[发明专利]电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达

权利要求书

1、一种电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达，包括马达壳体和斜盘，其特征在于，还包括开关变扭矩阀控配油组件、电-机械转换器、驱动放大器、电刷、感应环和电子控制器；所述开关变扭矩阀控配油组件包括柱塞和配油阀组，所述配油阀组由前盖板、阀板、后盖板、高速开关高压供油阀和高速开关排油补油阀组成；所述高速开关高压供油阀和高速开关排油补油阀均装在阀板上；所述阀板的一面紧贴所述的前盖板，另一面紧贴所述的后盖板；每个高速开关高压供油阀和高速开关排油补油阀均连接有电-机械转换器，每个电-机械转换器均连接有驱动放大器；所述高速开关高压供油阀和高速开关排油补油阀均由推杆、阀芯、弹簧腔和弹簧组成，所述阀芯的一端和推杆相连，阀芯上套有弹簧，推杆的另一端与电-机械转换器连接；所述电-机械转换器用于控制推杆的运动；

所述高速开关高压供油阀的入口端与压力油口相连，出口端与柱塞的柱塞腔相连；所述高速开关排油补油阀的弹簧腔一端与柱塞的柱塞腔相连，另一端与回油口相连；

所述电刷由电刷驱动部分和与其相连的电刷接收部分组成，电刷驱动部分安装在马达壳体上，用于连接液压马达外接的电源；电刷接收部分安装在配油阀组上并与所有驱动放大器相连，用于为驱动放大器供电。

所述感应环由感应环驱动部分和与其相连的感应环接收部分组成，感应环驱动部分安装在马达壳体上，用于检测液压马达的转角信号；感应环接收部分安装在配油阀组上并与驱动放大器相连，用于传送由驱动部分传来的信号给驱动放大器；

所述电子控制器安装在马达壳体上并与各感应环相连，并根据感应环驱动部分获得的转角信号给出各阀开关的控制信号，以确保给各阀控制信号的相位角与液压马达各柱塞的吸排油状态完全吻合。

2、根据权利要求1所述的电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达，其特征在于，所述推杆的一端穿过后盖板与电-机转换器相连。

3、根据权利要求1所述的电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达，其特征在于，所述感应环的接收部分是2N对金属导线，每对金属导线与每个驱动放大器对应连接，用来控制各阀的开关；其中N为柱塞数量。

4、根据权利要求1所述的电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达，其特征在于，所述感应环的驱动部分是由均匀分布在环上的感应元件组成；感应元件的数量是所需的高速开关信号占空比分辨率倒数的2倍，每个感应元件都与电子控制器相连。

5、一种适用于电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达的变扭矩控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)感应环检测获得液压马达的输出轴旋转角度，电子控制器根据该旋转角度，通过驱动放大器和电-机械转换器对配油阀组中的高速开关阀进行开关控制，使得控制信号的相位角与液压马达伸出轴的旋转角度完全吻合，确保液压马达各个柱塞在回程过程中都能够通过高速开关排油补油阀把液压油排到回油口，在进程过程中都能够通过高速开关高压供油阀或高速开关排油补油阀从压力油口或回油口吸油；

(2)控制高速开关高压供油阀的开启时间，使得相应的柱塞在吸油阶段，只有部分时间压力油能够通过高速开关高压供油阀进入液压马达的柱塞腔，推动柱塞做功；

吸油阶段的其余时间柱塞腔均通过与回油口相通的高速开关排油≠补油阀，直接从回油口吸油，补充柱塞运动产生的空腔，但不会推动柱塞做功，确保液压马达的平均输出扭矩与高速开关高压供油阀开启时间段内柱塞的位移在整个柱塞吸油行程中的占空比成正比；

(3)通过对高速开关高压供油阀开启时间段内柱塞的位移在整个柱塞吸油行程中占空比的实时调节，输出与占空比成正比的平均扭矩，实现了电液开关变扭矩配油型旋转缸筒式定量柱塞液压马达的变扭矩控制；占空比与平均扭矩之间的关系为：

占空比＝X_开×2n＝T/(D×P×η_机×η_阀)，

其中：X_开为高速开关高压供油阀开启时间段内的柱塞位移，n为液压马达输出轴的转速，T为需要获得的平均扭矩，D为液压马达的排量，P为压力油口的压力，η_机为液压马达的机械效率，η_阀为配油阀组控制柱塞腔的效率。