[发明专利]一种磁致伸缩悬臂梁驱动的流量控制阀及调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压传动系统中的控制元件，特别是一种磁致伸缩悬臂梁驱动的流量控制阀及其调节方法。

背景技术

流量阀是伴随液压传动而出现的一种控制元件。液压传动是利用液体的压力能进行能量传递，转换和控制的一种传动形式。经过几个世纪的发展和完善，液压传动作为一种成熟的解决方案被人们应用于各个方面，包括工程机械，农业机械，建筑机械，汽车，冶金机械，普通及精密机床等。除此之外，在军事和特殊领域，液压传动也在发挥着重要的作用，如巨型天线控制装置、流量浮标、升降旋转舞台等。

作为液压系统中的控制元件，液压控制阀直接影响液压系统的工作过程和工作特性。它常被用来控制液压系统流体的压力，流量及流动方向。因此，根据液压系统中的功用，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀，分别用来控制液压系统出油口的输出压力、流量和驱动方向。

流量控制阀是通过改变流口的通流面积，使液体流动时的局部阻力发生改变，从而实现对流量的控制或调节的阀类。

随着科技的进步，人们的研究开始向宏观宇宙和微观分子两个领域分化。在微观领域，生物基因工程、新型药物研制和航空航天的精密驱动与控制等技术的发展，需要人们对各种成分的用量进行精密控制，传统的ml级流量控制技术已经渐渐不能满足人们实验和控制的需要，从而促进人们对微流体控制技术的研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于磁致伸缩材料的悬臂梁驱动的精密流量控制阀，通过控制输入电流的大小来控制流量阀口的开度，从而控制液压系统中的流量大小。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种磁致伸缩悬臂梁驱动的流量控制阀，包括空腔双圆台式阀体、置于空腔双圆台式阀体空腔内的圆柱形阀芯、和套装在空腔双圆台式阀体右小圆台上的线圈：所述圆柱形阀芯的左大端与空腔双圆台式阀体内腔滑动配合，，金属薄片状悬臂梁左端与圆柱形阀芯胶粘连接，金属薄片状金属悬臂梁右端与悬臂梁固定端的小头胶粘连接；金属薄片状悬臂梁对称胶粘在圆柱形阀芯及悬臂梁固定端的上面和下面各一块，磁致伸缩薄片胶粘在金属薄片状悬臂梁上面，悬臂梁固定端的大头安装在空腔双圆台式阀体的右端并被两个紧固螺钉紧定；在空腔双圆台式阀体的左大圆台下部设有与其内腔相通的进油孔，在空腔双圆台式阀体左大圆台上部设有与其内腔相通的出油孔，在圆柱形阀芯的左大端设有宽度与进油孔及出油孔的孔径相同、位置错开、互不连通的环形油槽，在空腔双圆台式阀体左大圆台顶端设有调整螺钉，用以调整圆柱形阀芯的环形油槽与进油孔及出油孔的初始相对位置；磁致伸缩薄片套装胶粘在圆筒形悬臂梁外壁。

采用上述一种磁致伸缩悬臂梁驱动的流量控制阀调节液压传动系统流量的方法，包括：

对线圈通入直流电，将在轴向方向产生定向磁场，此时磁致伸缩薄片在定向磁场的作用下将沿定向磁场方向伸长，由于磁致伸缩薄片与金属薄片状悬臂梁胶粘在在一起，所以磁致伸缩薄片伸长将使金属薄片状悬臂梁弯曲，并带动圆柱形阀芯沿轴线方向向右移动，因为悬臂梁固定端的大头被两个紧固螺钉紧定；圆柱形阀芯沿轴线方向向右移动使得环形油槽与进油孔及出油孔连通形成阀口；

如果增大电流及定向磁场，将增大磁致伸缩薄片伸长度和金属薄片状悬臂梁的弯曲度，增加圆柱形阀芯沿轴线方向向右的移动度，随即增大圆柱形阀芯沿轴线方向向右的移动量，增大环形油槽与进油孔及出油孔连通形成阀口的开合度，也即增加通过流量阀的流量；对线圈输入最大电流时，圆柱形阀芯上的进油孔与出油口同轴，此时，阀口的开合度最大，通过流量阀的流量最大；将沿定向磁场方向减小伸长度，并减小圆筒形悬臂梁的弯曲度，即减小圆柱形阀芯沿轴线方向向右的移动量，从而减小了阀口的开合度，并减小通过流量阀的流量；

如果停止对线圈通入直流电，终止产生定向磁场，磁致伸缩薄片恢复到通电前的状态，圆柱形阀芯回到原始位置，环形油槽与进油孔及出油孔的位置错开，阀口关闭，终止油流。

本发明的有益效果是：通过控制输入线圈的电流大小可控制流量阀阀口的开度，从而实现精密控制液压系统中的微流体流量大小的技术，继而通过电控进行程序控制或遥控。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的阀口处于关闭状态的结构示意图。

图2是本发明的阀口处于半开状态的结构示意图。

图3是本发明的阀口处于全开状态的结构示意图。

图4是图1的部放大图。

图5是图2的部放大图。

图6是图3的 部放大图。