[发明专利]自调节数字液压阀、其组成的控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种自调节数字液压阀，包括指令端(1)、阀芯(2)、阀套(3)、阀体(4)和反馈端(5)等，其特征在于：所述指令端(1)和反馈端(5)为直线电机，可带动阀芯或阀套轴向运动；

所述阀芯(2)可轴向滑动地嵌套于所述阀套(3)内，该阀芯(2)的一端与所述指令端(1)连接；所述阀套(3)可轴向滑动地嵌套于所述阀体(4)内，该阀套(3)邻近反馈端的一端与所述反馈端(5)连接；所述阀体(4)开有轴向的圆柱形孔，侧壁径向设有的油路通孔(14)，用于嵌套阀套，阀体的两端分别固定连接指令端(1)和反馈端(5)；

所述阀芯(2)的外侧壁设有凸沿，所述阀套(3)的内侧壁开设有与所述凸沿对应的沟槽，所述阀芯(2)与阀套(3)构成三位四通液压阀。

2.根据权利要求1所述的自调节数字液压阀，其特征在于：所述阀体的内侧壁的油路通孔开口位置设有轴向扩展的油路开口槽(13)，油路在阀体的内侧壁的开口与所述油路开口槽连通，每个所述油路开口槽之间以及油路开口槽与阀体的端面之间在所述阀体内互不连通。

3.根据权利要求1所述的自调节数字液压阀，其特征在于：所述指令端和反馈端还可以用步进电机通过螺纹副将旋转运动转换为直线运动。

4.根据权利要求1所述的自调节数字液压阀，其特征在于：所述阀套与所述阀芯配合构成的三位四通阀中，阀套和阀体的轴向依次排列对应A、P、B、T接口的油孔和油路，所述阀芯分别对应A、B接口油孔的凸台a、b与阀套的内壁之间围成与P口连通的空腔，所述a、b凸台的两外侧分别设有与阀套密封的凸台c、d，且a凸台与c凸台之间、b凸台与d凸台之间形成通过阀芯内部通道与T接口连通的空腔。

5.一种利用权利要求1～4之一的数字液压阀组建的自调节数字液压阀控制系统，其特征在于：包括自调节数字液压阀、驱动器(8)、带反馈装置(11)的液压执行机构(12)和信号选择开关(9)，所述自调节数字液压阀的指令端(1)和反馈端(5)分别通过与各自的驱动器(8)电连接，所述指令端的驱动器与指令信号(10)信号连接，所述反馈端的驱动器通过所述信号选择开关(9)与所述指令信号或液压执行机构的反馈装置输出信号连接，所述自调节数字液压阀为三位四通阀，其A、B接口分别管道连接到所述液压执行机构的往返油路接口端，P、T接口分别管道连接到压力油端和回油端。

6.根据权利要求5所述的自调节数字液压阀控制系统，其特征在于：所述指令端(1)和所述反馈端(5)均为直线电机，所述反馈装置(11)输出对应所述液压执行机构动力输出端位置状态的数字脉冲信号。

7.一种基于权利要求5或6的自调节数字液压阀控制系统的控制方法，其特征在于：控制过程包括下述顺序执行的步骤：

一、设置所述信号选择开关(9)使之接通反馈端(5)的驱动器(8)输入端和指令信号(10)，所述指令信号输出回位信号，直到指令端(1)将阀芯(2)位置复位，且反馈端(5)将阀套(3)复位，复位状态下，自调节数字液压阀的四个外连油路均处于截止状态；

二、根据液压执行机构(12)的动力输出端的目标位置确定指令信号所需输出的信号参数，设置所述信号选择开关(9)使反馈端(5)的驱动器(8)输入端和反馈装置(11)的输出端电连通；

三、所述指令信号(10)输出设定动作信号，所述阀芯进行相应的轴向移动并由设定动作信号决定移动距离和自调节数字液压阀的输出油路开度；

四、所述液压执行机构(12)的动力输出端在油压作用下运动，反馈装置(11)输出所述液压执行机构的动力输出端的位置或移动状态信号，并通过导通状态的所述信号选择开关反馈到所述反馈端，控制所述阀套(3)作与阀芯移动方向同向的移动，由反馈信号决定所述阀套移动距离，并因此减小自调节数字液压阀的输出油路开度，当动力输出端达到指令设定状态时，反馈信号驱动所述阀套轴向平移所到达的位置为：使自调节数字液压阀的阀芯凸台与油孔对齐，输出油路关闭，所述动力输出端停止运动，以使所述液压执行机构的动力输出端的位置实现非程序控制的自动调节。

8.根据权利要求7所述的自调节数字液压阀控制系统的控制方法，其特征在于：所述指令端(1)和所述反馈端(5)均为直线电机，所述指令信号(10)输出设定动作脉冲信号，设定动作脉冲信号的相位差、频率和数量决定所述阀芯的移动方向、移动速度和移动距离，并由此控制液压执行机构的动力输出端运动的方向、动作速度和运动距离；所述反馈装置(11)输出对应所述液压执行机构动力输出端的运动距离或位移的反馈脉冲信号，反馈脉冲信号的相位差、频率和数量决定所述阀套的移动方向、移动速度和移动距离。