[发明专利]采用双作用式液压缸脉冲宽度调制控制的定位设备及方法

说明书

                          发明领域

本发明总体涉及定位设备，尤其涉及用于负载选择定位和双向复位的设备。

                          发明背景

装置设计中出现的无数的情况需要部件(负载)的控制定位和复位。利用致动器产生该部件的定位移动，该致动器的类型选择包括众多因素，例如设备的性质，将部件从一个位置转移到另一个位置并将其保持在需要位置所需的力的大小，以及用于致动器的可利用的动力源。当可以得到流体动力，一般是加压的液压流体或压缩空气时，选择的致动器为液压(气动)缸。

惯用的液压缸包括一个在缸内滑动安装的活塞，以将该液压缸分成一对腔，一个腔在活塞的一侧。该活塞通常被机械地连接到该部件上。如果液压缸是单作用式的，加压的流体通过液流阀选择性地只进入一个腔，而另一个腔通过液流阀连续地或选择性地通向较低的压力(一般是大气)。然后，活塞沿着该通气腔的方向被推进，其上连接的部件沿所需方向从静止位置被推动到致动后的位置。通常，当两个腔都通向大气时，该部件由复位弹簧将其回复到它的静止位置。

当部件需要双向定位时，采用一个双作用式液压缸作为致动器。这里，一般控制独立的三通液流阀将腔通向大气或将腔与加压的流体源相连通。当两个腔都与加压的流体源连通时，腔内的流体压力平衡且活塞的位置被固定以将部件强迫保持在所需要的位置。为了将部件沿两个方向之一移动到所需的新位置，两个腔中适宜的一个腔被通向大气直到该部件被推动到新的位置，接着该腔被重新连通到加压的流体源。

一种尤其适用于用来控制作为位置致动器的液压缸的液流阀是三通电磁阀。将液流阀电气致动到它的几个阀位的性能提供了控制一个部件定位和复位的通用性和精确度。此外，液流阀位置的电气控制有助于使用微处理器装置。

                       发明概述

本发明的主要目的是提供一种用于控制负载的定位和双向复位的改进的设备及方法。

本发明的另一目的是提供一种具有上述特征的改进的定位设备及方法，它采用双作用式液压缸作为定位致动器。

本发明的又一目的是提供一种具有上述特征的改进的定位设备及方法，它提供了定位致动器的电子控制。

为达到这些和其它目的，本发明的定位设备包括一个流体致动器，该流体致动器包括一个液压缸及设置在液压缸内的活塞以确定第一和第二腔；第一液流阀，它的静止阀位将第一腔与流体压力源连通，它的致动后的阀位将第一腔连通大气；第二液流阀，它的静止阀位将第二腔连通大气，它的致动后的阀位将第二腔与流体压力源连通。通过将第一和第二液流阀周期地并同时地驱动到它们各自相应的致动后的位置，一个可操作地连接到第一和第二液流阀的组件对输入指令作出响应，由此在第一和第二腔内产生有差别的流体压力以产生活塞与致动器的相对移动。这个相对移动被联接而产生负载的定位移动。

本发明的目的同时通过提供一种定位方法而达到。该定位方法包括以下步骤：将流体致动器连接到负载上，其中该致动器包括设置在液压缸内的活塞以确定第一和第二腔；设置一个第一液流阀，它的第一阀位将第一腔连通大气，它的第二阀位将第一腔连通到加压流体源；设置一个第二液流阀；它的第一阀位将第二腔连通到加压流体源，它的第二阀位将第二腔连通大气；以及交替地在第一时间周期将第一和第二流体阀同时改变到它们的第一阀位而在第二时间周期将其同时改变到它们的第二阀位。该定位方法还包括以下步骤：使第一和第二时间周期相等以平衡第一和第二腔内的液压流体压力，例如以将负载保持在所需要的位置；相对于第二时间周期增大第一时间周期以使第一和第二腔内的液压流体压力失去平衡，因而使负载沿第一方向移动；相对于第二时间周期减小第一时间周期以使第一和第二腔内的液压流体压力失去平衡，例如以使负载沿第二方向移动。

本发明的其它特点、优点和目的在后继的说明中示出，且部分地从说明中显而易见或者通过本发明的实施而得知。本发明的目的和优点将由下述文字说明和附属的权利要求及附图中具体指出的设备和方法而实现和得到。

可以理解，上述一般说明和下述详细说明都是示范性和解释性的，且意图提供如权利要求所述的本发明的进一步的解释说明。

附图是为了提供对本发明的进一步理解，它被包括在说明书中并构成说明书的一部分，用于例示本发明的优选实施例并且与说明一起解释本发明的原理。

                        附图简述

唯一的附图是按照本发明的优选实施例构造的一个定位设备的示意图。

                      优选实施例详述