專利名稱:一種簡易型數(shù)字伺服閥的制作方法
本實(shí)用新型是關(guān)于液壓伺服系統(tǒng)中所使用的控制元件——一種簡易型數(shù)字式伺服閥。
日本專利特公昭44－19065號《直動ワ－ト“ハ”ヅタ型位置め裝置》〔昭和44年(1969年)3月19日〕“直接反饋式位置伺服裝置”，提出了一種簡易型伺服閥，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，但是該專利在應(yīng)用時(shí)要受到一定的限制，它必須采用機(jī)械反饋方能實(shí)現(xiàn)伺服控制。例如在應(yīng)用時(shí)它必須與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行硬性的結(jié)合，如采用齒輪齒條等機(jī)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械反饋。因此稱它為“硬聯(lián)結(jié)”，這種“硬聯(lián)結(jié)”使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝不便，應(yīng)用困難。
本實(shí)用新型的目的是克服上述缺點(diǎn)，在簡易型伺服閥的基礎(chǔ)上進(jìn)行改革創(chuàng)造出一種用電反饋式的“軟聯(lián)結(jié)”數(shù)字式伺服閥，以直接進(jìn)行數(shù)字控制。
附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)剖面視圖，如圖所示，由閥體〔1〕、一端帶有螺母(或絲杠)〔3〕的閥芯〔2〕及絲杠(或螺母)〔4〕所組成。絲杠(或螺母)〔4〕和一端帶有螺母(或絲杠)〔3〕的閥芯〔2〕分別由兩臺步進(jìn)電機(jī)〔6〕、〔7〕驅(qū)動。所采用的步進(jìn)電機(jī)為步距角相同的電機(jī)，并進(jìn)行直接驅(qū)動或減速驅(qū)動。在減速驅(qū)動時(shí)最好選取兩臺模數(shù)相同齒數(shù)相等的消間隙齒輪付進(jìn)行減速傳動。本實(shí)用新型采用步進(jìn)原理進(jìn)行工作，使與執(zhí)行機(jī)構(gòu)能形成“軟聯(lián)結(jié)”，以實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制。
本實(shí)用新型的閥體〔1〕內(nèi)壁做出三個(gè)環(huán)行溝槽〔8〕，使與閥芯〔2〕上的三個(gè)相應(yīng)的凸肩〔9〕形成正覆蓋。閥體〔1〕與閥芯〔2〕進(jìn)行配研。閥芯〔2〕在閥體〔1〕內(nèi)既可轉(zhuǎn)動又可滑動，通過閥芯〔2〕的滑動以實(shí)現(xiàn)對閥口大小的控制。
在閥芯〔2〕的一端固定有螺母(或絲杠)〔3〕與一端帶有軸伸的絲杠(或螺母)〔4〕相配，組成絲杠付。而在閥芯〔2〕的另一端做成帶鍵的軸套〔5〕并與一端帶有鍵槽的軸伸相配。兩軸伸可直接與步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)結(jié)以實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動或通過減速機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)減速傳動。
驅(qū)動帶鍵槽軸的步進(jìn)電機(jī)〔6〕為主電機(jī)。它是通過鍵〔5〕、閥芯〔2〕把轉(zhuǎn)矩傳遞到螺母〔3〕上，這時(shí)通過螺母〔3〕與絲杠〔4〕的相互作用推動閥芯〔2〕在閥體內(nèi)沿軸向移動。驅(qū)動絲杠〔4〕軸的步進(jìn)電機(jī)〔7〕為反饋電機(jī)，由于絲杠〔4〕與螺母〔3〕的相互作用也推動閥芯〔2〕沿軸向移動。這就構(gòu)成了本實(shí)用新型所述的簡易型數(shù)字式伺服閥。
由閥體〔1〕和閥芯〔2〕所組成滑閥是一個(gè)三位四通滑閥。在零位時(shí)，閥芯〔2〕上的三個(gè)凸肩〔9〕把閥體〔1〕上的三個(gè)環(huán)形溝槽〔8〕全部蓋死，使P、O、A、B各腔均處于封閉狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)均處于停止?fàn)顟B(tài)，又由于步進(jìn)電機(jī)在通電靜止?fàn)顟B(tài)具有自鎖的特性，在兩臺步進(jìn)電機(jī)的自鎖的作用下使螺母和絲杠牢牢地固結(jié)在一起，因此在零位時(shí)不產(chǎn)生零點(diǎn)漂移。
本實(shí)用新型是按步進(jìn)的原理進(jìn)行工作的。當(dāng)主電機(jī)〔6〕在一定數(shù)量的脈沖信號的作用下驅(qū)動軸伸轉(zhuǎn)動并通過鍵〔5〕、閥芯〔2〕帶動螺母〔3〕轉(zhuǎn)動，這時(shí)由于系統(tǒng)的滯后作用，反饋電機(jī)〔7〕尚處于停止自鎖狀態(tài)。因此螺母〔3〕一邊轉(zhuǎn)動一邊在絲杠〔4〕的作用下使閥芯〔2〕進(jìn)行移動。由于閥芯〔2〕的移動就把閥口由小到大逐漸打開直到系統(tǒng)在液壓油的作用下產(chǎn)生了位移并由檢測系統(tǒng)發(fā)出脈沖信號去驅(qū)動反饋電機(jī)〔7〕進(jìn)行轉(zhuǎn)動。這時(shí)絲杠〔4〕與螺母〔3〕做同向轉(zhuǎn)動，由于系統(tǒng)的自行調(diào)節(jié)作用使絲杠〔4〕與螺母〔3〕做同速轉(zhuǎn)動，即閥口開口大小保持恒定。當(dāng)主電機(jī)〔6〕停止下來時(shí)螺母〔3〕被鎖住，也由于系統(tǒng)的滯后作用閥口由大到小逐漸關(guān)閉直到恢復(fù)正覆蓋狀態(tài)工作才停止下來。由于主電機(jī)〔6〕的步距角與反饋電機(jī)〔7〕的步距角相等，因此主電機(jī)〔6〕所轉(zhuǎn)動的步數(shù)恰好等于反饋電機(jī)〔7〕所轉(zhuǎn)動的步數(shù)，使閥芯〔2〕又重新回到零位。這就是本實(shí)用新型的步進(jìn)工作原理。正因?yàn)椴捎眠@種步進(jìn)的工作原理，本實(shí)用新型才具有良好的液壓伺服性能和使用性能。
本實(shí)用新型的特征是1、控制方法簡便，使用方便。采用數(shù)字脈沖信號直接控制主電機(jī)即可達(dá)到控制伺服系統(tǒng)的目的。采用步進(jìn)電機(jī)做反饋電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)電反饋，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“軟聯(lián)結(jié)”，使用起來不受執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、形狀、位置等限制，可以組成各種伺服控制系統(tǒng)；2、由于采用步進(jìn)的工作原理，控制準(zhǔn)確，液壓伺服性能良好，如用本實(shí)用新型去組成位置伺服系統(tǒng)，其緩沖和定位效果良好，且能達(dá)到任意點(diǎn)準(zhǔn)確定位的目的；3、由于步進(jìn)電機(jī)在通電靜止?fàn)顟B(tài)具有良好的自鎖特性，則系統(tǒng)不存在零點(diǎn)漂移；4、由于步進(jìn)電機(jī)屬于數(shù)字式原件，因此本實(shí)用新型就成為直接數(shù)字控制元件，它不需要數(shù)－－模轉(zhuǎn)換即可直接進(jìn)行數(shù)字控制，因而可直接采用電子計(jì)算機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行控制。
本實(shí)用新型附圖中的〔1〕為閥體，〔2〕為閥芯，〔3〕為螺母，〔4〕為絲杠，〔5〕為軸套，〔6〕為主電機(jī)，〔7〕為反饋電機(jī)，〔8〕為溝槽，〔9〕為凸肩。
本實(shí)用新型適用于各種液壓伺服系統(tǒng)，尤其是位置伺服系統(tǒng)，如做各種數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給裝置和各種工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)以及其他自動化機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種簡易型數(shù)字式伺服閥由閥體[1]，一端帶有螺母(或絲杠)的閥芯[2]及絲杠(或螺母)所組成，絲杠(或螺母)由步進(jìn)電機(jī)[7]驅(qū)動，其特征在于帶有螺母(或絲杠)的閥芯[2]由另一步進(jìn)電機(jī)[6]驅(qū)動。
2.按權(quán)利要求
1所述的簡易型數(shù)字式伺服閥，其特征在于所采用的步進(jìn)電機(jī)為步距角相同的電機(jī)，并進(jìn)行直接驅(qū)動或減速驅(qū)動，在減速驅(qū)動時(shí)最好選取兩臺模數(shù)相同齒數(shù)相等的消間隙齒輪付進(jìn)行減速傳動。
專利摘要
本實(shí)用新型是提供液壓伺服系統(tǒng)中所使用的一種控制元件——筒易型數(shù)字式伺服閥。該閥是由閥體[1]，一端帶有螺母[3]的閥芯[2]及絲杠[4]所組成。閥芯[2]和絲杠[4]分別用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行直接驅(qū)動或減速驅(qū)動。該閥結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，控制簡便，使用方便?？芍苯佑秒娮佑?jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制。具有良好的緩沖和定位性能，可達(dá)到任意點(diǎn)定位的目的。能實(shí)現(xiàn)電反饋的“軟聯(lián)結(jié)”。該閥用于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給裝置和各種工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)節(jié)。
文檔編號F15B13/02GK86208732SQ86208732
公開日1988年2月10日 申請日期1986年11月7日
發(fā)明者高中江 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan