[发明专利]液压脉宽调制控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压控制装置，使用该装置，可以方便的实现输出量的数字控制，属于数字液压技术领域。

背景技术

传统的节流调节液压回路，一般都是由液压泵连续供油，通过节流孔来调节油路流量，压力，节流损失势必会使得系统效率下降。近年来虽然数字液压领域的研究取得了一定的进展，但是使用的仍然是传统的液压元件，节流损失依然存在，而且数字控制仅限于控制电磁阀，因此受到电磁阀响应能力的限制。

本发明的发明目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种液压脉宽调制控制装置，能对油液输出参数实现精确控制，使数字控制和液压装置实现结合，为数字液压提供一种变换装置。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明的这种液压脉宽调制装置，负载不直接与泵接通，而是通过一多孔旋转转子形成的开关阀和一个由共振装置组成的共振腔，陆续接通泵油路和预压油箱，使得系统效率大于节流控制。

本发明的这种液压脉宽调制装置通过可以用来精确调节出油压力，流量。在转子高速转动过程中，共振腔首先接通泵供油线路，在油液压力下，共振腔体积增大；泵油路断开，质量块和压力油在惯性作用下，共振腔体积继续增大，压力降至低于油箱预压力，立刻接通预压油箱后，油液被少量吸入共振腔；油箱断开，质量块和油液停止运动，共振腔达到最大体积，接通出油口，油液在共振装置回复力作用下流出共振腔。

另一方面，也是最重要的一方面，该发明将液压装置与数字控制结合到了一起。众所周知，数字控制技术在工程中已广泛应用。然而，数字控制在液压领域却很少得到应用，原因主要是缺少快速的液压开关阀。开关控制，即0-1控制要求较高的频率，然而目前通过多级液压放大装置获得的开关频率，仅有几十赫兹，高速开关电磁阀的频率最高也仅为上百赫兹，阀芯惯性和电磁铁响应能力都限制了频率的提高。另外频率的提高使得液压装置通流能力与带负载能力都下降。

本发明使用有多孔配流的转子的旋转运动来代替阀芯的往复运动，用电机带动转子高速旋转实现油路高频率切换，消除了阀芯往复运动的能量损失，并且实现了高的开关频率。使用共振装置使系统在共振条件下运动，在共振腔内形成压力波，大大地提高了效率。通过改变配流盘油口控制边的相对夹角，可以改变油路的通油时间，进而可以调节出口压力，流量。另外，共振装置频率可调，用来适应要求的不同转速。该装置结构简单，调节方便，可以实现无级调节，通流能力大，带负载能力强。

发明内容

本发明通过液压装置实现对其输出油液压力，流量的精确控制。转子孔接通泵油路时间，通油箱时间，出油时间都可以通过配流盘油口控制边相对角度来控制，出油时间为通泵时间和通油箱时间之和。通过控制盘在一定角度内旋转可以实时调节通泵时间和通油箱时间的相对比例，装置固定配流盘油口控制边的相对位置要根据系统共振频率设定。控制盘可以在边缘加工出齿，通过控制操纵杆转动小齿轮来调节。

根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种液压脉宽调制控制装置，包括由电机驱动的转动体、配流盘、端盖1、壳4、接通油泵的油路P、接通油箱的油路T和接通负载的油路A，其特征在于转动体与配流盘匹配构成三油路切换结构，控制所述的三条油路与一个共振装置5的共振腔15的交替接通。

本装置整体结构可设计如图3和图4所示，由端盖1，小齿轮箱2，内核3，壳体4和共振结构5组成。内核3密封于端盖1，壳体4和共振结构5组成的空间内。如图2，内核3由转子体和配流盘组成。转子体与配流盘之间形成液体摩擦，并且允许转子体有一定的轴向窜动。转子体结构如图5，由花键轴7带动转动盘8转动，转动盘8上均布若干孔，孔上固有柱塞9，由柱塞9带动浮动密封盘6同步旋转。上述的配流盘有四个，设置在转动体左侧端的控制盘11和出油腔12以及设置在转动体右侧端的固定环13和油量环14，组成端面配流机构，三条油路径向分布，通过所述的四个配流盘控制边之间的相对夹角来控制油路的连通时间，如图6所示，控制盘11与出油腔12形成一侧的配流面，由出油腔12的凸肩将控制盘11压紧至端盖，如图14。固定环13与油量环14组成另一侧的配流面，通过螺钉将二者固定于壳体4上，如图13。两侧配流面的相对位置由壳体4和端盖1确定。

该装置采用端面配流，三条油路均在轴向接通，P口接通液压泵供油线路，T口接通预压油箱，A口输出。随着花键轴7带动转动体的高速旋转，共振腔15依次接通P，T，A口。由P口，A口供给压力油至共振腔15，由A口将共振腔内的压力油输出。