[發明專利]一種無閥電液作動器

有效

• 申請號: 201710437836.1
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107339282B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 朱玉川;李宇陽;王振宇;羅樟;朱斌
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: F15B15/18
• 分類號: F15B15/18;F15B15/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明公開一種無閥電液作動器，包括：智能材料驅動電—機轉換器、泵頭、液壓缸、可替換錐形管模塊；智能材料驅動電—機轉換器包括外殼，安裝于外殼上端的預緊端蓋，安裝于外殼下端的底座、安裝于預緊端蓋內部的輸出桿、安裝于輸出桿下方的導向板、安裝在智能材料環形疊堆與智能材料環形疊堆之間的u型套筒、安裝在輸出桿上的測試伸出桿和測試頭；可替換錐形管模塊包括油路塊、第一圓柱形錐管和第二圓柱形錐管、第一錐管蓋和第二錐管蓋。本發明適用于在同等體積的前提下提高智能材料驅動電—機轉換器的位移，并且在作動器工作的同時可同步測得輸出桿的力與位移，同時提出了一種新型的可變換錐角的結構，提高了不同角度錐形管的可互換性。

技術領域：

本發明涉及一種無閥電液作動器，其屬于電靜液動作器技術領域。

背景技術：

作動器是目前普遍使用的一種功率電傳的執行機構，由于無人機技術的飛速發展，就要求機載作動器逐漸向著小體積、高頻響、大功率密度的方向發展。電靜液作動器是一種實現功率電傳的執行機構，智能材料具有體積小、能量密度高、響應快等特點，不斷被應用于作動器的設計與制造中。但智能材料的缺點在于位移過小，單次位移僅為微米級。因此，如何實現智能材料的位移放大，對智能材料驅動的電靜液作動器的發展具有重大意義。在電靜液作動器中，大多采用被動式換向閥，例如，采用懸臂梁式閥片，閥片出口直接與液壓缸兩個油口相連，閥片的開合通過兩側油液的壓差來控制。但被動閥式電靜液作動器會受到被動閥片開關頻率的限制從而無法做到高頻，輸出流量受到限制。

在智能材料電靜液作動器中，正確認識輸入的位移與輸出的流量、壓力之間的關系可以更好地認識作動器的內部原理，因此在作動器工作的同時可以同步測得智能材料的位移與力對認識作動器的內部原理、提高作動器的工作性能具有重大意義。

發明內容：

本發明是為了解決上述現有技術存在的問題而提供一種無閥電液作動器,能夠提高輸出流量、測試的同步性和錐形管的互換性。

本發明所采用的技術方案有：一種無閥電液作動器，包括智能材料驅動電—機轉換器、泵頭、液壓缸、可替換錐形管模塊；

所述智能材料驅動電—機轉換器包括外殼、安裝于外殼內第一智能材料環形疊堆與第二智能材料環形疊堆、安裝于外殼上端的預緊端蓋、安裝于外殼下端的底座、安裝于預緊端蓋內部的輸出桿、安裝于輸出桿下方的導向板、安裝在第一智能材料環形疊堆與第二智能材料環形疊堆之間的u型套筒、安裝在預緊端蓋和輸出桿之間的預壓碟簧、安裝在輸出桿上的測試伸出桿和測試頭；

所述可替換錐形管模塊包括油路塊、嵌入在油路塊內部的第一圓柱形錐管和第二圓柱形錐管、與油路塊相連的第一錐管蓋和第二錐管蓋，所述第一圓柱形錐管與第一錐管蓋、第二圓柱形錐管與第二錐管蓋分別壓緊，所述油路塊下端面與泵頭相連接，上端面與液壓缸相連接，泵罩下端內壁表面與智能材料電-機轉換器的外殼上端外壁表面螺紋連接，泵罩上端內壁表面與泵頭下端外壁表面相連接。

進一步地，所述預緊端蓋與外殼上端內壁面螺紋連接，導向板與外殼內壁面螺紋連接，所述底座通過螺栓方式安裝于外殼下端，輸出桿與導向板內壁表面面接觸，所述輸出桿下端面與第二智能材料環形疊堆上端面面接觸，第二智能材料環形疊堆下端面與u型套筒內下端面面接觸，所述u型套筒外上端面與第一智能材料環形疊堆上面面接觸，第一智能材料環形疊堆與底座上表面接觸。

進一步地，所述預緊端蓋在旋緊的情況下壓縮預壓碟簧使其產生預壓力，壓力傳遞給下端的輸出桿，輸出桿將壓力傳遞給其下端的第二智能材料環形疊堆，使第二智能材料環形疊堆具有一定預壓力，第二智能材料環形疊堆將剩余壓力傳遞給其下部的u型套筒的內部，所述u型套筒通過其外部邊緣與第一智能材料環形疊堆的上端接觸的部分將壓力傳遞給第一智能材料環形疊堆，使第一智能材料環形疊堆具有一定的預壓力，第一智能材料環形疊堆下端與底座相接觸，以使第一智能材料環形疊堆與第二智能材料環形疊堆同時具有預壓力。