一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀的制作方法

1.本申请属于电液伺服阀技术领域，具体涉及一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀。


背景技术：

2.伺服阀是液压控制系统中的核心控制元件，其性能直接影响到整个系统的精度和性能。伺服阀的功能为将对应的电输入信号转换为对应的流量输出，进而实现液压控制。电液伺服阀由于其性能优异，功重比高，动态响应快等特点，已经被广泛应用于航空航天、机器人以及高端工业设备等领域中。
3.在直接驱动伺服阀领域，传统直线型直接驱动阀具有抗污染能力强，可靠性高的优点，但在体积、重量上有明显劣势；而旋转直接驱动伺服阀受到结构原理限制，输出流量往往比较小。而滑阀式旋转直接驱动伺服阀，使用力矩马达驱动滑阀阀芯，能够在更小的体积重量下拥有更大的流量范围，但目前的滑阀式旋转直接驱动阀往往缺乏余度设计，难以满足航空等领域的高可靠性要求。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本申请提供了一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，所述旋转直接驱动伺服阀包括：
5.阀体，具有阀体内孔；
6.阀套，设置在所述阀体内孔，所述阀套具有阀套内孔；
7.阀芯，设置在所述阀套内孔；
8.线位移传感器，设置在所述阀体的两侧，并与所述阀芯的两端连接，所述线位移传感器用于检测所述阀芯的轴向位移。
9.优选地，所述阀芯的中部具有矩形槽；所述旋转直接驱动伺服阀还包括：
10.马达，具有转轴；其中，所述马达安装在所述阀体上，所述转轴安装在所述矩形槽内；所述马达用于驱动所述阀芯进行轴向运动；
11.马达压板，用于将所述马达固定在所述阀体上。
12.优选地，所述转轴为偏心轴；所述转轴的末端与所述矩形槽相配合。
13.优选地，所述转轴的末端采用圆柱形结构、球形结构或锥形结构。
14.优选地，所述线位移传感器包括：
15.衬套，用于密封所述阀体内孔的两端；其中，所述衬套具有盲孔，所述盲孔用于隔绝油液。
16.优选地，所述线位移传感器还包括：
17.连接杆，所述连接杆的一端与所述阀芯连接，另一端设置有铁芯；其中，所述铁芯和连接杆均设置在所述盲孔内。
18.优选地，所述旋转直接驱动伺服阀还包括：
19.波形弹簧，设置在所述阀芯的两端；其中，在所述马达断电后，所述波形弹簧将所述阀芯回中。
20.本申请的有益技术效果：
21.本申请提出的双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀同时具备体积小、重量轻和可靠性高、抗污染能力强的优点。相较于传统直线型直接驱动伺服阀，拥有更小的体积重量；相较于两级电液伺服阀，零件数量更少，结构更为简单；相较于其他滑阀式旋转直接驱动阀，具备机械双余度传感器，可靠性更高。
附图说明
22.图1是本申请实施例提供的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀的结构示意图；
23.图2是本申请实施例提供的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀的正面剖视图；
24.图3是本申请实施例提供的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀的侧面剖视图；
25.其中：1-有限转角力矩马达、2-阀体组件、3-马达压板、4-线位移传感器；5-阀体、6-阀套、7-阀芯、8-连杆、9-端盖、10-转轴、11-对中销。
具体实施方式
26.请参阅图1-3，本申请旨在设计制造用于液压流量控制的包含双余度线位移传感器的旋转直接驱动伺服阀。
27.在本申请实施例中，本申请提出的双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀包括有限转角力矩马达1，阀体组件2，马达压板3和线位移传感器4。有限转角力矩马达1的转轴10跟随输入指令转动，通过转轴末端的偏心部分驱动阀芯7作直线运动，阀芯7位移导致节流肩与阀套6的节流方孔相对位置变化，改变节流窗口开口面积，进而实现流量控制。
28.其中，阀芯7的直线运动同时带动连杆8与连杆上的铁芯运动，该位移被线位移传感器4检测并输出相应电信号，反馈进控制器，形成闭环控制，从而实现精确位移、流量控制。
29.本申请提出的双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀同时具备体积小、重量轻和可靠性高、抗污染能力强的优点。相较于传统直线型直接驱动伺服阀，拥有更小的体积重量；相较于两级电液伺服阀，零件数量更少，结构更为简单；相较于其他滑阀式旋转直接驱动阀，具备机械双余度传感器，可靠性更高。
30.在本申请其他实施例中，双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀主要由有限转角力矩马达1、阀体组件2、马达压板3、线位移传感器4组成。
31.其中，力矩马达1通过马达压板3压合安装于阀体5上方，略微松开马达压板3可在小范围内转动有限转角力矩马达1，从而实现液压零位的调零。两台线位移传感器4分别以螺钉安装于阀体5两侧。线位移传感器4的引出线通过阀体5内部的引出线孔，从阀体5侧面引出。
32.其中，阀体组件2包括：阀体5、阀套6和阀芯7，其中阀套6安装图于阀体内孔，通过
对中销11实现轴向安装定位，阀套6与阀体5之间的间隙采用胶圈密封实现封油。阀芯7安装于阀体内孔中，阀芯7中部的矩形孔与马达转轴10的偏心部分以间隙配合的形式相连接，从而实现将马达的旋转运动变换为阀芯7的直线运动。阀体5的中心孔两侧通过端盖9实现封闭，端盖9同时承担了线位移传感器4中套筒的结构功能。连杆8通过螺纹与阀芯7连接，通过调节螺纹深度可实现传感器调零，再通过锁紧螺母实现背紧固定。阀芯7与端盖9之间安装有波形弹簧，以实现断电回中功能。而行程限位功能则通过有限转角力矩马达1内部的限位结构实现。
33.需要说明的是，双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀的工作原理为：有限转角力矩马达1在接收到控制指令后，转轴旋转对应角度，通过转轴10的偏心轴带动阀芯7作直线运动，进而控制阀套6上方孔的开启量、改变节流窗口面积，输出对应流量实现流量控制。在控制过程中，连杆8随阀芯7一同运动，线位移传感器4通过检测连杆8上的铁芯位移量，输出对应电信号，反馈入控制器形成闭环系统，从而实现阀芯位置，即输出流量的精确控制。


技术特征：
1.一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述旋转直接驱动伺服阀包括：阀体，具有阀体内孔；阀套，设置在所述阀体内孔，所述阀套具有阀套内孔；阀芯，设置在所述阀套内孔；线位移传感器，设置在所述阀体的两侧，并与所述阀芯的两端连接，所述线位移传感器用于检测所述阀芯的轴向位移。2.根据权利要求1所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述阀芯的中部具有矩形槽；所述旋转直接驱动伺服阀还包括：马达，具有转轴；其中，所述马达安装在所述阀体上，所述转轴安装在所述矩形槽内；所述马达用于驱动所述阀芯进行轴向运动；马达压板，用于将所述马达固定在所述阀体上。3.根据权利要求2所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述转轴为偏心轴；所述转轴的末端与所述矩形槽相配合。4.根据权利要求3所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述转轴的末端采用圆柱形结构、球形结构或锥形结构。5.根据权利要求1所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述线位移传感器包括：衬套，用于密封所述阀体内孔的两端；其中，所述衬套具有盲孔，所述盲孔用于隔绝油液。6.根据权利要求5所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述线位移传感器还包括：连接杆，所述连接杆的一端与所述阀芯连接，另一端设置有铁芯；其中，所述铁芯和连接杆均设置在所述盲孔内。7.根据权利要求2所述的一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，其特征在于，所述旋转直接驱动伺服阀还包括：波形弹簧，设置在所述阀芯的两端。

技术总结
本申请提供了一种双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀，所述旋转直接驱动伺服阀包括：阀体，具有阀体内孔；阀套，设置在所述阀体内孔，所述阀套具有阀套内孔；阀芯，设置在所述阀套内孔；线位移传感器，设置在所述阀体的两侧，并与所述阀芯的两端连接，所述线位移传感器用于检测所述阀芯的轴向位移；本申请提出的双余度传感器式旋转直接驱动伺服阀同时具备体积小、重量轻和可靠性高、抗污染能力强的优点，以及具备机械双余度传感器，可靠性更高的特点。可靠性更高的特点。可靠性更高的特点。


技术研发人员：黄彦朝 陈小磊 张伟 牛世勇 张文星 高举 康佳豪
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/7/23