[其他]数字式脉冲阀系统

说明书

本发明的数字式脉冲阀系统涉及于流体传动领域，例如液压领域，是专门用来联结计算机与流体传动的中间元件。

随着计算机的广泛应用，尤其是微处理机日益普及的今天，流体技术必然要与计算机相结合，这是其发展方向。为方便起见，下面按液压传动叙述，其他流体相同。在先有的技术中，计算机要控制普通油缸大都是通过伺服阀或比例阀来实现。由于这种阀是模拟阀，为了控制油缸的速度和位置，必须采用闭环控制，这就需要配置昂贵的速度检测器和位置传感器，以及模数转换器和数模转换器等。这不但增加造价，而且也增加了维护难度，降低了系统的可靠性。因而大大的限制了它的使用范围。从70年代开始，国外就开始了数字阀的研究。美国Y·M·Eiibiary，J·N·Wilson，P·N·Nikiforuk等著文介绍研制成功的数字式转阀。计算机通过步进马达控制转阀的方向和位置，但是这种阀只是相当于将比例伺服阀的力马达换成了步进马达，只是省掉了一个数模转换环节，而其它的所有环节仍未减少，因而其总的造价降低仍是很有限的。1983年11月，日本油压技术介绍了日本研制成功的数字阀系统，该数字阀与油缸连为一体，通过二级机械反馈来代替电反馈，其成本大为降低，日本推出了一种产品，其重复定位精度达±0.2毫米，达到了工业应用水平。但它需要二级反馈，柔性皮带，特制的精密螺纹付等。这不但增加了成本，加大了体积，而且还增加了传动环节，降低了重复定位精度。由于体积偏大，因而与普通油缸配套使用不甚方便。

本发明的目的是提供一种更加简单可靠，制造容易、体积小、使用安装维护方便、定位精度更高的数字式脉冲阀。它能很方便的与执行机构，如普通油缸和油马达配用。它与日本的数字阀系统比较，具有如下优点：（1）用一级直接反馈代替二级反馈机构，这不但减少了环节，节省了柔性皮带等反馈元件，而且还提高了系统的重复定位精度，降低了制造成本。（2）步进电机与阀体连成一体，这不但减少了总体尺寸，缩小了体积，而且给阀芯检修带来了很大的方便，阀芯可以很方便地从阀体中直接抽出。（3）阀芯反馈螺母套接回流口低压腔，这不但减少了阀芯的轴向推力，从而降低步进马达力矩，而且利用回流的低压所产生的轴向推力来消除螺纹付之间的间隙，因而该螺纹付不需精密制造亦不会影响精度和增大正反死区。（4）由于采取了多项措施，因而可获得比日本产品更高的重复定位精度，其重复定位精度可达±0.05毫米左右。（5）螺纹付采用多头螺纹，因而单位脉冲当量阀芯的轴向位移大，亦提高了阀的反应灵敏度。（6）阀芯开口可设计为高增益和低增益型，前者有利于提高停位精度，后者有利于减少冲击。（7）阀体利用可拆卸支座固定在油缸体上，这不但节省了安装位置，而且可随缸体摆动，解决了安装劲问题。

下面结合附图对本发明的数字式脉冲阀作进一步说明：

图1是本发明的数字式脉冲阀的系统方框图。

图2是本发明的数字式脉冲阀系统的工作安装图。

图3是本发明的数字式脉冲阀系统的内部构造图。

本发明是这样实现的，它分为三大部分：即（1）电控部分、（2）阀部分及（3）反馈部分等。如图1所示。其中第（1）部分包括速度及位置程序给定，处理该程序的微处理机，以及将微机信号放大的控制器等。此部分为先有技术，在市场上可以获得。第二部分包括接收数字信号的步进电机及数字阀。第三部分包括执行机构、反馈机构等。

图2表示了本发明的数字阀系统的工作安装图。该系统包括有一个位于数字阀（3）的上方，通过小支座（5）与阀体（13）连为一体的步进电机（6）;齿轮件（4、11）;一个具有阀体（13），阀芯（12），螺母套（14）的数字式脉冲阀（3）;一个具有反馈齿轮（7）、反馈齿条（8）、固定臂（9）的反馈机构。该反馈机构通过固定臂（9）与执行机构的运动件（例如油缸的油缸杆）相连。反馈齿条（8）一端由可调相位的螺钉（20）和锁紧螺母（21）与固定臂（9）相互连接，另一端插入导向件（15）中。该固定臂与反馈齿条（8）相连的连接孔（19）制成长形。该步进马达（6）的轴端固定联接齿轮（4），并按一定的速比，驱动与齿轮（4）啮合的齿轮（11）。小支座（5）是成直角形的，其垂直侧面上固定步进电机（6），水平面与数字式脉冲阀（3）的阀体（13）连为一体。阀体（13）与支持座（2），执行机构固定联接。