>[0030]阀芯的阀瓣设有对称的四个，一种暂态位置是:中间一对阀瓣对应通道A、B的环形槽位置，阀芯的中心与P通道位置对应，外侧的一对阀瓣与中间的一对阀瓣之间完全开放一对T通道，使得阀芯的中心在向A通道侧移动时，P、A通道由逐渐到完全相通，B、T通道也同时由逐渐到完全相通；阀芯的中心在向B通道侧移动时，P、B通道由逐渐到完全相通，A、T通道也同时由逐渐到完全相通。以一种非常简单的结构完成标准的三位四通换向阀的动作切换过程。
[0031]如图2所示，A、B通道的油通过配油套内的环形槽和复用配油轴5上的通道a、b分别与复用配油轴5上的进、回液腔相通，进、回液腔之间被隔墙密封。配油套4上的径向孔①一⑤与复用配油轴5上的进、回液腔的位置相对应。并与缸体孔①一⑤对应相通。
[0032]如上所述的内闭环伺服液压马达的控制方法是，在准备状态下，所述阀芯3的两道凸沿11分别对位所述复用配油轴5的环形槽a和环形槽b，使各口油路均不连通，配油套4的A 口对应图中的径向孔①一③，B 口对应图中的径向孔④、⑤分别连接所述液压马达7的油路缸体孔①一③和缸体孔④、⑤。
[0033]操作作为所述控制电机I的步进电机，令其输出轴通过所述转换器2带动所述阀芯3按照指定速度和方向旋转，所述阀芯3与所述复用配油轴5配合产生预定方向的正轴向移动，使P 口与A 口开始连通并增大连通开度的趋势，液压马达驱动所述转轴8旋转并带动所述十字接头6和所述复用配油轴5同步旋转，所述十字接头6的旋转对所述阀芯产生负轴向移动的反向控制，阀芯反向移动使P 口的油路开度减小，或者阀芯的反向移动趋势减慢了阀芯的正向移动速度，对所述P 口的油路开度实现负反馈调节，直至稳定。
[0034]在进行位置控制时，当转轴接近设定位置时，阀芯逐渐反向移动，关小P 口油路的开度，转轴到达设定位置时，阀芯回到原始位置，P 口油路重新被封堵，转轴位置被锁定。
[0035]在进行速度控制时，步进电机持续接收到指令脉冲，转轴转速未达到指令设定速度时，阀芯位置由十字接头进行电机转速与转轴转速的相互低消后的差别决定，压力油由没有封闭的油路进入对应的液压马达径向孔，提供对曲轴的加速推动力，直到指令转速与转轴的转速相等。当指令转速降低时，阀芯被十字接头推动反向移动，油路由正向供油到封闭供油，可能转为反向供油以降低转轴速度。由此使转轴的输出转速得到调节。
[0036]通过改变所述阀芯与所述复用配油轴螺纹副的螺距或螺纹头数，改变反馈调节的灵敏度。
[0037]在图2中所示位置，高压液体由配油套上的P 口输入，当步进电机正转时，阀芯3打开，A 口所在腔为压力腔，通过回转体上孔道和配油套上①、②，③孔进入相应的①、②，③号缸孔的顶部。于是，这三个缸孔中的活塞上均作用有液压力。通过连杆作用至曲轴的圆柱表面，并指向曲轴的几何中心O1，对曲轴的回转中心O产生扭矩，使曲轴克服负载而逆时针旋转，转轴8跟随曲轴转动。曲轴旋转时，缸孔①、②、③的容积增大，不断进液；同时缸孔④、⑤里的活塞在曲轴、连杆的作用下缩回.容积减小并经配油套上的孔④、⑤回液。当回转体随曲轴转过一个角度后，配油套上的孔③便被回转体的隔墙封闭，这时缸孔③中的活塞和连杆轴心线与OO1连线重合。缸孔③的容积达到最大，于是缸孔③在此瞬问既不进液，也不回液。但曲轴在①、②号缸孔的活塞推动下仍继续旋转，转过很小的角度后，缸孔③便与回液腔接通开始回液，然后缸孔⑤由回液工况变为进液工况，如此不停地循环下去，使马达旋转，并输出扭矩。
[0038]复用配油轴5的转动通过螺纹副使阀芯3产生关阀运动，当关阀运动的距离与开阀运动距离相同时，阀口封闭，液压马达停止转动，从而实现了位置控制。如果步进电机继续旋转，液压马达就跟随步进电机不停旋转，从而实现液压马达的速度控制。
[0039]如果步进电机I反向旋转，则B腔为压力腔，通过回转体上孔道和配油套上④、⑤孔进入相应的④、⑤号缸孔的顶部，液压马达顺时针旋转，运动过程与上述相同。
[0040]由此可见，设定所述步进电机的输出转速为V，使所述液压马达的转轴8输出转速跟随为V，转动方向与设定方向一一对应。
[0041]在转速控制过程中，可以有下述关系:使用步距角为Θ的步进电机作为控制电机I，所述液压马达的连续恒定输出转速为R，则连续给定步进电机恒定的脉冲序列满足下式:P = 360*R/ Θ，其中P表示步进电机的给定脉冲频率，由设定步进电机不同方向的脉冲序列决定输出转向；
[0042]阀芯的轴向移动距离=十字接头的螺纹螺距* (设定转速-转轴转速)；
[0043]使用步距角为Θ的步进电机，所述液压马达的输出转角为Φ，则给定步进电机的脉冲个数为:[Φ/Θ]，运算符“[]”表示取整。当Φ/Θ可整除时可得到较为准确的转角。
【主权项】
1.一种内闭环伺服液压马达，其特征在于:包括液压马达(7)、复用配油轴(5)、配油套(4)和控制电机⑴； 所述液压马达(7)的转轴(8)通过十字接头(6)连接圆柱形的复用配油轴(5)，所述复用配油轴嵌套于配油套(4)内； 所述复用配油轴(5)既作为液压马达的配油轴又是液压阀的阀体，其中心开设有柱形的空腔，空腔的内壁垂直于轴向开设有环形槽，空腔内设有阀芯(3)，所述阀芯(3)的凸沿宽度与所述复用配油轴(5)内环形槽的宽度相适应，所述环形槽与阀芯(3)构成三位四通阀，所述配油套(4)内开设有由所述环形槽与所述复用配油轴构成的配油盘，以及连通到外壁的油路； 所述阀芯的一端与所述复用配油轴(5)螺纹连接，阀芯的另一端通过转换器(2)与控制电机⑴的输出转轴连接。
2.根据权利要求1所述的内闭环伺服液压马达，其特征在于:所述配油套⑷在其外壁的油路开口分别为连接压力油路的P 口、连接回油油路的T 口、连接负载油路的A 口和B口，油路接口对应所述环形槽的位置分配为:设有5道环形槽，中间环形槽对应P 口油路，两端环形槽对应连通T 口油路，T 口与P 口对应的环形槽t和环形槽P之间分别为A 口和B 口对应的环形槽a和环形槽b，所述阀芯设有两道凸沿，使所述阀芯与所述复用配油轴构成一个三位四通换向阀。
3.根据权利要求1所述的内闭环伺服液压马达，其特征在于:所述液压马达为曲轴连杆式径向柱塞液压马达，也可为柱塞式液压马达、叶片式液压马达、齿轮式液压马达、螺杆式液压马达、摆线式液压马达。
4.根据权利要求2所述的内闭环伺服液压马达，其特征在于:所述液压马达(7)使用曲轴连杆式径向柱塞液压马达，所述配油套(4)的A 口或B 口设有相互连通的多个，数量与液压马达的正向油缸接口相配且——对应连通，配油套⑷的B 口或A 口设有相互连通的多个，数量与液压马达的反向油缸接口相配且一一对应连通，所述配油套的A 口和B 口连通到配油套的内壁对应复用配油轴的环形槽a和环形槽b的环形位置上均匀分布，使所述复用配油轴的a 口和b 口在旋转过程中对应切换配油套的A 口或B 口。。
5.根据权利要求1所述的内闭环伺服液压马达，其特征在于:所述控制电机为步进电机。
【专利摘要】一种内闭环伺服液压马达，液压马达的转轴通过十字接头连接圆柱形的复用配油轴，复用配油轴嵌套于配油套内；复用配油轴的中心设有柱形的阀芯，阀芯的一端与复用配油轴螺纹连接，阀芯的另一端通过转换器与控制电机的输出转轴连接，阀芯可在复用配油轴内轴向滑移形成滑阀；通过步进电机控制阀芯的轴向开阀移动实现液压马达的转动，马达转角通过复用配油轴的反馈调节使滑阀产生关阀运动实现液压马达对步进电机的跟踪。本实用新型无需控制闭环，即可完成现有技术中复杂的位置闭环和速度闭环调节，可实现速度、转向、和位置控制，有较快的响应速度和高的可靠性，实现极低的故障率的同时大幅降低了系统的开发、调试时间和费用。
【IPC分类】F03C1-04, F03C1-40
【公开号】CN204591579
【申请号】CN201520223810
【发明人】邢朔, 盛玮
【申请人】武汉海力威机电科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月13日