一种交流伺服电机驱动的液压流量和方向复合控制阀的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种交流伺服电机驱动的液压流量和方向复合控制阀。
【背景技术】：
[0002] 流量控制阀和方向控制阀在普通液压系统中是两种独立的控制元件。仅在电液伺 服和电液比例控制系统中采用流量和方向复合阀。但电液比例阀或伺服阀，仅能接受连续 变化的电压或电流信号控制。当应用计算机对电液系统进行控制时，必须使用D/A转换装 置，致使系统变得复杂，提高了成本，降低了可靠性。
[0003]数字式电液控制阀直接接收数字信号，无需D/A转换，具有结构简单、价格低廉、 抗干扰与污染能力强、重复性好、工作稳定可靠、功耗小等优点，因此已成为液压技术的一 个广为关注的研宄热点。目前国内外电液数字阀的发展仍较慢，可供选择种类不多。
【发明内容】
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[0004] 本发明为了解决上述现有技术中存在的问题而提供一种交流伺服电机驱动的液 压流量和方向复合控制阀。
[0005] 本发明所采用的技术方案有：
[0006] 一种交流伺服电机驱动的液压流量和方向复合控制阀，包括微处理单元、转角传 感器、阀体、端盖、油咀、驱动器、交流伺服电机和圆柱形阀芯，所述阀芯转动设置在阀体内， 端盖设置在阀体左右两侧，交流伺服电机的输出轴与阀芯相连，微处理单元、转角传感器和 驱动器设置在阀体上，转角传感器的检测信号反馈输入至微处理单元，微处理单元的输出 端与驱动器输入端相连，驱动器的信号输出端与交流伺服电机的相连，阀体上设有与油泵、 油箱、液压执行元件进、回油口相连接的P油口、T油口、A油口和B油口，油咀对应连接在 阀体上所述油口内；所述阀芯上设有第一组扇形油槽、第二组扇形油槽以及连通所述两组 扇形油槽的轴向流道x、y，第一组扇形油槽与P油口和T油口相连通；第二组扇形油槽与A 油口和B油口相连通，所述复合控制阀在处于闭合状态时，P油口、T油口、A油口和B油口 互不连通；当阀芯在阀体顺时针旋转时，P油口通过流道x和B油口连通，A油口通过流道y 和T油口连通；当阀芯在阀体逆时针旋转时，P油口通过流道y和A油口连通，B油口通过 流道x和T油口连通。
[0007] 本发明的进一步设计在于：
[0008] 所述第一组扇形油槽包括两条相同的第一、二变截面扇形油槽，两条相同的第一、 二等截面扇形油槽，短油孔e、f和长油孔m、n ;所述长油孔n和短油孔e相连通，长油孔m 和短油孔f相连通，第一变截面扇形油槽通过长油孔n和短油孔e与第二等截面扇形油槽 相连通，第二变截面扇形油槽通过长油孔m和短油孔f?与第一等截面扇形油槽相连通，长油 孔m、n分别对应与流道x和流道y相连通。
[0009]所述第一变截面扇形油槽、第二变截面扇形油槽、第一等截面扇形油槽和第二等 截面扇形油槽沿阀芯轴线方向环形对称设置。
[0010] 所述第二组扇形油槽包含四条相同第三、四、五、六等截面扇形油槽，短油孔h、g 和长油孔u、k ;所述长油孔U和短油孔h相连通，长油孔k和短油孔g相连通，第三等截面 扇形油槽通过短油孔g和长油孔k与第四等截面扇形油槽相连通，第五等截面扇形油槽过 短油孔h和长油孔u与第六等截面扇形油槽相连通，长油孔u、k分别对应与流道x和轴向 流道y相连通。
[0011] 所述第三等截面扇形油槽、第四等截面扇形油槽、第五等截面扇形油槽和第六等 截面扇形油槽沿阀芯轴线方向环形对称设置。
[0012] 所述第一组扇形油槽中的第一变截面扇形油槽和第二变截面扇形油槽对称设置 于阀体上P油口两侧，第一变截面扇形油槽和第二变截面扇形油槽沿阀芯圆周方向展开后 为截面腰形状的槽，且该腰形状槽的两侧边之间距离朝P油口方向逐渐变大。
[0013] 本发明具有如下有益效果：
[0014] (1)本发明能够同时实现阀体的流量和方向的复合控制，结构简单、使用方便。
[0015] (2)本发明采用交流伺服电机直接驱动阀芯旋转，消除了由于传动机构造成的阀 的输出死区以及惯性滞后，提高了流量控制的线性度和动态响应速度。
[0016] (3)本发明能够直接接收数字信号，用于计算机控制的液压系统，便于实现本发明 装置的自动化管理。
[0017] (4)本发明能够实现对液压执行元件进油腔和回油腔的双向流量控制。
【附图说明】：
[0018] 图1为本发明结构示意图。
[0019] 图2为图1中第一组扇形油槽与第二组扇形油槽的剖视结构图。
[0020] 图3为图2中阀芯在阀体内顺时针转动后结构示意图。
[0021] 图4为图2中阀芯在阀体内逆时针转动后结构示意图。
[0022] 图5为图2中流道x、y的剖视结构图。
[0023] 图6为图1中第一组扇形油槽与第二组扇形油槽在沿阀芯圆周方向展开后的结构 图。
[0024]图7为本发明中第一变截面扇形油槽的剖视结构示意图。
[0025] 图8为本发明中定位机构结构示意图。
[0026] 其中
[0027] 1、防护罩；2、微处理单元；3、转角传感器；4、左端盖；5、定位机构；6、阀芯7、阀 体；8、油咀；9、右端盖；10、轴承；11、驱动器；12、交流伺服电机；13、预紧螺母；14、弹簧； 15、定位钢球；16、V型槽；61、第一组扇形油槽；62、第二组扇形油槽；63、第一变截面扇形油 槽；64、第二变截面扇形油槽；65、第一等截面扇形油槽；66、第二等截面扇形油槽；67、第三 等截面扇形油槽；68、第四等截面扇形油槽；69、第五等截面扇形油槽；70、第六等截面扇形 油槽。
【具体实施方式】：
[0028] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0029] 请参照图1，本发明一种交流伺服电机驱动的液压流量和方向复合控制阀，包括阀 体7和圆柱形阀芯6,阀芯6通过轴承10设置在阀体7内转动，在阀体7左右两侧分别设 有左端盖4和右端盖9,在阀体7右侧设有一交流伺服电机12,该交流伺服电机12的输出 轴与阀芯6固定连接。本发明为了实现对控制阀自动化控制，在阀体7上设有微处理单元 2、转角传感器3和驱动器11，其中微处理单元2和转角传感器3通过防护罩1设置在阀体 7左侧。转角传感器3的检测信号反馈输入至微处理单元2,微处理单元2的输出端与驱动 器11输入端相连，驱动器11的信号输出端与交流伺服电机12的相连。改变液压系统流 量或液流方向的控制指令可以直接由微处理单元2,或由控制系统上位机通过微处理单元 2间接向驱动器11发出，由驱动器11控制交流伺服电机12按要求的转动角度或方向驱动 阀芯6旋转，转角传感器3检测阀芯6转过的角度并反馈至驱动器11，并通过驱动器11内 的控制算法，输出脉冲信号，决定交流伺服电机12是否进一步转动或转动角度的大小和方 向，直至控制阀精确输出对应指令的流量或方向。
[0030] 如图2,在阀体7外表面上设有与油泵、油箱、液压执行元件进、回油口相连接的P 油口、T油口、A油口和B油口，其中P油口和A油口位于阀体7 id则，T油口和B油口位于 阀体7下侧，在各个油口内分别设有一油咀8。在阀体7内设有油孔a、b和油孔a '， 油孔a、油孔b、油孔a'、油孔b'分别与P油口、T油口、A油口和B油口对应连通，本发明 为了实现对液压系统油液流动方向的控制功能，在阀芯6上设有第一组扇形油槽61、第二 组扇形油槽62、流道x和流道y，流道x和流道y沿阀芯6轴向设置，流道x和流道y用以 连通第一组扇形油槽61和第二组扇形油槽62。
[0031] 第一组扇形油槽61包括第一变截面扇形油槽63、第二变截面扇形油槽64,第一等 截面扇形油槽65和第二等截面扇形油槽66 ;第二组扇形油槽62包括第三等截面扇形油槽 67、第四等截面扇形油槽68、第五等截面扇形油槽69和第六等截面扇形油槽70。第一组扇 形油槽61和第二组扇形油槽62中所有截面为扇形的油槽的深度均为s，圆心角为0。
[0032] 第一组扇形油槽61中：第一变截面扇形油槽63、第二变截面扇形油槽64,第一等 截面扇形油槽65和第二等截面扇形油槽66沿阀芯6轴线方向环形对称设置，其中两变截 面扇形油槽63、64对称设置于a油孔（连接P油口）的两侧。在第一组扇形油槽61的剖 切截面，沿阀芯6轴线对称一位置处设有短油孔e、f和平台c、d，并沿平台加工长油孔m和 长油孔n，长油孔m、n和其对应端的短油孔f、e相连通；第一变截面扇形油槽63通过长油 孔n与第二等截面扇形油槽66相连通，第二变截面扇形油槽64通过长油孔m与第一等截 面扇形油槽6