[其他]機械位置反饋液壓低速伺服機構

在審

• 申請號: 101985000001613
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1006084B
• 公開（公告）日: 1989-12-13
• 發明（設計）人: 原培章;唐凱;李小凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械研究所
• 代理公司: 中國科學院長春專利事務所
• 代理人: 劉樹清

機械位置反饋液壓低速伺服機構是液壓傳動的一種關鍵驅動部件。已往類似的伺服機構，在運轉時各運動件都存在著很大摩擦力，低速性能差。本發明主要是把各運動件設計成靜壓平衡，使運動件接觸面保持油膜。同時又在空心活塞、空心擺桿、Ｎ星體之間采用球面配合的情況下，實現高壓油直接驅動偏心軸旋轉。從而得到良好的低速性能，拖動負載可省去減速機構。它可用于機器人，數控機床、試驗機、卷揚機、鑄造設備自動化等方面。

機械位置反饋液壓低速伺服機構屬于液壓傳動領域里的一種關鍵部件。它在自動控制系統中起伺服驅動作用。

現有與本發明最為接近的是日本三菱金屬（株）研制出的機械反饋旋轉伺服機構（RSA-Rミリ-，日本油壓技術第17卷7號66頁昭和53年），它是由轉閥和徑向液壓馬達組成。如圖1所示。液壓馬達主要由實心活塞〔1-1〕、七星體〔1-2〕、偏心軸〔1-3〕組成。其運動是高壓油首先推動實心活塞〔1-1〕運動，實心活塞〔1-1〕再推動七星體〔1-2〕，七星體〔1-2〕受力再推動偏心軸〔1-3〕，從而使偏心軸〔1-3〕轉動。由于動力是通過幾個機械副傳遞的，同時各運動件自身無法實現靜壓平衡。所以各運動副產生很大摩擦力，從而使馬達低速性能差，一般拖動負載需加減速機構。

為了克服上述馬達在動力傳遞中存在的問題，發明了一種機械位置反饋液壓低速伺服機構。它是由轉閥和低速馬達組成，通過機械位置反饋構成液壓低速伺服機構。如圖2所示，它是由閥芯〔2-1〕、閥套〔2-2〕、偏心軸〔2-3〕、N星體〔2-4〕、空心擺桿〔2-6〕、空心活塞〔2-5〕、對邊平行的四連桿機構〔2-10〕、〔2-11〕和殼體〔2-7〕組成。其中空心活塞〔2-5〕與空心擺桿〔2-6〕一端球面配合處的空心活塞〔2-5〕凹球面上有一與空心活塞〔2-5〕同軸的圓槽〔2-14〕，N星體〔2-4〕外表面與空心擺桿〔2-6〕另一端球面配合處的N星體〔2-4〕凹球面上開一與圓孔〔2-8〕同軸的圓槽〔2-15〕，N星體〔2-4〕內表面沿軸向開兩個環形槽〔2-9〕，兩環形槽〔2-9〕之間的間距與N星體〔2-4〕上圓孔〔2-8〕的直徑之比為0.7～0.8。

機械位置反饋液壓低速伺服機構的工作原理過程是高壓油由殼體〔2-7〕進入由閥芯〔2-1〕閥套〔2-2〕組成的轉閥里，轉動轉閥閥芯〔2-1〕，使高壓油徑控油窗口〔2-12〕、偏心軸〔2-3〕、N星體〔2-4〕、空心擺桿〔2-6〕、空心活塞〔2-5〕作用在殼體〔2-7〕上，如果殼體〔2-7〕固定不動，則高壓油反作用于偏心軸〔2-3〕上，靠偏心產生偏心轉矩，使偏心軸〔2-3〕轉動，同時帶動閥套〔2-2〕同向轉動，以使控油窗口〔2-12〕減小，從而實現機械位置反饋。并且使偏心軸〔2-3〕與閥芯〔2-1〕同步轉動。當偏心軸〔2-3〕轉動時，低壓腔中的油便經空心活塞〔2-5〕、空心擺桿〔2-6〕、N星體〔2-4〕、偏心軸〔2-3〕、閥套〔2-2〕、閥芯〔2-1〕和殼體〔2-7〕流出。在偏心軸〔2-3〕轉動時，N星體〔2-4〕不隨之轉動，而是靠對邊平行的四連桿機構〔2-10〕〔2-11〕保持其平動，這是因對邊平行的四連桿機構〔2-10〕〔2-11〕的一端限制殼體〔2-7〕上。另外，在N星體〔2-4〕內表面兩個環形槽〔2-9〕中間開一圓孔〔2-8〕，這個圓孔〔2-8〕的直徑與兩個環形槽〔2-9〕之間距離之比直接影響著整個系統的平衡。

附圖說明：圖1是日本三菱金屬（株）研制的機械反饋旋轉伺服機構（RSA-Rミリ-日本油壓技術第17卷7號66頁昭和53年）的主視圖。

圖2是圖1的側視圖。

圖3是本發明機械位置反饋液壓低速伺服機構的主視圖和側視圖。

圖4是圖3的側視圖。

最佳實施方案為：必須使空心擺桿〔2-6〕一端與空心活塞〔2-5〕球面配合，空心擺桿〔2-6〕另一端與N星體〔2-4〕外表面球面配合，在N星體內表面沿軸向分布開兩個環形槽〔2-9〕，其兩槽內側間距與N星體〔2-4〕上圓孔〔2-8〕直徑之比為0.72。在N星體〔2-4〕與殼體〔2-7〕之間采用對邊平行的四連桿機構連接。