电液联动的控制系统及调节型执行器的制作方法

本发明涉及执行器技术领域，尤其是一种电液联动的控制系统及调节型执行器。

背景技术

在流体控制领域及阀门自动化行业，阀门执行器是实现阀门程控、自控和遥控不可缺少的阀门驱动装置。由于控制工艺、控制要求不断提高，阀门执行器在电气防爆、动作速度、响应时间等方面，电动执行器已不能满足要求，气动、液动、以及气液联动和电液联动等执行器由此应用而生。

电液联动执行器按照机械实现方式区分，主要包括有拨叉传动电液联动执行器和齿轮齿条传动电液联动执行器，其中，齿轮齿条传动电液联动执行器中，可实现调节型控制，但油缸制造成本高；拨叉传动电液联动执行器，虽然制造成本低廉，但大多数运用于开关型控制，不容易做成调节型控制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种电液联动的控制系统及包含该控制系统的调节型执行器，可以实现调节型控制，并且成本较低。

本发明提供了一种电液联动的控制系统，包括：拨叉传动结构、油缸及电液控制单元，所述油缸包括一个活塞杆和分别设置于所述活塞杆两端的腔室，所述电液控制单元通过控制两个所述腔室内的液压油的量从而控制所述活塞杆的直线运动，所述活塞杆与所述拨叉传动结构连接，所述活塞杆的直线运动被所述拨叉传动结构转变为拨叉轴以摆动角度的运动；

其中，所述电液控制单元包括：一双向油泵，由电机驱动，其两个油口分别与一液压锁的两个p端口一对一相连通，所述液压锁上与两个p端口一一对应的两个a端口分别串联一个节流阀后与两个所述腔室一对一相连通，两个所述腔室中，液压油与所述活塞杆的接触面积相等，还包括液压油腔不与大气连通且能提供带压力的低压液压油的一油箱，所述双向油泵的两个油口分别串联一单向阀后与所述油箱的油口相连通，还包括两个溢流阀，每一个所述溢流阀一端连接于所述液压锁的a端口与所述节流阀之间，另一端连接于所述油箱的油口，还包括一电路控制模块，其与所述电机电连接，用于控制所述电机启动或停止，以及，正转或反转，还包括一手动模块，所述手动模块包括一手动泵以及一三位四通换向阀，所述三位四通换向阀上的第一油口通过所述手动泵与所述油箱的油口连通，其上的第二油口与所述油箱的油口连通，其上的第三油口和第四油口分别与所述液压锁的两个p端口一对一相连通。

进一步地，

所述拨叉传动结构包括：

拨叉组件，其包括圆柱状转筒，用于与转轴连接，其外侧壁上固定有两个平行的拨叉片，每一个所述拨叉片上开设有滑槽，所述滑槽为长方形条状孔，其轴线位于所述转筒直径的延长线上；

一个套管，所述套管位于两个所述拨叉片之间，用于贯穿拨叉箱的壳体并与其固定，所述套管为中空结构，其空腔的形状所述活塞杆的形状相匹配，在其中部的相对两侧分别开设有定位开口，所述定位开口沿着所述套管长度方向延伸；

两个滑块；

以及一个销轴，所述销轴的直径与所述定位开口的宽度相匹配；

所述活塞杆套设于所述套管的空腔中，并可沿所述套管的长度方向往复直线运动，所述销轴贯穿所述活塞杆以及两个所述定位开口，并且其两端凸出所述套管，所述销轴在所述活塞杆的带动下，在所述定位开口内，可沿所述套管的长度方向往复直线运动，两个所述滑块套设于所述销轴的两端，并且，所述滑块可以所述销轴为中心转动，所述滑块设置于所述滑槽中，可沿所述滑槽往复直线运动。

进一步地，在所述转筒的内部侧壁上设置有两个键槽，两个所述键槽关于所述滑槽的轴线对称分布，用于与所述转轴形成键连接。

进一步地，所述活塞杆与所述套管的配合段的形状为圆柱形。

进一步地，所述套管与拨叉箱的壳体配合段为圆柱形，在该配合段的外侧螺接有紧固件，所述紧固件抵紧拨叉箱的壳体。

进一步地，电液控制单元中，所述液压锁、节流阀、单向阀以及溢流阀集成于一液压阀块上。

本发明还提供了一种执行器，包括上述的电液联动的控制系统。

本发明提供的电液联动的控制系统及调节型执行器，执行机械部分采用油缸和拨叉结合的方式作为传动机械形式，利用齿轮齿条缸的结构形式，将齿轮齿条缸中齿条传动变成拨叉传动，成本低、又实现了调节型控制。由于采用对称活塞杆的结构，油缸两腔面积相等，容易控制速度。液压控制系统采用闭式控制，主供油泵采用双向泵控制，输出流量稳定，推动的油缸速度稳定；采用了液控单向阀以及节流阀组合可以控制油液及时切断和流量大小调节，便于控制阀门调节精度控制，由于采用闭式控制油液几乎与外界隔绝，受外界干扰小，油箱体积随之缩小，安装空间要求小，功能组合灵活多变。系统响应时间快，反映精准。

附图说明

图1是本发明中油缸及电液控制单元的结构示意图；

图2是本发明中拨叉箱的三维结构示意图；

图3是本发明中拨叉箱的主视图；

图4是图3中的a-a剖视图。

图中，100.双向油泵，200.电机，300.液压锁，400.节流阀，500.油缸，600.单向阀，700.溢流阀，800.油箱，900.手动泵，1000.三位四通换向阀，1100.电路控制模块，

1.转筒，2.拨叉片，3.滑槽，4.套管，5.定位开口，6.滑块，7.销轴，8.紧固件，9.活塞杆，10.拨叉箱的壳体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种电液联动的控制系统，包括：拨叉传动结构、油缸及电液控制单元，所述油缸包括一个活塞杆和分别设置于所述活塞杆两端的腔室，所述电液控制单元通过控制两个所述腔室内的液压油的量从而控制所述所述油缸的活塞杆的直线运动，所述活塞杆与所述拨叉传动结构连接，所述活塞杆的直线运动被所述拨叉传动结构转变为拨叉轴以摆动角度的运动；

其中，如图1所示，所述电液控制单元包括：

一双向油泵100，由电机200驱动，为电液控制单元提供流量及压力，其两个油口分别与一液压锁300的两个p端口一对一相连通，所述液压锁300上与两个p端口一一对应的两个a端口分别串联一个节流阀400后与油缸500的两个腔室一对一相连通，液压锁300用于锁定油缸500中活塞杆的位置，及时制动，并防止反向负载传递到双向油泵100；

液压锁300是一种具有自锁功能的常规液压部件，液压锁300关闭时，液压锁300上两组分别一一对应的p、a端口之间均被关断而不能相互连通，从而液压锁300能将油缸500的两个腔室中的液压油锁定在两个腔室中，使得油缸500无法动作；只有向液压锁300的一个p端口输送高压液压油后才能使液压锁300开启，即：使两组分别一一对应的p、a端口分别相互连通，这样油缸500的进油腔才能进油、出油腔才能出油；

节流阀400用于控制油缸500中活塞杆的运动速度；

所述油缸500的两个腔室中，液压油与所述活塞杆的接触面积相等，容易控制活塞杆的速度；

还包括液压油腔不与大气连通且能提供带压力的低压液压油的一油箱800，所述双向油泵100的两个油口分别串联一单向阀600后与所述油箱800的油口相连通，单向阀600用于补充双向油泵100的流量；

还包括两个溢流阀700，每一个所述溢流阀700一端连接于所述液压锁300的a端口与所述节流阀400之间，另一端连接于所述油箱800的油口，溢流阀700用于控制油缸500中液压油的压力，达到控制执行器扭矩的目的；

还包括一电路控制模块1100，其与所述电机200电连接，用于控制所述电机200启动或停止，以及，正转或反转；

还包括一手动模块，所述手动模块包括一手动泵900以及一三位四通换向阀1000，所述三位四通换向阀1000上的第一油口通过所述手动泵900与所述油箱800的油口连通，其上的第二油口与所述油箱800的油口连通，其上的第三油口和第四油口分别与所述液压锁300的两个p端口一对一相连通。手动模块提供了断电或油路异常时等紧急情况下的二次动力。

工作时，电路控制模块1100控制电机200正转，电机200驱动双向油泵100泵出液压油，在一定的油压下，液压锁300开启，液压油经过节流阀400调节好速度后，进入油缸500的一侧，推动活塞杆向另一侧运动，到达预定位置后，关闭电机200，双向油泵100停止泵油，液压油油压下降，液压锁300关闭，活塞杆位置固定。同理，需要活塞杆反向运动时，电路控制模块1100控制电机200反转。通过上述步骤，实现了调节活塞杆的直线运动的目的。

本实施例的一可选实施方式中，电液控制单元中，液压锁300、节流阀400、单向阀500以及溢流阀700集成于一液压阀块上。

本实施例的一可选实施方式中，拨叉传动结构，如图2～4所示，包括：

拨叉组件，包括圆柱状转筒1，用于与转轴连接，其外侧壁上固定有两个平行的拨叉片2，每一个所述拨叉片2上开设有滑槽3，所述滑槽3为长方形条状孔，其轴线位于所述转筒1直径的延长线上；

一个套管4，所述套管4位于两个所述拨叉片2之间，用于贯穿拨叉箱的壳体10并与其固定，所述套管4为中空结构，其空腔的形状所述活塞杆9的形状相匹配，在其中部的相对两侧分别开设有定位开口5，所述定位开口5沿着所述套管4长度方向延伸；

两个滑块6；

以及一个销轴7，所述销轴7的直径与所述定位开口5的宽度相匹配；

所述活塞杆9套设于所述套管4的空腔中，并可沿所述套管4的长度方向往复直线运动，所述销轴7贯穿所述活塞杆9以及两个所述定位开口5，并且其两端凸出所述套管4，所述销轴7在所述活塞杆9的带动下，在所述定位开口5内，可沿所述套管4的长度方向往复直线运动，两个所述滑块6套设于所述销轴7的两端，并且，所述滑块6可以所述销轴7为中心转动，所述滑块6设置于所述滑槽3中，可沿所述滑槽3往复直线运动。

本实施例的一可选实施方式中，所述活塞杆9与所述套管4的配合段的形状为圆柱形。

本实施例的一可选实施方式中，所述套管4与拨叉箱的壳体10配合段为圆柱形，在该配合段的外侧螺接有紧固件8，所述紧固件8抵紧拨叉箱的壳体10。实现套管4与拨叉箱的壳体10之间的可拆卸连接。

本实施例的一可选实施方式中，在所述转筒1的内部侧壁上设置有两个键槽，两个所述键槽关于所述滑槽的轴线对称分布，用于与所述转轴形成键连接。

本发明还提供了一种调节型执行器，包括上述的电液联动的控制系统。因具有电液联动的控制系统的全部技术特征，因此，执行器也具有电液联动的控制系统的全部技术效果。

本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。