專利名稱：一種液壓閥的直線伺服裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓閥的直線伺服裝置。
背景技術(shù)：
液壓閥液壓傳動系統(tǒng)中的控制元件，是工業(yè)生產(chǎn)控制中的常用部件，用來控制液體的方向、壓力和流量。它由閥體、閥芯和液體流動通道等組成。其閥芯的控制可采用手動、 機動、液動、電動、電液動等，而電動控制由于與控制電路相聯(lián)系，易于實現(xiàn)自動化而得到廣泛的應(yīng)用。但通常的電磁閥采用線圈通電后吸動銜鐵芯，再由鐵芯帶動閥芯產(chǎn)生運動，再在失電后由彈簧復(fù)位銜鐵芯和閥芯，從而控制液流的通斷。這種控制方法由于通電的一霎那銜鐵芯運動沖擊較大，因此，被控制物體通常會經(jīng)歷運動狀態(tài)的劇烈改變，不利于被控物體狀態(tài)的精確控制。尤其在比例閥的控制中，采用直流比例電磁鐵的單線圈控制銜鐵的吸力大小與彈簧力的平衡方法，控制開口大小從而達到比例控制速度、壓力、流量的大小，更是受彈簧彈力變化、控制精度低，限制了比例閥的應(yīng)用。現(xiàn)有的線圈控制銜鐵芯運動的原理如下圖1所示。當勵磁線圈D通電時，由軟磁材料做成的導(dǎo)磁圓筒B和導(dǎo)磁環(huán)C將被線圈D的磁場磁化為電磁鐵，對銜鐵C產(chǎn)生吸力，當由圖1 (a)的位置1吸到圖1 (b)的位置2時，銜鐵C將不再運動。這種運動速度不受控制，銜鐵C由位置1到達平衡位置2的時間很短，控制精度低。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、控制精度較高的液壓閥的直線伺服裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的液壓閥的直線伺服裝置，包括相間設(shè)置的第一、第二筒體，分別套設(shè)于第一、第二筒體上的第一、第二勵磁線圈，分別設(shè)于所述第一、第二筒體內(nèi)的第一、第二銜鐵，用于連接第一、第二銜鐵的隔磁體；第一銜鐵的外側(cè)端與所述液壓閥的閥芯剛性連接；第一、第二勵磁線圈的電源端分別與第一、第二 PWM脈沖直流電源相連；第一、第二 PWM脈沖直流電源與一適于控制該第一、第二 PWM脈沖直流電源輸出的 PWM脈沖的平均電壓比而控制所述閥芯的位移、進而控制所述液壓閥的開口大小的智能控制器相連。進一步，為增強電磁控制效果，所述第一、第二筒體為導(dǎo)磁筒，第一、第二筒體的兩端部分別連接有第一、第二導(dǎo)磁環(huán)。進一步，為確?？刂菩Ч龅谝?、第二筒體同軸設(shè)置；所述的隔磁體為用于剛性連接所述第一、第二銜鐵的柱形體。具體實施時，筒體內(nèi)設(shè)有潤滑油。所述液壓閥所在的管路上設(shè)有與所述智能控制器相連的、用于檢測所述液壓閥的開口大小的流量傳感器。此時的所述液壓閥的開口大小適于通過液壓值和單位流量計算得
出ο與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點(1)本實用新型采用雙線圈控制銜鐵芯代替原來的電一機械結(jié)構(gòu)的直流比例電磁鐵，可以精確、逐漸地控制開口的大小，避免了被控制物體出現(xiàn)運動狀態(tài)的劇烈改變的情況。具體是采用一智能控制器逐漸調(diào)整第一、第二 PWM脈沖直流電源輸出的PWM脈沖平均電壓比，以控制所述液壓閥的開口大小。

圖1 (a)和圖1 (b)現(xiàn)有技術(shù)中的單線圈控制銜鐵芯運動的液壓閥的直線伺服裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例中的液壓閥的直線伺服裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中的直線伺服裝置中的銜鐵處于另一位置的示意圖；圖4為所述直線伺服裝置控制閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。實施例1如圖2-4，本實施例的液壓閥的直線伺服裝置包括相間設(shè)置的第一、第二筒體2、 12，分別套設(shè)于第一、第二筒體2、12上的第一、第二勵磁線圈4、14，分別設(shè)于所述第一、第二筒體2、12內(nèi)的第一、第二銜鐵3、13，用于連接第一、第二銜鐵3、13的隔磁體5 ；第一銜鐵3的外側(cè)端與所述液壓閥6的閥芯7剛性連接；第一、第二勵磁線圈4、14的電源端分別與第一、第二PWM脈沖直流電源相連；第一、第二PWM脈沖直流電源與一適于控制該第一、第二 PWM脈沖直流電源輸出的PWM脈沖的平均電壓比而控制所述閥芯的位移、進而控制所述液壓閥的開口大小的智能控制器相連。其中，智能控制器與第一、第二 PWM脈沖直流電源的電路結(jié)構(gòu)和原理，可參見《PIC 單片機控制的μ s級PWM脈沖電源的研究》，文獻出處《電加工與模具》，2011年03期。所述第一、第二筒體2、12為導(dǎo)磁筒，第一、第二筒體2、12的兩端部分別連接有第一、第二導(dǎo)磁環(huán)1、11。所述第一、第二筒體2、12同軸設(shè)置；所述的隔磁體5為用于剛性連接所述第一、第二銜鐵3、13的柱形體。所述液壓閥6所在的管路上設(shè)有與所述智能控制器相連的、用于檢測所述液壓閥的開口大小的流量傳感器。如圖2，第一、第二銜鐵3、13之間使用隔磁體5 (如銅)進行剛性連接，在兩個勵磁線圈和銜鐵相同的情況下，當?shù)谝?、第?PWM脈沖直流電源分別輸出的脈沖電壓Ul和U2同時使用寬度相同的PWM脈沖分別驅(qū)動第一、第二勵磁線圈時，脈沖電壓Ul和U2的平均電壓相等，所產(chǎn)生的磁場吸力也相等；但由于第二銜鐵13在圖示的情況下是平衡的，沒有軸向力產(chǎn)生，而第一銜鐵3沒有到達平衡位置，受到向右軸向力的作用，會帶動第二銜鐵13向右運動。但隨著第二銜鐵13的向右移動，也處于不平衡位置，受到向左軸向力的作用，當兩個力大小相等后第一、第二銜鐵3、13停止運動，達到圖3所示的平衡位置。如果第一脈沖電壓Ul的PWM脈沖平均電壓小于第二脈沖電壓U2的，那么平衡位置將向小平均電壓的第一銜鐵3的方向移動。顯然，脈沖電壓Ul和U2的PWM脈沖平均電壓影響著各銜鐵的平衡位置，每一個平均電壓對應(yīng)一個平衡位置，因此，只要脈沖電壓Ul和U2的PWM脈沖平均電壓比逐漸變化，平衡位置就逐漸受控制地緩緩移動，達到精確控制的目的。圖4中的閥芯7受第一銜鐵3的控制產(chǎn)生左右運動，從而通過控制所述液壓閥6 的開口 h大小，進而控制進口流量ql至出口流量q2的多少，實現(xiàn)精確地比例控制。(實施例2)所述的液壓閥的直線伺服裝置的工作方法，包括液壓閥6在其復(fù)位彈簧8的作用下，其初始位置為閉合狀態(tài)；當需要開啟該液壓閥6至預(yù)設(shè)開口大小時，智能控制器先控制第一、第二 PWM脈沖直流電源分別輸出由零開始逐漸增強的第一、第二 PWM脈沖，同時逐漸改變第一、第二 PWM 脈沖的平均電壓比，以使所述第一、第二銜鐵3、13上的磁力失衡并克服該液壓閥8內(nèi)的復(fù)位彈簧8的作用力，并使該液壓閥8內(nèi)的閥芯7發(fā)生緩緩位移，以緩緩開啟該液壓閥8，直至該液壓閥8的開口達到預(yù)設(shè)大小時，保持當前的所述第一、第二 PWM脈沖平均電壓比，此時所述閥芯在所述第一、第二銜鐵3、13的作用下處于平衡位置，使所述液壓閥6的開口大小保持不變；當需要調(diào)整該液壓閥6的開口大小時，智能控制器逐漸調(diào)整所述第一、第二 PWM脈沖平均電壓比，此時的所述閥芯7在所述第一、第二銜鐵3、13的作用下緩緩調(diào)整平衡位置， 直至所述液壓閥6的開口達到所需大小時，停止改變所述第一、第二 PWM脈沖的平均電壓比，此時的閥芯7停止在第二平衡位置；當需要關(guān)閉該液壓閥6時，智能控制器相應(yīng)逐漸調(diào)整所述第一、第二 PWM脈沖平均電壓比，以使所述閥芯7在所述第一、第二銜鐵的作用下緩緩向閉合位置位移，直至所述液壓閥6關(guān)閉時，停止輸出所述第一、第二 PWM脈沖。所述智能控制器通過所述流量傳感器檢測所述液壓閥6的開口大小，以逐漸、實時調(diào)整第一、第二 PWM脈沖的平均電壓比，使所述液壓閥6的開口大小保持在預(yù)設(shè)大小。本實用新型的上述實施例僅為說明本實用新型所作的舉例，而本實用新型實施方式并不局限于此。對于屬于本實用新型的精神與原理下所作的修改、組合、簡化、替代等均為等效替換，都仍然包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種液壓閥的直線伺服裝置，其特征在于包括相間設(shè)置的第一、第二筒體，分別套設(shè)于第一、第二筒體上的第一、第二勵磁線圈，分別設(shè)于所述第一、第二筒體內(nèi)的第一、第二銜鐵，用于連接第一、第二銜鐵的隔磁體；第一銜鐵的外側(cè)端與所述液壓閥的閥芯剛性連接；第一、第二勵磁線圈的電源端分別與第一、第二 PWM脈沖直流電源相連；第一、第二 PWM脈沖直流電源與一適于控制該第一、第二 PWM脈沖直流電源輸出的PWM 脈沖的平均電壓比而控制所述閥芯的位移、進而控制所述液壓閥的開口大小的智能控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓閥的直線伺服裝置，其特征在于所述第一、第二筒體為導(dǎo)磁筒，第一、第二筒體的兩端部分別連接有第一、第二導(dǎo)磁環(huán)；所述第一、第二筒體同軸設(shè)置；所述的隔磁體為用于剛性連接所述第一、第二銜鐵的柱形體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓閥的直線伺服裝置，其特征在于所述液壓閥所在的管路上設(shè)有與所述智能控制器相連的、用于檢測所述液壓閥的開口大小的流量傳感器。
專利摘要本實用新型屬于一種液壓閥的直線伺服裝置，其包括相間設(shè)置的一對筒體，分別套設(shè)于該對筒體上的第一、第二勵磁線圈，分別設(shè)于該對筒體內(nèi)的第一、第二銜鐵，用于連接第一、第二銜鐵的隔磁體；第一銜鐵的外側(cè)端與所述液壓閥的閥芯剛性連接；第一、第二勵磁線圈的電源端分別與第一、第二PWM脈沖直流電源相連；第一、第二PWM脈沖直流電源與一適于控制該第一、第二PWM脈沖直流電源輸出的PWM脈沖的平均電壓比而控制所述閥芯的位移、進而控制所述液壓閥的開口大小的智能控制器相連。本實用新型采用雙線圈控制銜鐵芯代替單線圈直流比例電磁鐵，可以精確、逐漸地控制開口的大小，避免了被控制物體出現(xiàn)運動狀態(tài)的劇烈改變的情況。
文檔編號F15B13/00GK202194875SQ20112028729
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者楊浩軒, 楊龍興 申請人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院