[發(fā)明專利]一種高集成度數(shù)字伺服閥

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410589842.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN105626612A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王書銘;張軍;孫會鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京精密機電控制設(shè)備研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F16K31/50;F16K31/02
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓控制領(lǐng)域，具體涉及一種高集成度數(shù)字伺服閥。

背景技術(shù)

伺服閥是液壓控制的核心元件。傳統(tǒng)兩級模擬伺服閥靠前置級驅(qū)動功率級 滑閥，前置級一般采用噴嘴擋板、偏導(dǎo)射流或射流管伺服閥，其輸入信號為模 擬信號，抗干擾能力差，且控制性能差。同時，傳統(tǒng)前置級中存在很多微小孔 徑，加工困難，加工成本大，且很容易被微小的多余物堵塞，從而影響整個系 統(tǒng)的性能，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)功能失效。

鑒于傳統(tǒng)模擬伺服閥存在的一些缺點，同時隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展， 特別是嵌入式處理器具有體積小、質(zhì)量輕、價格低廉、采樣頻率高、開發(fā)方便 等特點，數(shù)字控制技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于電液伺服控制當(dāng)中，形成新型的 數(shù)字式伺服閥。數(shù)字閥種類繁多，目前主要分為間接數(shù)字伺服閥和直接數(shù)字伺 服閥。但是這些數(shù)字閥集成度不高、體積較大，不符合目前產(chǎn)品小型化、輕量 化的發(fā)展趨勢，因此研究一種高集成度數(shù)字伺服閥迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有伺服閥集成度不高、體積大，不符合 目前產(chǎn)品小型化、輕量化的發(fā)展趨勢。

本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種高集成度數(shù)字伺服閥，包括閥芯、閥套和殼體，所述閥芯嵌入閥套， 所述閥套嵌入殼體內(nèi)；還包括驅(qū)動機構(gòu)，閥芯的尾端與驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動端連接。

所述的一種高集成度數(shù)字伺服閥，所述閥套尾端設(shè)有開口，閥芯尾端設(shè)有 凸臺，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動端設(shè)有與凸臺尺寸相匹配的凹槽：閥芯的凸臺穿過閥套尾 端的開口，通過凹槽與驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動端相連接。

所述的一種高集成度數(shù)字伺服閥，所述驅(qū)動機構(gòu)定子、轉(zhuǎn)子、空心軸、絲 桿、絲杠螺母和角位移傳感器：所述轉(zhuǎn)子嵌套于定子內(nèi)部，定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁 勢驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；所述空心軸嵌套于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其內(nèi)部空心部分設(shè)有安裝絲杠 螺母的絲桿，絲杠螺母外壁與空心軸內(nèi)壁相對固定，能夠使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動通 過空心軸傳遞給絲杠螺母，進而通過絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)帶動絲桿在軸線方向進行 直線運動，絲杠從空心軸伸出，作為驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動端為閥芯提供驅(qū)動力；所 述角位移傳感器用于監(jiān)測轉(zhuǎn)子角位移和角速度，并將數(shù)字角位移和角速度信號 反饋給驅(qū)動機構(gòu)外部的數(shù)字控制器，進而對定子的控制電流輸出控制指令，完 成對位置的精準(zhǔn)控制。

所述的一種高集成度數(shù)字伺服閥，所述閥芯與閥套之間采用動密封進行徑 向?qū)ν饷芊猓婚y套與殼體之間采用靜密封進行徑向?qū)ν饷芊狻?

所述的一種高集成度數(shù)字伺服閥，驅(qū)動機構(gòu)所述空心軸首、尾兩端分別設(shè) 置一個角接觸球軸承。

所述的一種高集成度數(shù)字伺服閥，驅(qū)動機構(gòu)所述定子由殼體內(nèi)部的止動坐 肩和定子軸向固定件進行軸向固定；

驅(qū)動機構(gòu)所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸向固定件和空心軸外表面的止動坐肩鎖緊于空 心軸外部；所述絲杠螺母通過鍵與空心軸加固；轉(zhuǎn)子、空心軸和絲杠螺母作為 一個整體同步旋轉(zhuǎn)；

驅(qū)動機構(gòu)所述角位移傳感器設(shè)置于空心軸尾端，通過角位移傳感器固定件 進行軸向固定。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的一種高集成度數(shù)字伺服閥，采用高集成的驅(qū)動機構(gòu)與伺服閥 相連，極大減小了整閥體積，在同等輸出功率下，體積約為目前直驅(qū)數(shù)字閥的 60％，較好地滿足了產(chǎn)品小型化、輕量化的技術(shù)要求。

(2)本發(fā)明的一種高集成度數(shù)字伺服閥，由驅(qū)動機構(gòu)提供驅(qū)動力，驅(qū)動機 構(gòu)包括定子、轉(zhuǎn)子、絲桿與絲杠螺母。通過精確控制“轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角→絲桿位移→ 閥芯位移→流量輸出”的方式，對輸出流量進行精確控制。該閥直接接受數(shù)字 信號控制、抗污染能力強、具有較高的動態(tài)響應(yīng)等。

(3)本發(fā)明的一種高集成度數(shù)字伺服閥，在伺服閥組件的選擇上，采用動 密封的結(jié)構(gòu)進行徑向?qū)ν饷芊猓軌驕p少了閥芯運動對密封圈的磨損，進而提 高了整閥的使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種高集成度數(shù)字伺服閥結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為驅(qū)動機構(gòu)與伺服閥連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；