專(zhuān)利名稱(chēng)：電控流體驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體驅(qū)動(dòng)裝置，特別是一種電控剛性角反饋流體驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
公知流體驅(qū)動(dòng)裝置的直動(dòng)式比例閥，采用比例電磁鐵或動(dòng)圈式電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)圓柱滑閥的閥芯作直線移動(dòng)，通過(guò)流體傳動(dòng)推動(dòng)閥套構(gòu)成直線位移的剛性反饋所構(gòu)成的電控流體驅(qū)動(dòng)機(jī)械。其中用于流體控制的圓柱形滑合付上常采用單控制邊或雙控制邊的結(jié)構(gòu)形式，與零開(kāi)口四邊控制的閥結(jié)構(gòu)相比具有小的壓力系數(shù)Kpa和大的流量壓力系數(shù)Kco，也即同樣流量增益時(shí)，作功能力較低，因而影響了流體的驅(qū)動(dòng)能力，使閥的靈敏度、抗污染能力不高。欲有高的靈敏度和抗污染能力，必然要加大閥的流量而使體積、重量增大，而使其動(dòng)態(tài)品質(zhì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可用來(lái)取代傳統(tǒng)圓柱滑合付工作的具有四控制邊的平面滑合付的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置；本發(fā)明的另一目的是提供一種與傳統(tǒng)的比例電磁鐵與動(dòng)圈式電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完全不同的線圈繞在構(gòu)成四工作磁隙的極性電磁結(jié)構(gòu)的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，使其獲得體積小、靈敏度高、抗污染能力強(qiáng)的品質(zhì)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種電控流剛性角反饋體驅(qū)動(dòng)裝置，其中該裝置包括有電磁機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及反饋機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子固定在穿過(guò)蓋板的軸孔的內(nèi)軸上并和定位彈簧聯(lián)在一起，與轉(zhuǎn)子構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體的支臂上繞有線圈，兩個(gè)導(dǎo)磁體分別與永磁體的N極、S極相連，導(dǎo)磁體7與轉(zhuǎn)子9使用軟磁材料；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用與轉(zhuǎn)子固聯(lián)的內(nèi)軸穿過(guò)蓋板的軸孔與連桿固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒；所述剛性角反饋機(jī)構(gòu)中與內(nèi)軸同心的穿過(guò)底座的外軸與另一連桿固聯(lián)在一起，該連桿壓裝有與控制筒同心的、形狀與其相同的端面有槽口的外套；外套內(nèi)壓裝有與外套槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套；控制筒端面及與其相合的外套槽口所在連桿平面構(gòu)成有四控制邊機(jī)構(gòu)的平面滑合付；所述反饋機(jī)構(gòu)中的連桿上有使槽腔與相應(yīng)活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿上的兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座內(nèi)腔壁上的活塞；平板形的蓋板與有平底的內(nèi)腔中裝有疊在一起的兩組連桿組件的底座通過(guò)螺釘連接。
所述電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子與穿過(guò)蓋板的軸孔的內(nèi)軸固聯(lián)在一起，與轉(zhuǎn)子構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體的支臂上繞有線圈，兩個(gè)導(dǎo)磁體分別與永磁體的N極、S極相連。
所述與轉(zhuǎn)子固聯(lián)的內(nèi)軸穿過(guò)蓋板的軸孔與連桿固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒。
所述連桿壓裝有與控制筒同心且形狀相同的端面開(kāi)有槽口的外套，外套內(nèi)壓裝有與外套槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套，控制筒的端面及與其相合的外套槽口所在的連桿平面構(gòu)成四控制邊機(jī)構(gòu)平面滑合付。
所述連桿上有使槽腔底部與相應(yīng)的活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿上兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座內(nèi)腔壁上的活塞。
所述平板形的蓋板與有平底的內(nèi)腔裝有疊在一起的兩組連桿組件的底座，用螺釘聯(lián)成一體。
所述組成槽腔的連桿、外套、內(nèi)套壁面是局部貼合的弧面。
所述組成槽腔的連桿、外套、內(nèi)套壁面是局部貼合的平面。
本發(fā)明的有益效果是采用本電控流體驅(qū)動(dòng)裝置可用來(lái)取代傳統(tǒng)圓柱滑合付的具有四控制邊的平面滑合付的流體驅(qū)動(dòng)裝置。與傳統(tǒng)的比例電磁鐵或動(dòng)圈式電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)完全不同的線圈繞在構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體的支臂上，所構(gòu)成的極性電磁結(jié)構(gòu)，并通過(guò)軸帶動(dòng)流體驅(qū)動(dòng)裝置中控制筒的運(yùn)動(dòng)。可以構(gòu)成各種比例閥、伺服閥、電磁閥，使其獲得高品質(zhì)、壽命長(zhǎng)、造價(jià)低及易維護(hù)、抗污染等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為電控流體驅(qū)動(dòng)裝置的主視圖；圖2為圖1去掉底座的A-A剖視圖；圖3為電控流體驅(qū)動(dòng)裝置的電磁機(jī)構(gòu)；圖4為電控流體驅(qū)動(dòng)裝置去掉電磁機(jī)構(gòu)的主視圖；圖5為圖4的B-B剖視圖。
圖中1、控制筒2、連桿 3、連桿 4、活塞 5、內(nèi)軸6、線圈 7、導(dǎo)磁體8、永磁體9、轉(zhuǎn)子 10、定位彈簧11、蓋板 12、底座 13、外軸 14、內(nèi)套 15、外套具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖1、2所示，本發(fā)明的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置其結(jié)構(gòu)包括有電磁機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及反饋機(jī)構(gòu)構(gòu)成，電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子9固定在穿過(guò)蓋板11的軸孔的內(nèi)軸5和定位彈簧10上(見(jiàn)圖1，圖3)，與轉(zhuǎn)子9構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體7的支臂上繞有線圈6，兩個(gè)導(dǎo)磁體7分別與永磁體8的N極、S極相連；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用與轉(zhuǎn)子9固聯(lián)的內(nèi)軸5穿過(guò)蓋板11的軸孔與連桿2固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸5軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿2上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒1(見(jiàn)圖2)；所述的剛性角反饋機(jī)構(gòu)中與內(nèi)軸5同心的穿過(guò)底座12的外軸13與連桿3固聯(lián)在一起，連桿3壓裝有與控制筒1同心、的形狀與其相同的端面有槽口的外套15；外套15內(nèi)壓裝有與外套15槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套14；控制筒1端面及與其相合的外套15槽口所在的連桿3平面構(gòu)成有四控制邊機(jī)構(gòu)的平面滑合付；所述剛性角反饋機(jī)構(gòu)中的連桿3上有使槽腔與相應(yīng)活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿3上的兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座12內(nèi)腔壁上的活塞4；平板形的蓋板11與有平底內(nèi)腔的裝有疊在一起的連桿2組件和連桿3組件的底座12通過(guò)螺釘連接。蓋板11與底座12的聯(lián)結(jié)定位保證內(nèi)腔中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿2組件的軸5與反饋機(jī)構(gòu)連桿3組件的軸13同心，也保證了兩組件疊加高度與內(nèi)腔的高度相等，這使得兩連桿組件之間的滑合付平面之間隙、以及連桿2上的控制筒1上端面與蓋板11下面之間的間隙、以及連桿3組件上的外套15的下端面與底座12的底平面之間的間隙，均為零。由底座12通入控制筒1的高壓腔Ps與控制筒1及外套15外圍的低壓腔P0被很好地隔離開(kāi)，同時(shí)也使兩連桿組件之間的平面四控制邊的滑合付且有理想零間隙的工況，這是圓柱滑合付實(shí)際無(wú)法實(shí)現(xiàn)的理想工況。因?yàn)榱阄粻顟B(tài)，也即線圈中的控制電流ΔI＝0時(shí)，傳動(dòng)連桿上控制筒1下端面正好零間隙的遮蓋在反饋連桿3、外套15及內(nèi)套14之間貼合成的槽腔的槽口上，槽口運(yùn)動(dòng)方向上的控制邊與相應(yīng)的控制筒1上的控制邊在滑合付上零間隙線重合，根據(jù)流體控制理論可知這是最理想的控制工況。公知的圓柱滑閥由于間隙只能大于0，滑合付之間控制邊由于位置尺寸難于加工得完全一致，以及共面度、垂直度等加工精度較低等原因，根本不可能達(dá)到理想的零位零間隙的重合。加上本發(fā)明較易采用四控制邊結(jié)構(gòu)，從流體力學(xué)可知，四控制邊滑合付較一個(gè)或二個(gè)控制邊的圓柱滑閥以及較噴嘴擋板型流體驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制性能都高，這就是本發(fā)明以及采用本發(fā)明的各種伺服閥、比例閥、電磁閥獲得較高的控制性能的保障，即如上述的具有高的靈敏度和抗污染能力、高的零位性能、高的控制品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子9與穿過(guò)蓋板11的軸孔的內(nèi)軸5固聯(lián)在一起，與轉(zhuǎn)子9構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體7的支臂上繞有線圈6，兩個(gè)導(dǎo)磁體7分別與永磁體8的N極、S極相連，導(dǎo)磁體7與轉(zhuǎn)子9用軟磁材料制成。
與轉(zhuǎn)子9固聯(lián)的內(nèi)軸5穿過(guò)蓋板11的軸孔與連桿2固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸5軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿3上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒1。在連桿3上有使槽腔底部與相應(yīng)的活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿3上兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座12內(nèi)腔壁的活塞4。
連桿3壓裝有與控制筒1同心且形狀相同的端面開(kāi)有槽口的外套15；外套15內(nèi)壓裝有與外套15槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套14；控制筒1的端面及與其相合的外套15槽口所在的連桿3平面構(gòu)成四控制邊機(jī)構(gòu)平面滑合付。本實(shí)施方案中所組成槽腔的連桿3、外套15、內(nèi)套14壁面是局部貼合的平面，如圖5所示，也可以是弧面。
如圖3、4、5所示，內(nèi)軸5穿過(guò)蓋板11將轉(zhuǎn)子9與連桿2連在一起，并與固定在蓋板11上的定位彈簧10固聯(lián)，固定在蓋板11上，支臂繞有線圈6的兩個(gè)導(dǎo)磁體7分別與永磁體的N極、S極相連。導(dǎo)磁體7與轉(zhuǎn)子9為導(dǎo)磁材料，永磁體為充磁的硬磁材料。零位時(shí)轉(zhuǎn)子9與導(dǎo)磁體7支臂的四個(gè)工作磁隙的長(zhǎng)度均為Φg，永磁體的磁勢(shì)為HL，磁隙的面積為Ag，根據(jù)電磁學(xué)原理可知永磁體在工作磁隙中產(chǎn)生的固定磁通為Φg＝HL/2Ag同理，線圈(匝數(shù)為N1)通有ΔI電流時(shí)，在工作磁隙中產(chǎn)生的磁通為Φc＝N1ΔI/2Ag當(dāng)Φc如圖3所示的方向時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子上的電磁力矩與定位彈簧10產(chǎn)生的變形力矩相平衡，這時(shí)，轉(zhuǎn)子9繞內(nèi)軸5軸心轉(zhuǎn)過(guò)∠a1，且∠a1＝KΔI(K為電磁吸力系數(shù))當(dāng)壓在連桿2上的控制筒1隨連桿2轉(zhuǎn)過(guò)∠a1角時(shí)，控制筒1中心點(diǎn)產(chǎn)生的位移為X1(見(jiàn)圖1)，零位時(shí)遮蓋在外套15與連桿3及內(nèi)套14組合成兩個(gè)槽腔的槽口上的控制筒因有X1的位移而形成一個(gè)與Ps高壓腔相通，一個(gè)與低壓腔P0相通的開(kāi)口，這時(shí)由連桿3的內(nèi)孔將活塞腔與外套15上的槽腔相連通的P1腔壓力升高，而另一個(gè)P2腔壓力下降，如圖1、2所示，這時(shí)連桿3在兩活塞腔的壓力作用力為F＝(P1-P2)APAP——活塞腔截面積 F——作用在活塞腔中心點(diǎn)的流體產(chǎn)生的力因F力使連桿3的轉(zhuǎn)角∠a2與連桿2的轉(zhuǎn)角∠a1方向相同(見(jiàn)圖5)，當(dāng)∠a2＝∠a1時(shí)，控制筒1端面將外套15露在滑合付表面的方孔正好蓋住，這時(shí)推動(dòng)連桿3的力F＝0，這時(shí)連桿3與壓在連桿3上的外軸13停止轉(zhuǎn)動(dòng)，其從零位轉(zhuǎn)過(guò)的角度為∠a2＝KΔI，即用輸入電流ΔI經(jīng)過(guò)流體驅(qū)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)連桿3的轉(zhuǎn)角位移的比例控制，完成電控流體驅(qū)動(dòng)連桿3運(yùn)動(dòng)的功能。
權(quán)利要求
1.一種電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是該裝置包括有電磁機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及反饋機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述的電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子(9)固定在穿過(guò)蓋板(11)的軸孔的內(nèi)軸(5)和定位彈簧(10)上，與轉(zhuǎn)子(9)構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體(7)的支臂上繞有線圈(6)，兩個(gè)導(dǎo)磁體(7)分別與永磁體(8)的N極、S極相連；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用與轉(zhuǎn)子(9)固聯(lián)的內(nèi)軸(5)穿過(guò)蓋板(11)的軸孔與連桿(2)固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸(5)軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿(2)上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒(1)；所述反饋機(jī)構(gòu)中與內(nèi)軸(5)同心的穿過(guò)底座(12)的外軸(13)與連桿(3)固聯(lián)在一起，連桿(3)壓裝有與控制筒(1)同心的形狀與其相同的端面有槽口的外套(15)；外套(15)內(nèi)壓裝有與外套(15)槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套(14)；控制筒(1)端面與外套(15)槽口所在的連桿(3)的平面構(gòu)成有四控制邊機(jī)構(gòu)的平面滑合付；所述反饋機(jī)構(gòu)中的連桿(3)上有使槽腔與相應(yīng)活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿(3)上的兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座(12)內(nèi)腔壁上的活塞(4)；平板形的蓋板(11)與有平底內(nèi)腔的裝有疊在一起的連桿(2)組件和連桿(3)組件的底座(12)通過(guò)螺釘連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子(9)與穿過(guò)蓋板(11)的軸孔的內(nèi)軸(5)固聯(lián)在一起，與轉(zhuǎn)子(9)構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體(7)的支臂上繞有線圈(6)，兩個(gè)導(dǎo)磁體(7)分別與永磁體(8)的N極、S極相連。導(dǎo)磁體(7)與轉(zhuǎn)子(9)為軟磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是與轉(zhuǎn)子(9)固聯(lián)的內(nèi)軸(5)穿過(guò)蓋板(11)的軸孔與連桿(2)固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸(5)軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿(2)上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是連桿(3)壓裝有與控制筒(1)同心且形狀相同的端面開(kāi)有槽口的外套(15)；外套(15)內(nèi)壓裝有與外套(15)槽口構(gòu)成槽腔的內(nèi)套(14)；控制筒(1)的端面及與其相合的外套(15)槽口所在的連桿(3)的平面構(gòu)成四控制邊機(jī)構(gòu)平面滑合付。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是連桿(3)上有使槽腔底部與相應(yīng)的活塞腔相通的內(nèi)孔，連桿(3)上兩個(gè)活塞腔內(nèi)裝有與之滑配合的頂在底座(12)內(nèi)腔壁上的活塞(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是平板形的蓋板(11)與有平底的內(nèi)腔裝有疊在一起的連桿(2)組件和連桿(3)組件的底座(12)，用螺釘聯(lián)成一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述組成槽腔的連桿(3)、外套(15)、內(nèi)套(14)壁面是局部貼合的弧面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述組成槽腔的連桿(3)、外套(15)、內(nèi)套(14)壁面是局部貼合的平面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電控流體驅(qū)動(dòng)裝置，包括有電磁機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及反饋機(jī)構(gòu)，電磁機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子固定在穿過(guò)蓋板的軸孔的內(nèi)軸和定位彈簧上，與轉(zhuǎn)子構(gòu)成四工作磁隙的導(dǎo)磁體的支臂上繞有線圈，并與永磁體相連；采用與轉(zhuǎn)子固聯(lián)的內(nèi)軸穿過(guò)蓋板的軸孔與連桿固聯(lián)在一起，繞內(nèi)軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的連桿上壓裝有內(nèi)腔通高壓的控制筒；連桿壓裝有與控制筒同心的端面有槽口的外套，控制筒與外套槽口所在的連桿相合的平面構(gòu)成有四控制邊機(jī)構(gòu)的平面滑合付。有益效果是該裝置具有可取代傳統(tǒng)圓柱滑合付工作的具有四控制邊的平面滑合付，可構(gòu)成各種比例閥、伺服閥、電磁閥，使其獲得高品質(zhì)、壽命長(zhǎng)、造價(jià)低及易維護(hù)、抗污染等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F15B15/02GK1651773SQ20041002034
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2004年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月24日
發(fā)明者王普義 申請(qǐng)人:王普義