[发明专利]一种螺旋全桥先导级结构

说明书

技术领域

本发明属于液压、气动伺服控制技术领域，涉及一种新型的液压或气动螺旋全桥先导级结构。

背景技术

在液压、气动伺服控制技术领域，伺服阀是液压和气动流体伺服控制技术的关键部件，由于液动力的存在，使大流量的液压、气动伺服阀阀芯推动需要很大的驱动力，目前的机电作动器很难达到直接推动的目的，所以大流量的伺服阀普遍采用两级或三级控制。传统的喷嘴挡板或射流管阀采用二级液压气动放大，解决了大流量阀的设计问题，但其缺点是加工困难，对油液清洁度要求高，可靠性低。

发明内容

本发明为了解决现有伺服阀存在的问题，提出了一种新型螺旋全桥先导级结构，对于研制新型的液压、气动螺旋全桥先导级伺服阀有着很高的实用意义。

本发明提供的螺旋全桥先导级结构通过控制先导控制棒的旋转或直线运动改变可变节流孔的面积，使液压阻尼全桥失去平衡，形成压差推动二级运动活塞做直线运动，使阻尼全桥重新平衡。该结构可以利用现在已经十分成熟的旋转电机或直线电机控制技术实现先导级的控制。先导控制棒负载力矩或力极小，对电机的力矩或推力要求很低，可以选用转动惯量或惯性很小的旋转电机或直线电机，使先导级具有很高的动态特性。

本发明的螺旋全桥先导级结构包括先导控制棒、二级运动活塞、活塞筒和活塞端盖四个部分，其中的先导控制棒为圆柱形结构，外表面加工有螺旋槽；二级运动活塞加工有对称活塞，成对的通流孔，活塞杆一端加工有一个和先导控制棒直径相等的轴向中心孔，用于插入先导控制棒；活塞筒与二级运动活塞配合，使二级运动活塞可以在活塞筒中轴向滑动。

所述的螺旋全桥先导级结构利用先导控制棒的螺旋槽与二级运动活塞的通流孔形成可变节流面积，即可变液压、气动阻尼，与活塞筒上的固定节流孔形成液压、气动阻尼全桥结构，通过先导控制棒的旋转或直线运动调节可变液压、气动阻尼，使活塞左右两腔形成压差推动二级运动活塞直线运动，二级运动活塞直线运动的同时使液压、气动阻尼全桥达到新的平衡，实现了先导控制棒的转角或直线位移与二级运动活塞直线位移之间的一一对应关系，如果先导棒采用转动控制可以通过设计螺旋槽的螺距实现先导棒转角和二级运动活塞直线位移的对应比例，如果采用直动，将实现两者一比一的位移对应关系。

本发明的优点是：

1.结构简单，加工难度较低，控制方式灵活。

2.先导控制棒可以采用旋转或直动驱动，利用成熟的旋转电机或直线电机技术，降低成本。先导控制棒负载力矩或负载力极小，驱动电机可以选用转动惯量很小的旋转电机或惯性很小的直线电机，使驱动级的动态特性达到很高。

3.可变阻尼孔的阻尼变化范围大，使阻尼全桥放大系数大。如果将圆形通流孔改成与螺旋槽平行的方孔，阻尼全桥变化梯度可以更大且更加线性。

4.螺旋槽和通流孔采用对称加工，具有天然的余度，同时在弓形可变节流孔堵塞的情况下具有自清洁功能，降低了对油液清洁度的要求，大大提高了可靠性。

附图说明

图1是本发明螺旋先导级结构剖视图；

图2是本发明先导控制棒结构图；

图2a是本发明先导控制棒螺旋槽的截面图；

图3是本发明二级运动活塞结构示意图；

图3a是本发明二级运动活塞剖面图；

图4是本发明活塞筒结构示意图；

图4a是本发明活塞筒的剖面图；

图5是本发明活塞端盖剖面结构示意图；

图6是本发明螺旋液压气动先导级结构原理图；

图7是本发明螺旋先导级结构的液压阻尼全桥原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明的螺旋先导级结构做进一步详细说明。

本发明提供了一种螺旋先导级结构，如图1所示，该结构包括先导控制棒1、二级运动活塞2、活塞筒3、活塞端盖4，所述的活塞筒3套在二级运动活塞2的外部，并通过活塞端盖4进行固定，所述的活塞端盖4起到密封和限制二级运动活塞2位移的作用，先导控制棒1在二级运动活塞2内部往复旋转或直线运动，实现二级运动活塞直线运动。下面以液压为例来说明本发明的螺旋先导级结构，气动情况也同样适用。

如图2所示的是先导控制棒1的结构示意图，所述的先导控制棒1为圆柱形结构，先导控制棒1的第一端102截面上开有轴孔104，用于与电机连接，所述电机可以是旋转电机也可以是直线电机，起到带动先导控制棒1旋转或直线运动的作用。先导控制棒1的第二端103外表面加工有螺旋槽101，如图2a，螺旋槽101采用成对对称加工，用来平衡先导控制棒1的径向力。