油口和第二油口分别经第一液控单向阀5连接第一油箱6，用于油栗3正反运行时油路中油量容积差的补油；所述交流伺服电机4连接油栗3，用于控制油栗运行。所述蓄电池11的输出端分层两路，分别经第一快速开关电磁阀9连接第一工作腔AC和第二工作腔BD ;所述第二工作腔BD经第二快速开关电磁阀17连接第二油箱16 ;两个第一油箱6和第二油箱16均相通。
[0024]所述液动执行器2包括齿轮14、齿条15、活塞12和液压缸13 ;两个齿条15水平对称布置在齿轮14两侧，齿条15与齿轮14相配合；每个所述齿条15的两端均连接活塞12 ;所述齿条15和相配合的活塞12位于对应的液压缸13内。在液动执行器内共形成五腔，齿轮14、齿条15所在的中间腔为无油腔，四个活塞12与液压缸13形成的四空腔通液压油。上述布置使齿轮、齿条受力均匀，运行更加平稳，延长使用寿命。根据实际需要，按照尺寸要求齿轮14可以加工成齿轮轴，也可以在齿轮14上加工内孔，实现孔、轴两种输出方式，以适应不同场合的需求。如图4和图5所示，所述齿轮轴的输出端18固定连接反馈轴19，反馈轴19与齿轮14同转速，在反馈轴19上固定安装一个角度盘20，以准确显示阀门的转动角度。
[0025]如图3所示，所述电气系统包括电源模块、主控模块、反馈模块和驱动模块；所述电源模块连接主控模块；所述主控模块连接驱动模块和反馈模块；所述驱动模块连接交流伺服电机4，所述液动执行器2连接反馈模块；所述电源模块用于为主控模块供电；所述主控模块用于接收到反馈模块的信号后发出指令给驱动模块；所述驱动模块用于驱动交流伺服电机4工作；所述反馈模块用于接收液动执行器2的信号并传递至主控模块。
[0026]工作过程:
[0027]利用油栗3控制液动执行器2时，先启动交流伺服电机4驱动油栗3运行，同时使第一快速开关电磁阀9和第二快速开关电磁阀17通电截止，并接通第二电磁换向阀8的第二负载口对蓄能器11充油，当蓄能器11的油压达到预定压力后由开关10控制第二电磁换向阀8切换至第一负载口，使系统进入工作准备状态；需要液动执行器2工作时，发出控制信号给交流伺服电机4，交流伺服电机4根据控制信号控制油栗3的运行方向，从而控制液动执行器2的活塞作出相应动作；当反馈模块接受需要快速控制的信号时，将此信号传递至主控模块，主控模块将指令传递至驱动模块，驱动模块驱动交流伺服电机4运行，同时使相应的第一快速开关电磁阀9断电接通，蓄能器11中的油经相应第一快速开关电磁阀9释放至油路中，从而控制液动执行器2作出快速响应动作；当第一快速开关电磁阀9断电接通时还可以使第二快速开关电磁阀17断电接通，使得液动执行器2能作出更快速的响应动作；系统维修时，第一快速开关电磁阀9断电接通，从而使蓄能器11中油释放至第二油箱16中；本发明实施例的油动机直驱式冗余液压系统运行时可采用单栗控制，也可采用双栗控制。
[0028]所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种液动执行器系统，其特征在于，包括控制单元、液动执行器(2)和电气单元，所述控制单元包括至少一个直驱式容积控制回路；每个所述直驱式容积控制回路包括一个油栗(3)、一个交流伺服电机(4)、两个第一液控单向阀(5)、一个第一油箱(6)、两个第二液控单向阀(7)、一个第二电磁换向阀(8)、两个第一1决速开关电磁阀(9)、一个开关(10)和一个蓄能器(11);所述交流伺服电机⑷连接油栗(3)，所述油栗(3)包括第一油口和第二油口，所述液动执行器(2)包括第一工作腔AC和第二工作腔BD ;所述第一油口经第二液控单向阀(7)、第二电磁换向阀⑶的输出端分别连接所述蓄能器(11)和所述第一工作腔AC;所述第二油口经另一个第二液控单向阀(7)连接第二工作腔BD ;所述第一油口和第二油口分别经第一液控单向阀(5)共同连接第一油箱￠);所述蓄电池(11)分别经第一快速开关电磁阀(9)连接第一工作腔AC和第二工作腔BD ;所述第二工作腔BD经第二快速开关电磁阀(17)连接第二油箱(16);第一油箱(6)之间以及第一油箱(6)和第二油箱(16)之间均连通；所述电气单元用于控制液动执行器系统的运行。2.根据权利要求1所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述控制单元由两个直驱式容积控制回路并联而成。3.根据权利要求1或2所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述液动执行器(2)包括齿轮(14)、齿条(15)、活塞(12)和液压缸(13);两个齿条(15)水平对称布置在齿轮(14)两侧，所述齿条(15)与齿轮(14)相配合；每个所述齿条(15)的两端均连接活塞(12);所述齿条(15)和相配合的活塞(12)位于对应的液压缸(13)内。4.根据权利要求3所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述齿轮(14)为齿轮轴。5.根据权利要求4所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述齿轮轴的输出端(18)固定连接反馈轴(19)的一端，所述齿轮轴和反馈轴(19)转速相同，所述反馈轴(19)另一端连接角度盘(20)。6.根据权利要求3所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述齿轮(14)中心加工有内孔。7.根据权利要求1所述的一种液动执行器系统，其特征在于，所述电气系统包括电源模块、主控模块、反馈模块和驱动模块；所述电源模块连接主控模块；所述主控模块连接驱动模块和反馈模块；所述驱动模块连接交流伺服电机(4)，所述液动执行器(2)连接反馈模块；所述电源模块用于为主控模块供电；所述主控模块用于接收到反馈模块的信号后发出指令给驱动模块；所述驱动模块用于驱动交流伺服电机(4)执行指令；所述反馈模块用于接收液动执行器(2)的信号并传递至主控模块。
【专利摘要】本发明提供了一种液动执行器系统，包括控制单元、液动执行器和电气单元，控制单元包括至少一个包含有油泵、交流伺服电机、第一油箱和蓄能器的直驱式容积控制回路；交流伺服电机连接油泵，油泵包括第一油口和第二油口，第一油口经第二液控单向阀、第二电磁换向阀分别连接蓄能器和液动执行器的第一工作腔；第二油口经第二液控单向阀连接液动执行器的第二工作腔；第一油口和第二油口分别经第一液控单向阀连接第一油箱；蓄电池分别经第一快速开关电磁阀连接第一工作腔和第二工作腔；第二工作腔经第二快速开关电磁阀连接第二油箱；第一油箱和第二油箱之间均连通；电气单元用于控制液动执行器系统的运行。该系统成本低、耗能少、控制快速、高效。
【IPC分类】F15B21/08, F16K37/00, F16K31/163, F15B1/02
【公开号】CN105156368
【申请号】CN201510512309
【发明人】顾寄南, 沈雨春, 陈功
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月19日