基于高速开关阀的片式液压步进驱动器的制作方法

1.本发明涉及液压步进驱动器技术领域，具体为基于高速开关阀的片式液压步进驱动器。


背景技术：

2.在工程施工机械、救援机器人等领域，通常采用电液比例/伺服控制技术构成闭环控制系统对执行装置位置进行控制。闭环控制系统需要多个信号采集处理通道，结构复杂，可靠性不高，在复杂应用工况下还存在失稳失控等风险。而执行装置要求结构紧凑、作业灵活，在关节处增加位置传感器将影响关节动作范围，并且增加硬件成本。此外电液比例伺服阀通常存在有较大节流损失，系统发热严重。
3.因此为降低成本，提高系统可靠性，使用开环控制的液压步进驱动技术一直是一个研究热点。液压步进驱动技术是通过采用高速开关元件，将连续的流体传动介质离散为固定的微小步进流量，只需控制步进数量即可实现位置控制。为此，我们提出基于高速开关阀的片式液压步进驱动器。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于高速开关阀的片式液压步进驱动器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于高速开关阀的片式液压步进驱动器，包括驱动器本体，所述驱动器本体内部设有用于控制液压油流动循环的注油阀机构，所述注油阀机构一侧设有用于控制液压油进入和回流的活动塞机构，所述活动塞机构一侧设有控制流量的步进阀，所述步进阀一端设有第一固定套筒，所述第一固定套筒一端设有第一密封塞，所述步进阀一侧设有用于控制机械步进运行的步进控制机构。
6.所述驱动器本体一侧开设有液压油进入的注油口，所述注油口一端开设有注油通道，所述注油通道中间位置开设有安装注油阀机构的第一阀孔，所述第一阀孔贯穿于驱动器本体一侧，所述第一阀孔与注油通道之间开设有连通油孔，所述注油通道一端开设有过油通道，所述过油通道一端开设有回油通道，所述回油通道的一端开设有回油口，所述注油口与回油口开设于驱动器本体的相同一侧。
7.优选的，所述过油通道中部开设有活动塞通道用于活动塞机构运行，所述活动塞通道一侧开设有第一供油通道，所述第一供油通道一端开设有第二供油通道，所述第一供油通道与第二供油通道之间开设有步进阀安装的第二阀孔，所述第二供油通道一端开设有步进控制机构安装运行的步进通道，所述步进通道一端开设有信号孔。
8.优选的，所述注油阀机构包括设置在第一阀孔内部的阀体，所述阀体外侧开设有两个对称的过油孔，两个所述过油孔与阀体两侧注油通道对应，所述阀体内部设有用于控制关闭和开合的阀塞，所述阀体一端设有固定用的第二固定套筒，所述第二固定套筒一端设有用于密封固定的第二密封塞，所述阀体外侧开设有连通孔，所述连通孔与连通油孔一
端连通。
9.优选的，所述阀塞包括设置在阀体内部的阀塞本体，所述阀塞本体内部设有注油阀机构关闭时液压油回流的储油空间，所述阀塞本体外侧开设有第一回流孔，所述阀塞本体外侧第一回流孔对称位置开设有第二回流孔，所述第二回流孔在注油阀机构开启时与连通孔连通。
10.优选的，所述活动塞机构包括设置在活动塞通道内部的活动塞本体，所述活动塞本体一端开设有液压油进入通过的进油孔，所述进油孔一端与活动塞通道一端的过油通道连通，所述进油孔另一端与第一供油通道连通，所述活动塞本体另一端开设有回油孔，所述回油孔一端与活动塞通道另一端的过油通道连通，所述回油孔另一端与第一供油通道连通，所述活动塞本体外侧靠近两端位置设有两个密封圈，所述第一供油通道一端设有第一密封套。
11.优选的，所述步进控制机构包括设置在步进通道内部的步进仓，所述步进仓内部设有通过液压油带动移动的步进塞组件，所述步进仓一端设有密封用的第二密封套，所述第二密封套设置于信号孔内部，所述第二密封套内侧设有接收并传递信号的信号器。
12.优选的，所述步进塞组件包括设置于步进仓内部的第一活塞，所述第一活塞一端设有弹簧，所述弹簧一端设有第二活塞，所述第一活塞通过油压带动第二活塞在步进仓内部移动，所述第二活塞一端开设有多个均匀分布的流通孔，所述流通孔用于步进仓内部第二活塞两端空间内部液压油流通，所述弹簧用于第二活塞的移动补偿。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明通过在驱动器本体内部设置注油阀机构，用来控制注油口的开合，以达到液压油是否能够进入驱动器本体内部，内部设置活动塞机构，并通过液压油进行活动塞本体的运作，使得注油的通道能够打开或者回油的通道打开，形成液压油的循环，并设置步进控制机构，用来提供步进信号，从而带动外部机械进行运作，通过这几种机构之间的配合，解决了现有的步进驱动器结构复杂、可靠性不高的问题。
14.2、本发明通过在第一供油通道和第二供油通道之间设置步进阀，通过步进阀来控制进入步进控制机构内部液压油的量，从而达到控制外部机械步进运作的控制，通过在注油阀内部设置的阀塞本体内部开设储油空间，用来在注油阀关闭时，能够通过回流的液压油形成油压差，使得活动塞本体能够移动并打开回油孔，从而使得外部机械能够进行复位。
附图说明
15.图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明整体结构剖视示意图；图3为本发明驱动器本体结构剖视示意图；图4为本发明注油阀机构结构示意图；图5为本发明注油阀机构结构剖视示意图；图6为本发明阀塞结构剖视示意图；图7为本发明活动塞机构结构示意图；图8为本发明活动塞机构结构剖视示意图；图9为本发明步进控制机构结构剖视示意图；
图10为本发明步进控制机构结构示意图。
16.图中：1-驱动器本体；2-注油阀机构；3-活动塞机构；4-步进阀；5-第一固定套筒；6-第一密封塞；7-步进控制机构；8-注油口；9-注油通道；10-第一阀孔；11-连通油孔；12-过油通道；13-回油通道；14-回油口；15-活动塞通道；16-第一供油通道；17-第二供油通道；18-第二阀孔；19-步进通道；20-信号孔；21-阀体；22-过油孔；23-阀塞；24-第二固定套筒；25-第二密封塞；26-连通孔；231-阀塞本体；232-储油空间；233-第一回流孔；234-第二回流孔；31-活动塞本体；32-进油孔；33-回油孔；34-密封圈；35-第一密封套；71-步进仓；72-步进塞组件；73-第二密封套；74-信号器；721-第一活塞；722-弹簧；723-第二活塞；724-流通孔。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：基于高速开关阀的片式液压步进驱动器，通过在驱动器本体1内部设置注油阀机构2，用来控制注油口8的开合，以达到液压油是否能够进入驱动器本体1内部，内部设置活动塞机构3，并通过液压油进行活动塞本体31的运作，使得注油的通道能够打开或者回油的通道打开，形成液压油的循环，并设置步进控制机构7，用来提供步进信号，从而带动外部机械进行运作，通过在第一供油通道16和第二供油通道17之间设置步进阀4，通过步进阀4来控制进入步进控制机构7内部液压油的量，从而达到控制外部机械步进运作的控制，通过在注油阀内部设置的阀塞本体231内部开设储油空间232，用来在注油阀关闭时，能够通过回流的液压油形成油压差，使得活动塞本体31能够移动并打开回油孔33，从而使得外部机械能够进行复位，通过这几种机构之间的配合，解决了现有的步进驱动器结构复杂、可靠性不高的问题。
19.该片式液压步进驱动器包括驱动器本体1，驱动器本体1内部第一阀孔10内部连接有用于控制液压油流动循环的注油阀机构2，活动塞通道15内部连接有用于控制液压油进入和回流的活动塞本体31，第二阀孔18内部连接有控制流量的步进阀4，步进阀4一端连接有第一固定套筒5，第一固定套筒5一端连接有第一密封塞6，步进通道19内部连接有用于控制机械步进运行的步进控制机构7。
20.进一步的，驱动器本体1一侧开设有液压油进入的注油口8，注油口8一端开设有注油通道9，注油通道9中部开设有安装注油阀机构2的第一阀孔10，第一阀孔10贯穿与驱动器本体1一侧，第一阀孔10与注油通道9之间开设有连通油孔11，连通油孔11一端与第一阀孔10连通，并与第一阀孔10内部的阀体21内部连通，连通油孔11另一端与注油通道9连通，注油通道9一端开设有过油通道12，过油通道12远离注油通道9的一端开设有回油通道13，回油通道13的一端开设有回油口14，注油口8与回油口14开设于驱动器本体1的相同一侧。
21.进一步的，过油通道12中部开设有活动塞通道15用于活动塞机构3运行，活动塞通道15一侧开设有第一供油通道16，第一供油通道16一端开设有第二供油通道17，第一供油通道16与第二供油通道17之间开设有步进阀4安装的第二阀孔18，第二阀孔18远离第一供
油通道16的一端与第一阀孔10的一端在驱动器本体1的同一侧，第二供油通道17一端开设有步进控制机构7安装运行的步进通道19，步进通道19一端开设有信号孔20，信号孔20贯穿与驱动器本体1的一侧。
22.进一步的，液压油通过注油口8进入到注油通道9内部，并经过注油阀机构2，进入到过油通道12内部，并通过活动塞本体31内部的进油孔32进入到第一供油通道16内部，通过步进阀4控制进给量，进入到第二供油通道17内部，在进入到步进仓71内部通过顶动步进仓71内部的步进活塞组件，通过液压为信号器74提供步进信号，从而控制外部连接的机械进行步进运行。
23.注油阀机构2包括连接在第一阀孔10内部的阀体21，阀体21外侧开设有两个对称的过油孔22，两个过油孔22与阀体21两侧注油通道9对应连通，阀体21内部滑动连接有用于控制关闭和开合的阀塞23，阀体21一端连接有固定用的第二固定套筒24，第二固定套筒24一端连接有用于密封固定的第二密封塞25，阀体21外侧开设有连通孔26，连通孔26与连通油孔11一端连通。
24.阀塞23包括滑动连接在阀体21内部的阀塞本体231，阀塞本体231内部开设有注油阀机构2关闭时液压油回流的储油空间232，阀塞本体231外侧开设有第一回流孔233，阀塞本体231外侧第一回流孔233对称位置开设有第二回流孔234，第二回流孔234在注油阀机构2开启时与连通孔26连通，并将储油空间232内部的液压油回流到注油通道9内部。
25.活动塞机构3包括滑动连接在活动塞通道15内部的活动塞本体31，活动塞本体31一端开设有液压油进入通过的进油孔32，进油孔32一端与活动塞通道15一端的过油通道12连通，进油孔32另一端与第一供油通道16连通，活动塞本体31另一端开设有回油孔33，回油孔33一端与活动塞通道15另一端的过油通道12连通，回油孔33另一端与第一供油通道16连通，活动塞本体31外侧靠近两端位置连接有两个密封圈34，第一供油通道16一端连接有第一密封套35，第一密封套35一端与活动塞本体31外侧连接。
26.步进控制机构7包括连接在步进通道19内部的步进仓71，步进仓71一端与第二供油通道17连通，步进仓71内部滑动连接有通过液压油带动移动的步进塞组件72，步进仓71远离第二供油通道17的一端连接有密封用的第二密封套73，第二密封套73连接在信号孔20内部，第二密封套73内侧连接有接收并传递信号的信号器74。
27.步进塞组件72包括滑动连接在步进仓71内部的第一活塞721，第一活塞721一端连接有弹簧722，弹簧722远离第一活塞721的一端连接有第二活塞723，第一活塞721通过油压带动第二活塞723在步进仓71内部移动，第二活塞723一端开设有多个均匀分布的流通孔724，流通孔724用于步进仓71内部第二活塞723两端空间内部液压油流通，弹簧722用于第二活塞723的移动补偿。
28.工作原理：第一步，将注油阀机构2打开，这时阀体21内部的阀塞本体231进行移动，注油通道9打开，液压油通过注油口8经过注油通道9进入到过油通道12内部，第二步，接着液压油顶动活动塞本体31，活动塞本体31上开设的进油孔32与第一供油通道16连通，液压油通过进油孔32进入到第一供油通道16内部，接着启动步进阀4，通过步进阀4的控制，使得液压油的呈现不同进给量的进入第二供油通道17内部，第三步，并进入步进通道19内部的步进仓71内部，顶动第一活塞721移动，第一活塞721通过弹簧722顶动第二活塞723移动，第二活塞723移动时，第二活塞723远离第一活塞721一端的空间内部的液压油受到压力压
动信号器74，提供信号，并通过流通孔724进入到第一活塞721和第二活塞723之间，第四步，当外部机械完成步进运行时，关闭注油阀机构2，阀体21内部的阀塞本体231堵住注油通道9，这时第一回流孔233与注油通道9连通，步进阀4常开状态，液压油通过第一回流孔233进入到储油空间232内部，这时通过油压差，活动塞本体31移动，回油孔33与第一供油通道16连通，液压油通过回油孔33进入到回油通道13内部，再从回油口14进入到外部连通的油箱内部，步进仓71内部的步进塞组件72复位，信号器74接收不到油压，外部机械复位。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。