本发明涉及液压阀的技术领域，具体为片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀。
背景技术：
电液伺服阀作为电液伺服控制系统的关键元件，它既是电液转换元件，也是功率放大元件，它将电气部分与液压部分连接起来，实现电液信号的转换与放大，其性能在很大程度上决定了整个电液控制系统的性能，以其精度高、响应快的特点广泛地应用于机械、汽车、船舶、航空、航天等许多领域。
目前，随着电液伺服系统应用领域的拓宽，新的应用场合也对电液伺服阀提出了更高的要求：高频响、高可靠性、抗污染能力强、结构简单、使用维护方便及低成本等，而传统的电液伺服阀已经很难再达到上述要求，因此研制新型的电液伺服阀已成为液压行业的一大课题和技术壁垒。随着新型功能材料的研制开发，新型的微电子元器件也运应而生，特别是可以应用做电液伺服阀的电驱动器也相继丰富起来，这些电驱动器的出现为电液伺服阀的研制提供了技术基础。因此，国内外都在努力尝试研制新型电液伺服阀，特别是回转式电液伺服阀，具体详见参考文献：王晓，回转式电液伺服阀及其在液压系统中的应用研究，液压气动与密封，2014(01)：40-47。上述文献中对近些年国内外的回转式电液伺服阀进行了详细的罗列及介绍。
其中，1991年，由tadahikonogami设计的伺服转阀是一种典型的转盘式伺服阀。主要由油口盘、转盘、配油盘组成，其转盘为旋转件，转盘上的阀口a、b、c、d分别与油口盘上的油口a、b、p、t相对应。配油盘上环形凹槽由两个圆柱块分隔成两个半圆弧腔g、h，分别与阀口a、b相对应，而两个圆柱块端面恰好将阀口c、d遮住。转盘和油口盘装配好后如图所示。此时，阀芯处于中位，无油液流动。转盘顺时针转动时，油口p与a连通，b与t连通；反之，油液流向相反。1991年，由浙江大学流体传动及控制实验室研制的单级转轴式旋转电液伺服阀，阀套上沿圆周均匀开有八个阀孔，与进出油口相连的阀孔为矩形，与工作a口、b相连的阀孔为圆形。阀芯上沿圆周方向均匀开有四个凹槽，两凹槽间的间隔恰好遮住阀套上的矩形开口。为了补偿由工作压差造成的转轴径向力不平衡，该阀在阀套上设有补偿油路。此外，为平衡转阀负载口的油压，阀芯上还切有平衡台阶。该阀功率级的结构设计使其适用于高压大流量的工作场合。2005年，北京航空航天大学也研制了一款与浙江大学转阀结构相同的伺服转阀。
上述转盘阀虽具有结构简单、加工方便等优点，但是其转盘的径向力不平衡且流量控制非线性而提高了系统的控制难度；而浙大与北航所研制的转阀也具有结构简单、径向力平衡、阀芯短、惯性力小、稳定性好等优点，但是阀芯与阀套加工配磨困难、降低了阀的精度。除此之外，目前的伺服阀都未有效克服液动力的影响。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀，其采用片状阀芯结构，结构新颖、简单、易加工装配方便；流量与转动角度成线性关系，流量增益恒定、无加速度零漂、控制简单灵活；特别是采用阀芯两侧同时进油对称布置结构，大幅降低了阀口开启与关闭时的圆周方向的液动力，可有效提高这种形式伺服阀的动态特性。
片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀，其特征在于：其包括直流无刷伺服阀电机、上端盖、副配油盘、片状阀芯转盘、主配油盘、下端盖,所述主配油盘的上端内凹形成有阀芯安装腔，所述片状阀芯转盘位于所述阀芯安装腔内，所述片状阀芯转盘、主配油盘的上端面相平齐，所述副配油盘的下端面覆盖于所述主配油盘、片状阀芯转盘所对应的上端面，所述副配油盘的上端面盖装有上端盖，所述上端盖的径向外侧通过环布的第一轴向螺栓连接上端盖、副配油盘、主配油盘，所述下端盖的上端面盖装于所述主配油盘的下端面、并通过环布的第二轴向螺栓紧固连接，所述上端盖的上部中心位置设置有所述直流无刷伺服电机，所述直流无刷伺服电机的输出轴连接所述片状阀芯装盘的中心驱动轴孔；所述上端盖上预设有供油p口、回油t口，所述下端盖上预设有工作a口、工作b口；所述片状阀芯转盘上设置有两个第二p口、两个第二t口、两段圆弧状的第二a口、两段圆弧状的第二b口，所述第二p口、第二t口组成交叉90°对称布置结构，所述第二p口、第二t口形成的结构与第二a口、第二b口的中心成交叉45°对称布置的结构，且所述第二p口、第二t口和第二a口、第二b口不在同一个圆周上布置；所述副配油盘、主配油盘上设置有对应的油口、环槽；当伺服阀处于零位时，供油p口、回油t口、工作a口、工作b口相互隔离；当输入电流驱动直流无刷伺服阀电机旋转并带动片状阀芯转盘旋转一定角度，此时供油p口与工作a口相通、工作b口与回油t口相通或供油p口与工作b口相通、工作a口与回油t口相通。
其进一步特征在于：
每个所述第二a口的弧长相同，每个所述第二b口的弧长相同，所述第二a口和第二b口的弧长相同；
两个第二p口、两个第二t口在内圆周上布置，两段圆弧状的第二a口、两段圆弧状的第二b口在外圆周上布置，两个第二p口和两个第二t口交叉90°对称布置，第二a口、第二b口顺次间隔布置、且分别位于相邻的所述第二p口、第二t口的外部扩展区域布置，每个所述第二a口或第二b口的弧长径向中心和相邻的所述第二p口或第二t口的径向中心线成45°角布置；
所述直流无刷伺服阀电机内部集成有角位移传感器；
所述片状阀芯转盘的中心布置有导向轴套，所述导向轴套的中心设置有中心驱动轴孔，所述导向轴套的上端轴向方向贯穿所述副配油盘、上端盖所对应的中心贯穿孔，所述导向轴套的下端长度方向贯穿所述主配油盘所对应的中心贯穿孔，所述直流无刷伺服电机的输出轴插装于所述中心驱动轴孔内；
所述中心驱动轴孔内设置有内螺纹，所述直流无刷伺服电机的输出轴的外螺纹连接所述中心驱动轴孔的内螺纹，确保连接稳固、可靠；
所述副配油盘的上端面对应于所述供油p口的正下方设置有供油内凹环槽，所述副配油盘的上端面对应于所述回油t口的正下方设置有回油内凹环槽，所述供油内凹环槽、回油内凹环槽互不连通，所述供油内凹环槽设有与所述供油p口成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一p口连通；所述回油内凹环槽设有与所述回油t口成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一t口连通；两个所述第一p口的连线垂直于两个所述第一t口的连线，所述第一p口、第一t口分别布置于所述副配油盘的下端面、并形成对应于所述副配油盘的圆心环向均布的油口；
所述供油内凹环槽位于所述回油内凹环槽的径向内侧布置；
所述供油内凹环槽、回油内凹环槽的所对应的副配油盘的上端面的径向内侧、外侧分别设置有密封沟槽，所述密封沟槽内设置有对应尺寸的o型圈，所述o型圈确保供油内凹环槽、回油内凹环槽内各自的油不会泄露；
所述第一p口、第一t口的径向长度覆盖所述供油内凹环槽、所述回油内凹环槽整合所形成的径向区域；
所述主配油盘的下端面对应于所述工作a口设置有上凹的第一工作内凹环槽，所述主配油盘的下端面对应于所述工作b口设置有上凹的第二工作内凹环槽，所述第一工作内凹环槽、第二工作内凹环槽互不连通，所述第一工作内凹环槽位于所述第二工作内凹环槽的径向内侧，所述第一工作内凹环槽设有与所述工作a口成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一a口连通；所述第二工作内凹环槽设有与所述工作b口成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一b口连通；两个所述第一a口的连线垂直于两个所述第一b口的连线，述第一a口、第一b口分别布置于所述主配油盘的上端面，所述第一a口径向的长度方向端延伸至所述第一b口所对应的径向区域所对应的圆周位置，所述主配油盘的上端面还对应设置有两个内凹p槽、两个内凹t槽，两个内凹p槽、两个内凹t槽关于所述主配油盘的上端面中心的同一圆周均布设置，每个所述内凹p槽或内凹t槽的径向中心线和相邻的所述第一a口或第一b口的径向中心轴线成45°角布置，所述内凹p槽、内凹t槽的径向外端对应于所述第一b口所对应圆周位置布置；
所述第二a口、第二b口的径向区域对应于所述第一b口所对应的径向区域所对应的圆周位置布置；
所述第一工作内凹环槽、第二工作内凹环槽的所对应的主配油盘的下端面的径向内侧、外侧分别设置有密封沟槽，所述密封沟槽内设置有对应尺寸的o型圈，所述o型圈确保供第一工作内凹环槽、第二工作内凹环槽内各自的油不会泄露；
当伺服阀处于零位时，所述第一p口通过对应位置的所述第二p口连通对应位置的所述内凹p槽，所述第一t口通过对应位置的所述第二t口连通对应位置的所述内凹t槽，所述第一a口连通对应位置的所述第二a口，所述第一b口连通对应位置的所述第二b口；每个所述第一p口对应于两侧的所述第二a口、第二b口之间的区域布置，内凹p槽对应于两侧的所述第二a口、第二b口之间的不连接圆周区域的角度位置布置；所述第一t口对应于两侧的所述第二a口、第二b口之间的不连接圆周区域的角度位置布置，内凹t槽对应于两侧的所述第二a口、第二b口之间的不连接圆周区域的角度位置布置；
所述主配油盘和所述片状阀芯转盘的上部外周环面的接触区域设置有内凹密封沟槽，所述密封沟槽内布置有对应的o型圈。
采用本发明后，片状阀芯转盘的第二p口、第二t口交叉90°对称布置，而且也与第二a口、第二b口交叉45°对称布置，且第二p口、第二t口所在的圆周和第二a口、第二b口所在的圆周为没有交集区域的圆周，这样，主配流盘的p、t口通过片状阀芯的p、t口就分别可以与副配流盘上的p、t口相通；当片状阀芯转盘转动时，p口与a口相通，因高压油是从主配流盘两个方向同时进入第一a口，而且因片状阀芯转盘厚度可以做得较薄，可以使得因液压油高速流动产生的圆周力大幅降低，提高了直动型伺服阀的动态特性，且为使本片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀的结构更加紧凑，特将供油p口、回油t口设置在上端盖，同时将工作a口、工作b口设置在下端盖；其采用片状阀芯结构，结构新颖、简单、易加工装配方便；流量与转动角度成线性关系，流量增益恒定、无加速度零漂、控制简单灵活；特别是采用阀芯两侧同时进油对称布置结构，大幅降低了阀口开启与关闭时的圆周方向的液动力，可有效提高这种形式伺服阀的动态特性。
附图说明
图1为本发明的主视图剖视结构示意图；
图2为本发明的副配油盘的立体图结构示意图一；
图3为本发明的副配油盘的立体图结构示意图二；
图4为本发明的片状阀芯转盘的立体图结构示意图；
图5为本发明的主配油盘的立体图结构示意图一；
图6为本发明的主配油盘的立体图结构示意图二；
图7为本发明的副配油盘、片状阀芯转盘、主配油盘的组装爆炸图结构示意图一；
图8为本发明的副配油盘、片状阀芯转盘、主配油盘的组装爆炸图结构示意图二；
图中流无刷伺服阀电机1、上端盖2、副配油盘3、片状阀芯转盘4、主配油盘5、下端盖6、阀芯安装腔7、第一轴向螺栓8、第二轴向螺栓9、中心驱动轴孔10、供油p口11、回油t口12、工作a口13、工作b口14、第二p口15、第二t口16、第二a口17、第二b口18、导向轴套19、供油内凹环槽20、回油内凹环槽21、第一p口22、第一t口23、第一密封沟槽24、第一o型圈25、第一工作内凹环槽26、第二工作内凹环槽27、第一a口28、第一b口29、内凹p槽30、内凹t槽31、第二密封沟槽32、第二o型圈33、第三密封沟槽34、第三o型圈35。
具体实施方式
片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀，见图1-图8：其包括直流无刷伺服阀电机1、上端盖2、副配油盘3、片状阀芯转盘4、主配油盘5、下端盖6,主配油盘5的上端内凹形成有阀芯安装腔7，片状阀芯转盘4位于阀芯安装腔7内，片状阀芯转盘4、主配油盘5的上端面相平齐，副配油盘3的下端面覆盖于主配油盘4、片状阀芯转盘5所对应的上端面，副配油盘3的上端面盖装有上端盖2，上端盖2的径向外侧通过环布的第一轴向螺栓8连接上端盖2、副配油盘3、主配油盘5，下端盖6的上端面盖装于主配油盘5的下端面、并通过环布的第二轴向螺栓9紧固连接，上端盖2的上部中心位置设置有直流无刷伺服电机1，直流无刷伺服电机1的输出轴连接片状阀芯装盘4的中心驱动轴孔10；上端盖2上预设有供油p口11、回油t口12，下端盖6上预设有工作a口13、工作b口14；片状阀芯转盘4上设置有两个第二p口15、两个第二t口16、两段圆弧状的第二a口17、两段圆弧状的第二b口18，所述第二p口15、第二t口16组成交叉90°对称布置结构，所述第二p口15、第二t口16形成的结构与第二a口17、第二b口18的各自中心成交叉45°对称布置的结构，且所述第二p口15、第二t口16和第二a口17、第二b口18不在同一个圆周上布置，副配油盘3、主配油盘5上设置有对应的油口、环槽；当伺服阀处于零位时，供油p口11、回油t口12、工作a口13、工作b口14相互隔离；当输入电流驱动直流无刷伺服阀电机1旋转并带动片状阀芯转盘4旋转一定角度，此时供油p口11与工作a口相13通、工作b口14与回油t口12相通或供油p口11与工作b口14相通、工作a口13与回油t口12相通。
每个第二a口17的弧长相同，每个第二b口18的弧长相同，第二a口17和第二b口18的弧长相同；
直流无刷伺服阀电机1内部集成有角位移传感器；
两个第二p口15、两个第二t口16在内圆周上布置，两段圆弧状的第二a口17、两段圆弧状的第二b口18在外圆周上布置，两个第二p口15和两个第二t口16交叉90°对称布置，第二a口17、第二b口18顺次间隔布置、且分别位于相邻的第二p口15、第二t口16的外部扩展区域布置，每个第二a口17或第二b口18的弧长径向中心和相邻的第二p口15或第二t口16的径向中心线成45°角布置；
片状阀芯转盘4的中心布置有导向轴套19，导向轴套19的中心设置有中心驱动轴孔10，导向轴套19的上端长度方向贯穿副配油盘3、上端盖2所对应的中心贯穿孔，导向轴套19的下端长度方向贯穿主配油盘5所对应的中心贯穿孔，直流无刷伺服电机1的输出轴插装于中心驱动轴孔10内；
中心驱动轴孔10内设置有内螺纹，直流无刷伺服电机1的输出轴螺纹连接中心驱动轴孔的内螺纹，确保连接稳固、可靠；
副配油盘3的上端面对应于供油p口11的正下方设置有供油内凹环槽20，副配油盘3的上端面对应于回油t口12的正下方设置有回油内凹环槽21，供油内凹环槽20、回油内凹环槽21互不连通，所述供油内凹环槽20设有与所述供油p口11成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一p口22连通；所述回油内凹环槽21设有与所述回油t口12成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一t口23连通；两个所述第一p口22的连线垂直于两个所述第一t口23的连线，第一p口22、第一t口23分别布置于副配油盘3的下端面、并形成对应于副配油盘3的圆心环向均布的油口；
具体实施例中，供油内凹环槽20位于回油内凹环槽21的径向内侧布置(在实际制作时也可将供油内凹环槽设置于回油内凹环槽的径向外侧)；
供油内凹环槽20、回油内凹环槽21的所对应的副配油盘3的上端面的径向内侧、外侧分别设置有第一密封沟槽24，第一密封沟槽24内设置有对应尺寸的第一o型圈25，第一o型圈25确保供油内凹环槽20、回油内凹环槽21内各自的油不会泄露；
第一p口22、第一t口23的径向长度覆盖供油内凹环槽20、回油内凹环槽21整合所形成的径向区域；
主配油盘5的下端面对应于工作a口13设置有上凹的第一工作内凹环槽26，主配油盘5的下端面对应于工作b口14设置有上凹的第二工作内凹环槽27，第一工作内凹环槽26、第二工作内凹环槽27互不连通，第一工作内凹环槽26位于第二工作内凹环槽27的径向内侧布置，所述第一工作内凹环槽26设有与所述工作a口13成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一a口28连通；所述第二工作内凹环槽27设有与所述工作b口14成夹角90°的两个油口、并与所述两个第一b口29连通；两个所述第一a口28的连线垂直于两个所述第一b口29的连线，第一a口28、第一b口29分别布置于主配油盘5的上端面，第一a口28径向的长度方向端延伸至第一b口29所对应的径向区域所对应的圆周位置，主配油盘5的上端面还对应设置有两个内凹p槽30、两个内凹t槽31，两个内凹p槽30、两个内凹t槽31关于主配油盘5的上端面中心的对应于同一圆周均布设置，每个内凹p槽30或内凹t槽31的径向中心线和相邻的第一a口28或第一b口29的径向中心轴线成45°角布置，内凹p槽30、内凹t槽31的径向外端对应于第一b口29所对应的圆周位置区域布置；
第二a口17、第二b口18的径向区域对应于第一b口29所对应的径向区域所对应的圆周位置布置；
第一工作内凹环槽30、第二工作内凹环槽31的所对应的主配油盘的下端面的径向内侧、外侧分别设置有第二密封沟槽32，第二密封沟槽32内设置有对应尺寸的第二o型圈33，第二o型圈33确保供第一工作内凹环槽30、第二工作内凹环槽31内各自的油不会泄露；
当伺服阀处于零位时，第一p口22通过对应位置的第二p口15连通对应位置的内凹p槽30，第一t口23通过对应位置的第二t口16连通对应位置的内凹t槽31，第一a口28连通对应位置的第二a口17，第一b口29连通对应位置的第二b口18；每个所述第一p口22对应于两侧的所述第二a口17、第二b口18之间的区域布置，内凹p槽30对应于两侧的第二a口17、第二b口18之间的不连接圆周区域的角度位置布置；第一t口23对应于两侧的第二a口17、第二b口18之间的不连接圆周区域的角度位置布置，内凹t槽31对应于两侧的第二a口17、第二b口18之间的不连接圆周区域的角度位置布置；
主配油盘5和片状阀芯转盘4的上部外周环面的接触区域设置有内凹第三密封沟槽34，第三密封沟槽34内布置有对应的第三o型圈35。
其工作原理如下：片状阀芯转盘的第二p口、第二t口交叉90°对称布置，而且也与第二a口、第二b口交叉45°对称布置，且第二p口、第二t口所在的圆周和第二a口、第二b口所在的圆周为没有交集区域的圆周，这样，主配流盘的内凹p槽、内凹t槽通过片状阀芯的第二p口、第二t口就分别可以与副配流盘上的第一p口、第一t口相通；当片状阀芯转盘转动时，圆弧状的第二a口、圆弧状的第二b口分别转动，从而使得副配流盘上的第一p口、第一t口分别通过圆弧状的第二a口、圆弧状的第二b口和主配流盘上的第一a口、第二b口独立连通，由于供油p口通过供油内凹环槽连接第一p口、回油t口通过回油内凹环槽连接第一t口、第一a口通过第一工作内凹环槽连接工作a口、第二a口通过第二工作内凹环槽连接工作b口，使得主配流盘的p、t口通过片状阀芯转盘的圆弧状的第二a口、圆弧状的第二b口分别可以与副配流盘上的a、b口相通，因高压油是从主配流盘两个方向同时进入第一a口，而且因片状阀芯转盘厚度可以做的较薄，可以使得因液压油高速流动产生的圆周力大幅降低，提高了直动型伺服阀的动态特性，且为使本片状式阀芯旋转直驱电液伺服阀的结构更加紧凑，特将供油p口、回油t口设置在上端盖，同时将工作a口、工作b口设置在下端盖上；其采用片状阀芯结构，结构新颖、简单、易加工装配方便；流量与转动角度成线性关系，流量增益恒定、无加速度零漂、控制简单灵活；特别是采用阀芯两侧同时进油对称布置结构，大幅降低了阀口开启与关闭时的圆周方向的液动力，可有效提高这种形式伺服阀的动态特性。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。