[发明专利]转矩控制和反馈装置

说明书

用于斜盘式结构的液压轴向活塞单元的转矩控制和反馈装置包括用于设定斜盘的倾斜角的位移控制单元。反馈基部联接到斜盘，使得反馈基部可以与斜盘一起旋转。反馈基部中的反馈活塞可以通过从高压侧取出的液压流体加压，以在可枢转摇杆上施加摇杆转矩。具有转矩控制阀阀芯的转矩控制阀反抗摇杆偏置，以抵消摇杆转矩，从而能够打开或关闭连接到伺服单元的伺服连接管线，以通过位于伺服单元中的伺服活塞调节斜盘的倾斜角Θ。

技术领域

本发明的公开内容总体上涉及一种转矩控制和反馈装置，更具体地涉及一种用于装备有伺服系统的斜盘式结构的可变位移液压轴向活塞单元的控制和反馈装置。还公开了一种用于斜盘倾斜角位置控制的方法。

背景技术

可变位移液压轴向活塞单元通常是已知的，并且用于将可调节的加压流体流动转换成机械能，反之亦然，将机械能转换成加压流体流动。加压流体的流动用于驱动致动器，例如与移动机床、连杆和/或推进应用相关联的气缸或液压马达。基于致动器的需求，液压轴向活塞单元的位移增大或减小，使得致动器以预期的速度和/或预期的力移动工具、连杆和/或推进应用。所使用的典型的可变位移液压轴向活塞单元被称为斜盘式液压轴向活塞单元。可变位移液压轴向活塞单元具有旋转的缸体，该缸体具有可轴向移动的活塞，该活塞与可倾斜的斜盘接合，该斜盘改变活塞的冲程。液压轴向活塞单元的位移与缸体内活塞的冲程和斜盘的倾斜角成比例。

为了选择性地规定斜盘的位置，使用位移控制来响应命令输入，以改变斜盘位置。位移控制采用多种形式，但在大多数情况下，其允许操作员手动选择所需的斜盘位置和相应的液压轴向活塞单元位移。历史上，液压轴向活塞单元的斜盘已经根据操作员命令，通过连接到斜盘一侧的一个或多个致动器倾斜到所需角度。当致动器伸出或缩回时，使斜盘围绕枢转轴线倾斜。这通常由包括伺服活塞的伺服单元完成，通过在伺服活塞的一侧或两侧传导伺服压力下的液压流体来设定该伺服活塞在伺服气缸中的位置。通常通过包括控制阀芯的控制单元来调节作用于伺服活塞上并且克服伺服弹簧的伺服压力。响应于各种输入来控制与控制阀芯相关联的一个或多个电磁阀，从而将加压流体引导至致动器/伺服活塞以使致动器伸出，或者将流体从致动器排出以使致动器缩回，从而调节斜盘的倾斜角。

尽管上述电磁致动器在功能上足以控制液压轴向活塞单元，但在某些情况下它们可能是有问题的。例如，当螺线管致动器的电源发生故障或当用于控制螺线管致动器的输入故障时，斜盘的倾斜角可能被不正确地调节或根本不调节。斜盘角的位置例如机械地传递到反馈弹簧上，该反馈弹簧本身通过在控制阀芯上产生的力的平衡来定位。通过反馈斜盘的位置，例如，通过附装在斜盘上的反馈销，将反馈弹簧力传递回控制阀芯。由此，将控制阀芯缸中的控制阀芯位置调节到与指令位置不同的斜盘位置。因此，最终需要校正以满足操作员输入信号。因此，工作管线特别是高压传导工作管线中的液压的波动导致控制阀芯位置的调节，因为只将斜盘位置反馈到控制阀芯上。

作为机械反馈的替代，在现有技术中还使用电子比例斜盘角位置控制。然而，所有这些反馈控制都具有昂贵的电子和/或机械和/或液压斜盘角位置反馈装置，以将斜盘角反馈给控制单元。另外，在斜盘或伺服活塞和/或控制阀芯之间的反馈机构的装配需要很大的努力。

总而言之，这导致构建系统以实现对液压轴向活塞单元的完全控制的高成本。因此，本发明的主要目的是提出一种简单、精确且有成本效益的装置和一种在液压机上提供旋转角度位置控制的方法。因此，斜盘倾斜角位置反馈应该导致根据液压轴向活塞单元处出现的高压水平来调节斜盘角位置。此外，本发明的目的是将斜盘位置反馈信号和高压水平信号组合在一起，以将液压轴向活塞单元的性能调节到操作员的输入命令。

发明内容