[发明专利]一种数字比例插装阀及控制方法

说明书

本发明涉及一种数字比例插装阀及控制方法。所述数字比例插装阀中所述液压阀固定在所述插装阀阀座的侧壁上，所述液压阀的两侧分别通过滚轴丝杠与所述闭环进步电机连接；所述滚轴丝杠用于根据所述闭环进步电机的转动量控制所述液压阀的开度；所述双作用活塞杆以及所述主阀阀芯设置在所述插装阀阀座内部；所述主阀芯反馈模块设置在所述插装阀阀座上表面；所述主阀芯反馈模块、所述双作用活塞杆以所述主阀阀芯同轴设置；所述主阀芯反馈模块与所述主阀阀芯相对滑动；所述数字阀控制器分别与所述主阀芯反馈模块所述闭环步进电机连接。本发明实现大流量情况下的数字化控制，提高液压系统可靠性。

技术领域

本发明涉及流体传动与控制领域，特别是涉及一种数字比例插装阀及控制方法

背景技术

液压系统以其功重比高、动作响应快、抗负载能力强、易于无级调速等优点，广泛应用于航空航天、冶金机械、足式机器人、工程机械、高端移动装备等领域。随着计算机技术快速发展，液压系统与计算机结合技术是未来的发展趋势，即数字液压。数字液压是一项融合了信息革命成果的新技术，对液压系统的发展具有重要的意义。

数字阀的出现为计算机在液压领域的应用开拓了一个新的方向，将计算机技术应用到液压阀中，可以有效提高液压系统的整体可靠性和抗干扰能力。所以数字阀的研究是现在数字液压技术的研究热点。目前常用的数字阀是增量式电液数字控制阀，这类阀采用步进电机作为电气一机械转换器，计算机根据控制要求发出脉冲序列,经驱动电源放大后使步进电机工作。步进电机通过滚轴丝杠驱动液压阀的阀芯产生一定的开度，从而输出连续的液体，进而控制液压系统运行。但增量式数字阀存在有以下缺点：1)步进电机以脉冲作为输入量，角度作为输出量，输出是离散量。作为控制对象的阀芯位移是连续量，如何实现对阀芯位移的精确控制是其中一个难题。2)步进电机会因为外界干扰出现滞后，频率过高容易出现失步现象。上述缺点是导致该形式数字阀应用受限的重要原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字比例插装阀及控制方法，实现大流量情况下的数字化控制，提高液压系统可靠性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种数字比例插装阀，包括：插装阀阀座、闭环步进电机、滚轴丝杠、液压阀、双作用活塞杆、主阀阀芯、主阀芯反馈模块以及数字阀控制器；

所述液压阀固定在所述插装阀阀座的侧壁上，所述液压阀的两侧分别通过滚轴丝杠与所述闭环进步电机连接；所述闭环步进电机、所述滚轴丝杠以及所述液压阀同轴设置；

所述滚轴丝杠用于根据所述闭环进步电机的转动量控制所述液压阀的开度；所述液压阀用于根据所述开度控制外控油的流量和压力，根据外控油的流量和压力控制所述主阀阀芯移动；

所述双作用活塞杆以及所述主阀阀芯设置在所述插装阀阀座内部；所述主阀芯反馈模块设置在所述插装阀阀座上表面；所述主阀芯反馈模块、所述双作用活塞杆以所述主阀阀芯同轴设置；所述主阀芯反馈模块与所述主阀阀芯相对滑动；

所述主阀芯反馈模块用于获取所述主阀阀芯的位移量；所述主阀阀芯用于控制主油路的通断；

所述数字阀控制器分别与所述主阀芯反馈模块所述闭环步进电机连接；

所述数字阀控制器用于根据所述主阀阀芯的位移量与期望位移的差值控制所述闭环步进电机转动。

可选的，所述主阀芯反馈模块为LVDT位移传感器。

可选的，所述数字比例插装阀还包括：步进电机驱动器；

所述步进电机驱动器设置在所述液压阀上表面，并分别与所述闭环步进电机以及所述数字阀控制器连接；

所述步进电机驱动器用于根据所述主阀阀芯的位移量与期望位移的差值控制所述闭环步进电机转动。