专利名称：机械控制式步进液压马达的制作方法
技术领域：
本实用新型属液压马达技术领域，是由机械装置控制液压马达步进运动的 技术。
技术背景传统意义的步进马达是由脉冲式电信号控制的电机来实现步进运动的，或 者是由伺服控制装置来实现马达的步进运动的。传统的步进马达存在的不足是 控制部分较复杂，易受外部信号干扰，稳定性及可靠性相对较差，步进到位时 易产生过冲现象。 发明内容本实用新型的目的是设计一种由机械控制式歩进液压马达。本实用新型的 技术方案是机械控制式步进液压马达,由旋转阀、径向柱塞马达、连接油路和控 制系统构成，其结构在于所述的控制系统是由安装在径向柱塞马达输出轴上的 凸轮、安装在旋转阀轴上的控制臂、固定安装在基座上的旋转电磁铁和拉簧构 成的机械反馈闭环控制系统，所述的凸轮是二阶式阶梯形曲线凸轮，凸轮外圆 曲线由多段不同曲率的曲线圆滑联接构成，所述的控制臂是两个共扼的刚性长 条形臂， 一个长条臂的前端装有滚轮，滚轮与凸轮的第一台阶的外圆曲线相接 靠，另一个长条臂的前端带有弯钩，弯钩的尖端与凸轮的第二台阶外圆曲线相 接靠，控制臂的后端带有拨动条，拨动条与旋转电磁铁的拨动装置相接靠，控制臂的后端与拉簧连接；所述的控制臂的与旋转阀的轴连接的轴套、与旋转电磁铁接靠的拨动条和 与凸轮接靠的两个长条形臂是制成一体的；所述的控制臂的两个臂之间的夹角为60 120度；所述的凸轮的外圆曲线，其与控制臂的滚轮接靠的第一台阶曲线的初始位 置处是一段与滚轮外圆直径相同的圆弧形的卡位曲线，与圆弧连接的是一段斜 线，与斜线连接是另一段斜率不同的斜线，接着的连线是圆弧线，在圆弧线与 卡位曲线的另一端之间的连线是一段斜线；凸轮与控制臂的弯钩接靠的第二台 阶曲线的初始位置处，弯钩尖端与凸轮曲线之间留有间隙，第二台阶曲线随第
一台阶曲线的变化而变化；本实用新型的工作原理是当旋转电磁铁线圈得到一个电脉冲时，旋转电磁 铁上的拨动装置动作，拨动控制臂逆时针旋转一个角度，由于控制臂装在旋转 阀的轴上，所以带动旋转阀的阀芯转动一个同样的角度，使旋转阀打开，液压 油经旋转阀通过油路供给液压马达，使液压马达作顺时针转动，由于凸轮装在 液压马达的输出轴上，所以凸轮随液压马达转动，控制臂上的滚轮和弯钩沿凸 轮的外圆曲线滑动，由于凸轮外圆的曲线的曲率不同，控制臂在凸轮转动的过 程中转动的角度不同，控制臂带动旋转阀的阀芯转动，其转动的角度使旋转阔 位于不同状态的打开的位置，使液压马达与凸轮继续保持转动状态，直到凸轮 到达液压马达初始位置时，控制臂上的滚轮进入圆弧形卡位段曲线，旋转阀的 阀芯转到初始位置，旋转阀完全关闭，液压马达转动停止，完成一个运动周期。本实用新型的优点是结构紧凑，步进定位准确，工作可靠性好，输出扭矩 大，反应迅速，运转平稳协调，是一种新型的步进马达。
本实用新型共有附图六幅，图1是本实用新型的机械控制式步进液压马达剖面结构图；图2是本实用新型的机械控制式步进液压马达机械控制部分俯视图；图3是本实用新型的机械控制式步进液压马达的控制臂示意图；图4是本实用新型的机械控制式步进液压马达的凸轮示意图；图5是本实用新型的机械控制式步进液压马达的凸轮的剖视图；图6是步进马达液压控制原理图。附图中，1、壳体，2、旋转阀，3、控制臂，4、平衡块，5、马达上盖， 6、传感器，7、齿轮，8、螺母，9、螺栓，10、法兰，11、凸轮，12、 杠杆，13、轴封，14、盖板，15、滚针轴承，16、螺栓，17、缸体，18、 输出轴，19、配油盘，20、定子滚道，21、滚轮活塞，22、向心球轴承， 23、安装底盘，24、输出齿轮，25、转子组件，26、平衡活塞，27、手控 器，28、手控器端盖，29、压板，30、拉簧，31、旋转电磁铁，32、缓 冲器，33、过滤器，34、单向阀，35、滚轮，36、拨动条，37、回油口， 38、压力口， 39、泄漏口。
具体实施方式
附图1的实施例是具有电信号控制系统和手动控制系统的机械控制式步进液压马达，由壳体l、安装底盘23、定子滚道20、转子组件25、配油盘19、缸 体17、输出轴18、轴承22、 15、油封13组成的径向柱塞内曲线液压马达本体、 旋转电磁铁31、旋转阀2、手控器27、单向阀34、过滤器33、凸轮11、控制 臂3、前、后位传感器6、缓冲器32及杠杆12、输出齿轮24、拉簧30、平衡块 4构成。马达的机械步进控制由控制臂3、凸轮ll、拉簧30、平衡块4以及旋转电 磁铁31来完成。控制臂3与旋转阀2同轴，通过角度摆动控制马达油路的打开 与关闭；凸轮11由马达输出轴18驱动，控制臂3上的滚轮35和弯钩随凸轮11 的外圆曲线滑动，使控制臂3沿凸轮11外圆曲线作的有序转动。拉簧30和平 衡块4使控制臂3保持足够的贴靠凸轮的力，使控制臂工作稳定。控制臂3有两个长臂，其中一个长臂上装有滚轮35，与控制凸轮ll的第一 台阶的曲线相互作用，通过凸轮ll上的曲线实现一个工作周期(旋转一周)上 旋转阀2的有序开合。另一长臂上带有弯钩，其尖点与凸轮ll上的第二台阶上 的另一条曲线发生作用，其作用是在凸轮11转动时限制滚轮35在凸轮上的反 弹，只有在初始位置通过旋转电磁铁31或手控器27可使滚轮35离开凸轮11 曲线，进而打开油路。控制臂3有两种主动驱动方式， 一是电脉冲信号驱动，二是人工手动驱动。 正常工作情况下，由电脉冲信号驱动，其驱动过程是；旋转电磁铁31收到电脉 冲信号旋转，其拨动装置驱动控制臂转动一定角度，带动旋转阀打开油路；在 调试维修情况下，以人工手动驱动，其驱动过程是通过手控器27发出直线位 移脉冲，使控制臂旋转角度，开启油路。当旋转电磁铁31线圈得到一个宽度为35-120ms幅度为24VDC电脉冲或由 手控器27发出一个直线位移脉冲(幅度为4mm)时，控制臂3逆时针旋转一个 角度，同时带动旋转阀2转动一个同样的角度而打开，液压油通过旋转阀2供 给液压马达，使液压马达顺时针转动，同时凸轮ll随液压马达转动，由于此时 控制臂3上的滚轮35随凸轮11外圆曲线滑动，滚轮35所处的每一点位置，都 使控制臂3转动不同的角度，使旋转阀2处在不同的打开的位置，液压马达就 处于运转状态，凸轮11就继续转动，直到凸轮11转动到达初始位置(图2中 的图示位置)，此时，控制臂3也随滚轮滑动而转回到初始位置，使旋转阀2完 全关闭，停止向液压马达供油，液压马达停止转动。这样，液压马达转动一周 后停止，完成一个周期运动。该马达工作压力11.5Mpa，输出扭矩可达280Nm， 步进一周时间(从发出指令时刻至运动结束时刻)190-250m
权利要求1、机械控制式步进液压马达，由旋转阀、径向柱塞马达、连接油路和控制系统构成，其特征在于所述的控制系统是机械装置控制系统，机械装置控制系统是由安装在径向柱塞马达输出轴(18)上的凸轮(11)、安装在旋转阀(2)轴上的控制臂(3)、固定安装的旋转电磁铁(31)和拉簧(30)构成的机械反馈闭环控制系统，所述的凸轮(11)是二阶式阶梯形曲线凸轮，凸轮外圆曲线由多段不同曲率的曲线圆滑联接构成，所述的控制臂(3)是两个共扼的刚性长条形臂，一个长条臂的前端装有滚轮(35)，滚轮(35)与凸轮(11)的第一台阶的外圆曲线相接靠，另一个长条臂的前端带有弯钩，弯钩的尖端与凸轮(11)的第二台阶外圆曲线相接靠，控制臂(3)的后端带有拨动条(36)，拨动条(36)与旋转电磁铁(31)的拨动装置相接靠，控制臂(3)的后端与拉簧(30)连接。
2、 根据权利要求1所述的机械控制式步进液压马达，其特征在于所述的控 制臂(3)的与旋转阀的轴连接的轴套、与旋转电磁铁接靠的拨动条和与凸轮接 靠的两个长条形臂是制成一体的。
3、根据权利要求1所述的机械控制式步进液压马达，其特征在于所述的控 制臂(3)的两个臂之间的夹角为60 120度。
4、根据权利要求1所述的机械控制式步进液压马达，其特征在于所述的凸 轮(11)的外圆曲线，其与控制臂的滚轮(35)接靠的第一台阶曲线的初始位 置处是一段与滚轮外圆直径相同的圆弧形的卡位曲线，与圆弧连接的是一段斜 线，与斜线连接是另一段斜率不同的斜线，接着的连线是圆弧线，在圆弧线与 卡位曲线的另一端之间的连线是一段斜线；凸轮(11)与控制臂的弯钩接靠的 第二台阶曲线的初始位置处，弯钩尖端与凸轮曲线之间留有间隙，第二台阶曲 线随第一台阶曲线的变化而变化。
专利摘要机械控制式步进液压马达，由旋转阀、径向柱塞马达、连接油路和控制系统构成，其控制系统是由安装在径向柱塞马达输出轴上的凸轮、安装在旋转阀轴上的控制臂和旋转电磁铁构成的机械反馈闭环控制系统，凸轮外圆由多段不同曲率的曲线圆滑联接构成，控制臂是两个共扼的与凸轮相接靠长条形臂，控制臂后端的拨动条与旋转电磁铁的拨动装置相接靠。本实用新型的优点是结构紧凑，步进定位准确，工作可靠性好，输出扭矩大，反应迅速，运转平稳协调。
文档编号F15B15/08GK201027720SQ20062016858
公开日2008年2月27日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者孙维生, 郑孝雷 申请人:一重集团大连设计研究院