作驱动负载的执行元件。因此，该专利中各个柱塞腔产生的流体脉冲只能汇集在一起后，构成一路脉冲数字流输出。如果简单地直接将各个柱塞腔产生的流体脉冲作为一路脉冲数字流输出，将会造成在不同工况下的各个脉冲数字流油路之间的串通、短接及相互干涉问题，使系统不能可靠正常地工作。

中国专利200810141420.6公开了一种流体系统凸轮转子式脉冲数字流发生装置。该方案采用凸轮转子的回转运动机构，带动转子周围的柱塞做往复直线运动以实现吸油和压油的动作，将流体系统中的工作介质进行离散和量化。因为凸轮转子可采用较高转速，所以可获得较高频率的流体脉冲；这一系列流体脉冲又有与其一一对应的电脉冲信号相伴随，从而，把流体系统中连续流动的模拟式流体转变为多路可计数的、可控的、确定量的一系列流体脉冲，生成了多路脉冲数字流。各路脉冲数字流能以并行的方式对多个流体动力元件进行同步或异步的数字控制，可以满足各种复杂系统的控制要求。