[发明专利]一种双阀芯转阀控制型步进液压马达

说明书

一种双阀芯转阀控制型步进液压马达，包括双阀芯转阀、同步带传动机构、双出轴液压马达、角度传感器和油管，双阀芯转阀包括空心步进电机、阀体、被动阀芯和主动阀芯，同步带传动机构包括同步带大轮、同步带和同步带小轮，空心步进电机与双阀芯转阀的主动阀芯连接，双阀芯转阀的被动阀芯连接同步带大轮，双出轴液压马达后端的输出轴连接同步带小轮，双出轴液压马达通过同步带对双阀芯转阀形成机械负反馈，角度传感器除可实时监控双出轴液压马达的角度，还可通过外接控制器形成双出轴液压马达对双阀芯转阀的电气负反馈。该步进液压马达结构简单、可靠性高、成本低且具有运行状态实时监控，能对负载变化、内泄以及死区等因素进行电气补偿。

技术领域

本发明属于电液控制技术领域，具体涉及一种双阀芯转阀控制型步进液压马达。

背景技术

液压马达广泛应用于各种电液控制领域。液压马达的精确控制通常是以电液伺服阀或电液比例阀作为控制元件，通过角度传感器、控制器和控制算法形成电气负反馈的方法来实现。但是电液伺服阀或电液比例阀成本较高，维护要求较高，还需要对控制算法的参数进行整定，因此这种方法虽然能够实现高精度，但价格和维护的成本以及调试的复杂程度较高。步进液压马达（也称数字液压马达）采用机械负反馈，将电机、单级伺服阀、液压马达有机结合起来，其位置和速度控制方法等同于步进电机控制，一个脉冲对应一定的转角，脉冲频率对应速度，不需要其他的控制算法，虽然精度稍低，但应用方便且可靠性较高，在对精度要求不高的场合有着较大的应用市场。目前步进液压马达多采用滑阀结构，滑阀的液动力大，步进电机需要减速机构增加力矩才能驱动，阀芯和阀套配合尺寸较长，配合地方均需要精密加工。反馈机构多采用齿轮传动幅，由于步进电机输出的为旋转角度，滑阀的输入为直线位移，因此步进电机控制滑阀运动需要旋转到直线的转换机构，目前多采用滚珠丝杆。而液压马达对滑阀的机械反馈机构多采用齿轮副，但普通齿轮副精度较低、高精密的齿轮副价格较高且从动齿轮与主动齿轮旋转方向相反。

发明内容

为了克服以上不足，本发明设计了一种双阀芯转阀控制型步进液压马达，该步进液压马达以液动力小且加工简单的转阀取代滑阀，以同步带取代齿轮副，增加了角度传感器，除实时监控液压马达的运行状态外，还能够根据应用场合的需求加入电气负反馈对负载变化、内泄以及死区等因素进行补偿。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种双阀芯转阀控制型步进液压马达，包括双阀芯转阀、同步带传动机构、双出轴液压马达、角度传感器和油管，所述双阀芯转阀包括空心步进电机、阀体、被动阀芯和主动阀芯，所述同步带传动机构包括同步带大轮、同步带和同步带小轮，所述空心步进电机与所述主动阀芯连接，所述被动阀芯连接同步带大轮，所述双出轴液压马达后端的输出轴连接同步带小轮，所述角度传感器安装在同步带小轮上，双出轴液压马达通过同步带形成对双阀芯转阀的机械负反馈。

进一步优化，所述主动阀芯上有两个凸肩，被动阀芯上开设两个矩形油口和两个圆形油孔，凸肩宽度与矩形油口宽度相同，主动阀芯和被动阀芯、被动阀芯和阀体构成间隙配合，使得主动阀芯能够在被动阀芯内旋转，被动阀芯能够在阀体内旋转，旋转使得凸肩和矩形油口相对位置发生改变，构成可变节流口。

进一步优化，所述双出轴液压马达带动同步带小轮旋转，经同步带传动驱动同步带大轮旋转，同步带大轮带动转阀的被动阀芯旋转以形成机械负反馈，使得被动阀芯与主动阀芯构成的节流口逐渐关闭，当节流口完全关闭，液压马达停止旋转。

进一步优化，所述步进液压马达在一个脉冲指令下的旋转角度等于空心步进电机旋转角度与同步带的传动比的乘积，旋转速度等于脉冲指令的频率与旋转角度的乘积。

进一步优化，所述双出轴液压马达的前端接外负载，角度传感器实现液压马达运行状态的实时监控，还能通过增加控制其形成电气负反馈补偿压力负载、内泄以及死区等因素对控制精度带来的影响，从而提高步进液压马达的精度。

本发明的有益效果为：