[实用新型]流体系统数字化的脉冲数字流传动、控制装置

说明书

所属技术领域

本实用新型属于机械工程中的流体传动控制技术，主要提出一种流体系统数字化的脉冲数字流传动、控制装置。

背景技术

随着计算机的日益发展和广泛应用，采用计算机对流体传动系统进行实时数字控制是流体技术今后发展的一个重要趋向。但流体传动与控制技术要能更好地、更方便地与计算机技术相结合，最重要的就是要把流体传动与工作时的信息能用数字形式进行给定，加以表示和得以实现。目前所采用的方法主要有以下几种：

1、D/A转换方式：

将计算机给出的数字信号经由D/A转换装置，变为模拟电信号，再操纵比例阀或电液伺服阀去控制流体系统。

2、脉冲调制方式：包括脉宽调制(PWM)、脉幅调制(PAM)、脉频调制(PFM)、脉数调制(PNM)、脉码调制(PCM)等在内的脉冲调制方式，它们的共同特点是输出与调制脉冲信号对应的模拟流体，实现平均流量的控制。

3、步进电机驱动方式：用步进电机作为D/A转换器，由计算机所给出的数字量经电平转换、功率放大后，驱动步进电机带动机械转换装置，所构成的数字流量阀、数字方向流量阀、数字压力阀、步进马达和步进油缸等。

4、位置传感器方式：采用特殊的结构和材料，通过活塞位置传感器得出活塞位置的数字信号，从而构成数字油缸。

综合以上几种流体动力系统与计算机结合的形式可知，这些方法，或者是借助于控制电信号的形式变化(D/A转换、脉冲调制)，或者是对流体元件结构进行特殊设计(位置传感器方式)，因此中间环节多，结构复杂，流体动力元件的动作和被控数字信号之间，对应关系不明晰，对于计算机的处理和控制也不方便。

发明内容

本实用新型的目的即是提出一种流体系统数字化的脉冲数字流传动、控制装置，将系统中的工作流体进行离散和量化，把流体的连续模拟式流动转变为一系列的确定量流体脉冲，从而使流体系统能以数字控制的方式工作。

本实用新型采用下述技术方案完成其发明任务：包括有能源供给部分(工作流体供给机构)，流体开关阀和流体动力元件；设置将连续模拟流动的流体转变为一系列的、可计数的、确定量的流体脉冲的电-流体脉冲发生器，电-流体脉冲发生器连接能源供给部分，电-流体脉冲发生器输出连接流体动力元件，电-流体脉冲发生器产生与流体脉冲一一对应的电脉冲信号，电-流体脉冲发生器连接计算机，计算机接收电-流体脉冲发生器的电脉冲信号，并进行计数、运算、比较等处理，控制流体开关阀的工作状态。

电-流体脉冲发生器中具有流体脉冲发生器和电脉冲发生器，流体脉冲发生器内具有在工作流体作用下往复运动且每次运动输出一个流体脉冲的活塞，电脉冲发生器中设置检测活塞位置变化的位置传感器，具有对位置传感器开关信号进行处理、输出电脉冲信号的信号处理电路。

流体脉冲发生器中的换向阀，其两个出口分别接活塞缸两端的油口，推动活塞依次向两个方向动作，换向阀的两个出口还分别通过一个单向阀与活塞杆两个端部的油腔连通，推动活塞杆与活塞同时动作，活塞杆两个端部的油腔分别通过单向阀与驱动流体动力元件的油路连通，并设置使两个活塞往复运动的换向机构。

流体脉冲发生器中的换向机构为：是在活塞杆两侧开置环槽，环槽X通过油口a、b，环槽Y通过油口g、h与压力油入口和换向阀连通；环槽X通过油口c、d，环槽Y通过油口e、f与油箱和换向阀连通。

本实用新型涉及的流体可为液体、气体。

本实用新型涉及的流体动力元件可为泵、阀、马达、油缸等。

本实用新型是把流体动力系统中的连续流体离散量化为一连串的脉冲流，每一个流体脉冲由相应的电子脉冲信号伴随。因此流体系统中的流体就由原来的连续模拟式流动变为可控的离散数字式流动，这里所谓的模拟式流动是指流体动力系统中管道里流动的流体流量随着时间连续变化，而数字式流动则是指流体动力系统中管道里流动的流体流量是由可计数的、并且是可控的一连串流体脉冲组成。每一个流体脉冲即为对模拟式流动的流体进行离散的一个量化单位，每一个流体脉冲对流体动力元件所执行的动作即为对该流体动力元件的一个脉冲当量。