[发明专利]多功能步进式电液随动伺服阀

说明书

本发明涉及电液随动系统中一类数字控制元件-多功能步进式电液随动伺服阀。

电液随动系统中应用的现有数字控制元件，多采用由步进电机驱动方向流量控制阀（采用转阀或滑阀）而组成的数字式电液伺服阀。如中国发明专利“一种数字式伺服转阀”（专利号86107688.5）和中国实用新型专利“一种简易型数字式伺服阀”（专利号86208732.5），均采用了由一只受指令信号脉冲控制的主电机和一只受系统反馈信号脉冲控制的反馈电机协调驱动方向流量控制阀的形式，实现对液压系统的控制作用。这种数字式伺服阀在某些条件下使用尚有不足之处：a）主电机及反馈电机均按开环控制方式工作，如不附加另外的反馈环节或其它校正环节，难以保证电液随动系统的随动性能;b）液压执行机构的反馈，要借助反馈电机的作用来实现，当控制系统断电时这种反馈作用中断，将使液压系统失控;c）仅有一只由指令信号脉冲控制的主电机，不能直接实现备用控制作用。

本发明的目的是：提供一类在不附加另外环节的情况下，能保证电液随动系统的随动性能、断电后能确保液压系统不发生失控故障、可以直接实现备用控制作用的多功能步进式电液随动伺服阀（所说的电液随动系统，是指输入为电气指令信号X、输出为液压放大执行机构机械位移Y的电液位置伺服系统）。

本发明分两种形式：多功能步进式电液随动伺服转阀和多功能步进式电液随动伺服阀（其中的方向流量控制阀可用转阀也可用滑阀）。

多功能步进式电液随动伺服转阀由步进电机、位-电变换器和转阀组成，其中转阀由阀芯、转动阀套和阀体组成，阀芯由步进电机直接驱动或减速驱动，其特征在于：

位-电变换器与阀芯连接，把阀芯的角位移变为电信号，位-电变换器可采用角位移变换器;

转动阀套上有接受由转阀控制的液压放大执行机构的机械反馈信号的构件或构造，它可以是与转动阀套同心的环形反馈钢丝绳槽和恢复钢丝绳槽，也可以是齿轮、齿条付;

步进电机与转阀之间设置有断电后把阀芯及步进电机锁定的断电制动器。

多功能步进式电液随动控制阀由步进电机、位-电变换器和方向流量控制阀组成，其特征在于：

在步进电机与方向流量控制阀之间设置有指令、反馈信号合成机构，它的输出端与方向流量控制阀的阀芯直接（或间接）连接，它的两个输入端一个作为指令信号输入端，由步进电机直接（或间接）驱动，另一个作为反馈信号输入端，其上有接受由方向流量控制阀控制的液压放大执行机构的机械反馈信号的构件，该构件可以是外圆柱面上有与其转轴同心的环形反馈钢丝绳槽和恢复钢丝绳槽的钢丝轮，也可以是齿轮、齿条付;指令、反馈信号合成机构可以采用消间隙行星周转轮系差动机构，也可以采用消间隙锥轮周转轮系差动机构;

位-电变换器与指令、反馈信号合成机构的指令信号输入端连接，把指令信号输入端的角位移变为电信号，位-电变换器可以采用角位移变换器;

在步进电机与指令、反馈信号合成机构之间设置指令信号合成机构，它的输出端与指令、反馈信号合成机构的指令信号输入端连接，它的两个输入端一个由步进电机驱动，另一个由备用电相直接驱动或减速驱动;指令信号合成机构可以采用消间隙行星周转轮系差动机构，也可以采用消间隙锥轮周转轮系差动机构;

设置断电后把步进电机锁定的断电制动器。

与已有技术相比，多功能步进式电液随动伺服转阀设置有位-电变换器和转动阀套有接受由转阀控制的液压放大执行机构的机械反馈信号的构件或构造，应用本发明可构成按（电-机随动闭环控制）+（机-液随动闭环控制）模式工作的电液随动系统，系统的稳定性好，电-机随动和机-液随动均匀闭环控制，在不附加其他任何环节的情况下能保证随动系统的随动性能;机-液随动系统完全由机械、液压机构实现闭环控制，当系统断电后，由断电制动器把阀芯锁定，从而保证液压系统不发生失控故障。该多功能步进式电液随动伺服转阀的结构特别简单。