CN114321440B - 一种智能材料驱动差动式余度伺服阀及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电液伺服阀技术领域，公开了一种智能材料驱动差动式余度伺服阀及其工作方法，其中伺服阀包括两个智能材料电‑机转换器、两个液压放大组件、弹簧和滑阀组件；其中第一智能材料电‑机转换器通过第一液压放大组件驱动滑阀组件的阀套运动，第二智能材料电‑机转换器通过第二液压放大组件驱动滑阀组件的阀芯运动，滑阀组件的阀芯和阀套通过弹簧复位。本发明的伺服阀及控制方法使用智能材料进行驱动，提高伺服阀的频响，利用智能材料的嵌套结构，在现有的结构空间中实现多余度驱动；本发明还利用液压放大结构，增加驱动位移；采用阀芯、阀套双输入差动式驱动结构，既实现了余度控制也提高了输出流量。
Description
技术领域
本发明属于电液伺服阀技术领域，涉及一种差动式余度伺服阀，尤其涉及一种智能材料驱动差动式余度伺服阀及其工作方法。
背景技术
传统电液伺服阀主要有喷挡式、射流管式、射流偏转板式，具有体积小、动态响应快、控制精度高等显著特点，广泛应用于航空航天、舰船与兵器等国防装备电液伺服***中，但是其前置级的存在使得容易受介质污染发生堵塞，降低其性能甚至失效。
直驱式电液伺服阀是一种新型的电液伺服阀，它取消了传统电液伺服阀前置级结构，采用马达直接驱动阀芯运动，具有结构简单、装调方便、静态性能好、抗污染能力强等特点，其广泛的应用对其提出了更高的要求，需要朝着高可靠性、高动态、大流量方向发展。
其中发明专利20121055849.1基于液压微位移放大结构的压电陶瓷直接驱动伺服阀提供了使用液压微位移放大结构的压电陶瓷来驱动伺服阀的结构，可以实现伺服阀的微动控制，取得了良好的效果。但是压电陶瓷本身的可靠性不高，因此在实际使用过程中经常因为该部件的故障导致伺服阀不能使用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种智能材料驱动差动式余度伺服阀及其工作方法，通过多种方式实现包括智能材料自身的多余度和伺服阀工作的多余度，大大提高了伺服阀的可靠性，同时保证了伺服阀的微动控制方式。
本发明的技术方案如下：
一种智能材料驱动差动式余度伺服阀，包括两个智能材料电-机转换器、两个液压放大组件、弹簧和滑阀组件；其中第一智能材料电-机转换器通过第一液压放大组件驱动滑阀组件的阀套运动，第二智能材料电-机转换器通过第二液压放大组件驱动滑阀组件的阀芯运动，滑阀组件的阀芯和阀套通过弹簧复位。
进一步的，第一液压放大组件与阀套之间设有阀芯弹簧压板，阀芯弹簧压板固定在组合滑阀的壳体上，第一复位弹簧一端安装在阀芯弹簧压板上，第一复位弹簧另一端与阀芯接触；第一液压放大组件错位于阀芯弹簧压板来与阀套接触。
进一步的，第一液压放大组件包括第一液压放大腔壳体、第一驱动活塞、第一液压放大腔和阀套驱动活塞；第一驱动活塞将第一智能材料电-机转换器的直线输出通过第一液压放大腔壳体内的第一液压放大腔放大传递给阀套驱动活塞。
进一步的，第二液压放大组件包括第二液压放大腔壳体、第二驱动活塞、阀芯驱动活塞和第二液压放大腔，第二驱动活塞将第二智能材料电-机转换器的直线输出通过第二液压放大腔壳体内的第二液压放大腔放大传递给阀芯驱动活塞，阀芯驱动活塞另一端与阀芯接触；阀芯驱动活塞外还套有第二复位弹簧，第二复位弹簧一端固定，另一端与阀套接触。
进一步的，第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器是相同的装置。
进一步的，第一智能材料电-机转换器包括底座、第一智能材料、第二智能材料和套筒，第一智能材料固定在底座上，第一智能材料是环形圆柱结构，第二智能材料是直径与第一智能材料相同的环形圆柱结构，第二智能材料轴向并列地设在第一智能材料一端，第二智能材料另一端与套筒的开口端外台阶接触；套筒是可轴向移动的结构，套筒轴向位移时带动输出杆直线位移，输出杆另一端与液压放大组件的活塞连接，输出杆上设有预压结构。
进一步的，第一智能材料电-机转换器还包括调节螺钉和防扭座；第一智能材料通过防扭座固定在底座上；调节螺钉一端设在第一智能材料电-机转换器外，调节螺钉另一端连接防扭座，调节螺钉的旋转能够转化为防扭座的径向移动，从而调整液压放大腔的压力。
进一步的，第一智能材料电-机转换器还包括第三智能材料和第四智能材料，第三智能材料是直径较小的环形圆柱结构，第四智能材料是直径与第三智能材料相同的环形圆柱结构，第三智能材料一端固定在套筒的底部，第四智能材料轴向并列地设在第三智能材料的另一端；第四智能材料直线位移时带动输出杆直线位移。
一种智能材料驱动差动式余度伺服阀的工作方法，包括阀套和阀芯的双余度控制方法，具体如下：
第一智能材料电-机转换器单独工作，此时工作状态为单输入动阀套式，第一智能材料电-机转换器中的智能材料在电激励信号下伸长，输出位移通过输出杆传递给第一驱动活塞，向右运动挤压第一液压放大腔中的流体，使得阀套驱动活塞以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套克服第二复位弹簧的弹簧力向右运动，使得阀芯与阀套之间的油口打开一定的开度，输出一定流量；
第二智能材料电-机转换器单独工作，此时工作状态为单输入动阀芯式，第二智能材料电-机转换器中的智能材料在电激励信号下伸长，输出位移给第二驱动活塞，向左运动挤压第二液压放大腔中的流体，使得阀芯驱动活塞以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯克服第一复位弹簧的弹簧力向左运动，使得阀芯与阀套之间的油口打开一定的开度，输出一定流量；
第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器同时工作，此时工作状态为双输入差动式，能够让阀芯和阀套同时相对位移构成差动运动，这使得阀芯与阀套之间的油口打开更大的开度，输出更大的流量。
进一步的，还包括智能材料电-机转换器的双余度控制方法，具体如下：
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第一智能材料和第二智能材料单独工作，驱动阀套或阀芯运动；
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第三智能材料和第四智能材料单独工作，驱动阀套或阀芯运动；
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第一智能材料、第二智能材料、第三智能材料和第四智能材料同时工作，能够选择同向驱动阀套或阀芯进行快速运动，或者选择反向驱动阀套或阀芯进行差动慢速运动。
本发明相比于现有的直驱伺服阀，具有以下优势：
1、使用智能材料进行驱动，提高伺服阀的频响；
2、利用智能材料的嵌套结构，在现有的结构空间中实现余度驱动；
3、利用液压放大结构，增加驱动位移；
4、采用阀芯、阀套双输入差动式驱动结构，既实现了余度控制也提高了输出流量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的直驱伺服阀俯视图；
图2为本发明实施例提供的直驱伺服阀剖视图；
图3为本发明实施例提供的余度驱动结构示意图；
图4为本发明实施例提供的放大腔偏压调节装置示意图；
图5为本发明实施例提供的阀芯弹簧压板示意图；
图6为本发明实施例提供的阀套驱动活塞示意图；
图7为本发明实施例提供的输出杆示意图；
其中，1-调节螺钉，2-防扭座，3-底座，4-第一智能材料，5-套筒，6-第二智能材料，7-输出杆，8-碟簧，9-预紧端盖，10-外壳，11-第一安装螺钉，12-第一驱动活塞，13-第一液压放大腔壳体，14-第一液压放大腔油路，15-第一液压放大腔，16-压板，17-阀座，18-第一复位弹簧，19-进油管路，20-阀芯，21-阀套，22-回油管路，23-阀芯驱动活塞，24-第二复位弹簧，25-第二液压放大腔油路，26-第二液压放大腔，27-第二液压放大腔壳体，28-第二驱动活塞，29-第二安装螺钉，30-阀套驱动活塞，31-第四智能材料，32-定位橡胶棒，33-第三智能材料。
具体实施方式
本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。
一种智能材料驱动差动式余度伺服阀，包括两个智能材料电-机转换器、两个液压放大组件、弹簧和滑阀组件；其中第一智能材料电-机转换器通过第一液压放大组件驱动滑阀组件的阀套运动，第二智能材料电-机转换器通过第二液压放大组件驱动滑阀组件的阀芯运动，滑阀组件的阀芯和阀套通过弹簧复位。
第一液压放大组件与阀套之间设有阀芯弹簧压板，阀芯弹簧压板固定在组合滑阀的壳体上，第一复位弹簧一端安装在阀芯弹簧压板上，第一复位弹簧另一端与阀芯接触；第一液压放大组件错位于阀芯弹簧压板来与阀套接触。
第一液压放大组件包括第一液压放大腔壳体、第一驱动活塞、第一液压放大腔和阀套驱动活塞；第一驱动活塞将第一智能材料电-机转换器的直线输出通过第一液压放大腔壳体内的第一液压放大腔放大传递给阀套驱动活塞。
第二液压放大组件包括第二液压放大腔壳体、第二驱动活塞、阀芯驱动活塞和第二液压放大腔，第二驱动活塞将第二智能材料电-机转换器的直线输出通过第二液压放大腔壳体内的第二液压放大腔放大传递给阀芯驱动活塞，阀芯驱动活塞另一端与阀芯接触；阀芯驱动活塞外还套有第二复位弹簧，第二复位弹簧一端固定，另一端与阀套接触。
第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器是相同的装置。
第一智能材料电-机转换器包括底座、第一智能材料、第二智能材料和套筒，第一智能材料固定在底座上，第一智能材料是环形圆柱结构，第二智能材料是直径与第一智能材料相同的环形圆柱结构，第二智能材料轴向并列地设在第一智能材料一端，第二智能材料另一端与套筒的开口端外台阶接触；套筒是可轴向移动的结构，套筒轴向位移时带动输出杆直线位移，输出杆另一端与液压放大组件的活塞连接，输出杆上设有预压结构。
第一智能材料电-机转换器还包括调节螺钉和防扭座；第一智能材料通过防扭座固定在底座上；调节螺钉一端设在第一智能材料电-机转换器外，调节螺钉另一端连接防扭座，调节螺钉的旋转能够转化为防扭座的径向移动，从而调整液压放大腔的压力。
第一智能材料电-机转换器还包括第三智能材料和第四智能材料，第三智能材料是直径较小的环形圆柱结构，第四智能材料是直径与第三智能材料相同的环形圆柱结构，第三智能材料一端固定在套筒的底部，第四智能材料轴向并列地设在第三智能材料的另一端；第四智能材料直线位移时带动输出杆直线位移。
一种智能材料驱动差动式余度伺服阀的工作方法，包括阀套和阀芯的双余度控制方法，具体如下：
第一智能材料电-机转换器单独工作，此时工作状态为单输入动阀套式，第一智能材料电-机转换器中的智能材料在电激励信号下伸长，输出位移通过输出杆传递给第一驱动活塞，向右运动挤压第一液压放大腔中的流体，使得阀套驱动活塞以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套克服第二复位弹簧的弹簧力向右运动，使得阀芯与阀套之间的油口打开一定的开度，输出一定流量；
第二智能材料电-机转换器单独工作，此时工作状态为单输入动阀芯式，第二智能材料电-机转换器中的智能材料在电激励信号下伸长，输出位移给第二驱动活塞，向左运动挤压第二液压放大腔中的流体，使得阀芯驱动活塞以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯克服第一复位弹簧的弹簧力向左运动，使得阀芯与阀套之间的油口打开一定的开度，输出一定流量；
第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器同时工作，此时工作状态为双输入差动式，能够让阀芯和阀套同时相对位移构成差动运动，这使得阀芯与阀套之间的油口打开更大的开度，输出更大的流量。
还包括智能材料电-机转换器的双余度控制方法，具体如下：
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第一智能材料和第二智能材料单独工作，驱动阀套或阀芯运动；
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第三智能材料和第四智能材料单独工作，驱动阀套或阀芯运动；
第一智能材料电-机转换器或第二智能材料电-机转换器的第一智能材料、第二智能材料、第三智能材料和第四智能材料同时工作，能够选择同向驱动阀套或阀芯进行快速运动，或者选择反向驱动阀套或阀芯进行差动慢速运动。
为了更加直观清楚的表述本发明实例中的结构原理和工作方法，下面将结合相关的附图对所实施例进行介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本发明的实施例提供一种智能材料驱动差动式余度伺服阀及其工作方法，利用智能材料的嵌套结构，实现余度驱动；利用液压放大结构，增加驱动位移；采用阀芯、阀套双输入差动式驱动结构，既实现了余度控制也提高了输出流量。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种智能材料驱动差动式余度伺服阀，如图1所示，包括：第一智能材料电-机转换器Ⅰ、第一液压放大组件Ⅱ、第二智能材料电-机转换器Ⅵ、第二液压放大组件Ⅴ、阀芯弹簧压板Ⅲ、滑阀组件Ⅳ；
所述第一智能材料电-机转换器Ⅰ及第二智能材料电-机转换器Ⅵ结构相同，如图2所示，均包括外壳10、安装于外壳10内的第一智能材料4和第二智能材料6、安装于第二智能材料6右端表面的“几”字型套筒5，安装于“几”字形套筒5中的第三智能材料33和第四智能材料31、安装于第三智能材料33和第四智能材料31内孔中间的定位橡胶棒32、安装于外壳10左端的底座3、安装于底座3右端的防扭座2、安装于底座3内孔的调节螺钉1、安装于外壳10右端内孔中的预紧端盖9、安装于预紧端盖9左端的输出杆7、安装于输出杆7和预紧端盖9之间的碟簧8；
所述第一液压放大组件Ⅱ包括第一液压放大腔壳体13、第一驱动活塞12、第一安装螺钉11、阀套驱动活塞30，第一驱动活塞12安装于第一液压放大腔壳体13的左端内孔中并形成相互独立的第一液压放大腔15，阀套驱动活塞30安装于第一液压放大腔壳体13的右端内孔中；所述第二液压放大组件Ⅴ包括第二液压放大腔壳体27、第二驱动活塞28、第二安装螺钉29、阀芯驱动活塞23，第二驱动活塞28安装于第二液压放大腔壳体27的右端内孔中并形成相互独立的第二液压放大腔26，阀芯驱动活塞23安装于第二液压放大腔壳体27的左端内孔中；
所述滑阀组件Ⅳ，包括安装于阀座17内孔中的阀套21、安装于阀套21内孔中的阀芯20、安装于阀芯20左端的第一复位弹簧18、安装于阀套21右端的第二复位弹簧24，所述阀座17上设有进油管路19和回油管路22，与进油管路19相通的环形腔B中设有均布的4个油口，与回油管路22相通的环形腔A中设有均布的4个油口。
所述阀芯弹簧压板Ⅲ的结构如图5所示，压板16中间开有两个对称的半圆形通孔为了使阀套驱动活塞30通过，两个对称的半圆形通孔之间留下的横梁作为第一复位弹簧18的固定端。
所述防扭座2上有两个半圆形凸起与底座3上的两个U型槽配合，如图4所示，使得拧动调节螺钉1时，防扭座2没有转动，只有直线运动，达到防止智能材料转动受剪切力作用，所述调节螺钉1用于调节第一驱动活塞12的位置，保证第一液压放大腔15的高度，调节螺钉1通过外螺纹连接在底座3的内螺纹孔中，输出端与防扭座2相接触。
所述第一智能材料4和第二智能材料6为第一组驱动C，所述第三智能材料33和第四智能材料31为第二组驱动D，第二组驱动D通过“几”字形套筒5内嵌在第一组驱动C中，如图3所示，在现有的结构尺寸下，实现双余度驱动。
所述输出杆7上有两个半圆凸起与外壳10上的两个半圆凹坑配合，用于上端防扭，如图7所示，输出杆7中间台阶面与碟簧8接触，顶端开有螺纹孔，通过第一安装螺钉11固定第一驱动活塞12，所述预紧端盖9通过外螺纹与外壳10上的内螺纹配合安装。
所述第一液压放大腔壳体13和第二液压放大腔壳体27上均开有一小孔径流道14、25分别与第一液压放大腔15和第二液压放大腔26相连通，小孔径流道14、25另一端连接蓄能器，为第一液压放大腔15和第二液压放大腔26提供偏置压力，所述第一驱动活塞12和阀套驱动活塞30的面积比、第二驱动活塞28和阀芯驱动活塞23的面积比可以根据所需要的位移放大倍数进行设计，所述第一液压放大腔15中的偏置压力既可以通过蓄能器施加并动态调整，也可以通过第一智能材料电-机转换器Ⅰ中的调节螺钉1进行调整，该方法同样适用于第二液压放大腔26中的偏置压力调整。
所述阀套驱动活塞30中部通过一环形凸台进行限位，右端面设有一U形槽便于阀芯弹簧压板16的横梁穿过，并与第一液压放大腔壳体13通过密封圈进行动密封，如图6所示，所述阀芯驱动活塞23中部通过一环形凸台进行限位，与第二液压放大腔壳体27通过密封圈进行动密封，所述阀套21左环形端面与阀套驱动活塞30右端面相接触，阀套21右环形端面与第二复位弹簧24接触，所述第二复位弹簧24处于受压状态，所述阀芯20右端面与阀芯驱动活塞23左端面相接触，左端面与第一复位弹簧18接触，所述第一复位弹簧18处于受压状态。
本发明还公开了一种智能材料驱动差动式余度伺服阀的工作方法，具体步骤如下：
第一智能材料电-机转换器Ⅰ和第二智能材料电-机转换器Ⅵ既可以单独工作，也可以同时工作，每个智能材料电-机转换器Ⅰ、Ⅵ都具备双余度驱动，因此工作模式可以分为以下三种：单输入双余度动阀套式、单输入双余度动阀芯式、双输入四余度差动式。
(1)单输入双余度动阀套式；
当给予第一智能材料电-机转换器Ⅰ中的第一智能材料4和第二智能材料6或者第三智能材料33和第四智能材料31电激励信号，第二智能材料电-机转换器Ⅵ不通电，智能材料4、6或33、31在电激励信号下伸长，输出位移通过输出杆7传递给第一驱动活塞12，向右运动挤压第一液压放大腔15中的流体，基于流量守恒定律，使得阀套驱动活塞30以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套21克服第二复位弹簧24的弹簧力向右运动，使得阀芯20与阀套21之间的油口打开一定的开度，输出一定流量，在这个过程中第一智能材料电-机转换器Ⅰ中的两组驱动C、D构成双余度；
(2)单输入双余度动阀芯式；
当给予第二智能材料电-机转换器Ⅵ中的第一组驱动C或者第二组驱动D电激励信号，第一智能材料电-机转换器Ⅰ不通电，第二智能材料电-机转换器Ⅵ输出位移给第二驱动活塞28，向左运动挤压第二液压放大腔26中的流体，基于流量守恒定律，使得阀芯驱动活塞23以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯20克服第一复位弹簧18的弹簧力向左运动，使得阀芯20与阀套21之间的油口打开一定的开度，输出一定流量，在这个过程中第二智能材料电-机转换器Ⅵ中的两组驱动C、D构成双余度；
(3)双输入四余度差动式；
当同时给予第一智能材料电-机转换器Ⅰ和第二智能材料电-机转换器Ⅵ中的第一组驱动C或者第二组驱动D电激励信号，第一智能材料电-机转换器Ⅰ输出位移给第一驱动活塞12，向右运动挤压第一液压放大腔15中的流体，基于流量守恒定律，使得阀套驱动活塞30以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套21克服第二复位弹簧24的弹簧力向右运动，相应的，第二智能材料电-机转换器Ⅵ输出位移给第二驱动活塞28，向左运动挤压第二液压放大腔26中的流体，基于流量守恒定律，使得阀芯驱动活塞23以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯20克服第一复位弹簧18的弹簧力向左运动，阀芯20和阀套21同时相对位移构成差动运动，这使得阀芯20与阀套21之间的油口打开更大的开度，输出更大的流量，在这个过程中，每个智能材料电-机转换器Ⅰ、Ⅵ本身具有驱动双余度，同时，每个智能材料电-机转换器Ⅰ、Ⅵ彼此也构成驱动双余度，达到四余度。
本发明相比于现有的直驱伺服阀，具有以下优势：
1、使用智能材料进行驱动，提高伺服阀的频响；
2、利用智能材料的嵌套结构，在现有的结构空间中实现余度驱动；
3、利用液压放大结构，增加驱动位移；
4、采用阀芯、阀套双输入差动式驱动结构，既实现了余度控制也提高了输出流量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种智能材料驱动差动式余度伺服阀的工作方法，所使用的一种智能材料驱动差动式余度伺服阀包括两个智能材料电-机转换器、两个液压放大组件、弹簧和滑阀组件；其中第一智能材料电-机转换器通过第一液压放大组件驱动滑阀组件的阀套(21)运动，第二智能材料电-机转换器通过第二液压放大组件驱动滑阀组件的阀芯(20)运动，滑阀组件的阀芯(20)和阀套(21)通过弹簧复位；第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器是相同的装置；第一智能材料电-机转换器包括底座(3)、第一智能材料(4)、第二智能材料(6)和套筒(5)，第一智能材料(4)固定在底座(3)上，第一智能材料(4)是环形圆柱结构，第二智能材料(6)是直径与第一智能材料(4)相同的环形圆柱结构，第二智能材料(6)轴向并列地设在第一智能材料(4)一端，第二智能材料(6)另一端与套筒(5)的开口端外台阶接触；套筒(5)是可轴向移动的结构，套筒(5)轴向位移时带动输出杆(7)直线位移，输出杆(7)另一端与液压放大组件的活塞连接，输出杆(7)上设有预压结构；第一智能材料电-机转换器还包括调节螺钉(1)和防扭座(2)；第一智能材料(4)通过防扭座(2)固定在底座(3)上；调节螺钉(1)一端设在第一智能材料电-机转换器外，调节螺钉(1)另一端连接防扭座(2)，调节螺钉(1)的旋转能够转化为防扭座(2)的径向移动，从而调整液压放大腔的压力；第一智能材料电-机转换器还包括第三智能材料(33)和第四智能材料(31)，第三智能材料(33)是相对第一智能材料(4)直径较小的环形圆柱结构，第四智能材料(31)是直径与第三智能材料(33)相同的环形圆柱结构，第三智能材料(33)一端固定在套筒(5)的底部，第四智能材料(31)轴向并列地设在第三智能材料(33)的另一端；第四智能材料(31)直线位移时带动输出杆(7)直线位移；
第一液压放大组件包括第一液压放大腔壳体(13)、第一驱动活塞(12)、第一液压放大腔(15)和阀套驱动活塞(30)；第一驱动活塞(12)将第一智能材料电-机转换器的直线输出通过第一液压放大腔壳体(13)内的第一液压放大腔(15)放大传递给阀套驱动活塞(30)；
第二液压放大组件包括第二液压放大腔壳体(27)、第二驱动活塞(28)、阀芯驱动活塞(23)和第二液压放大腔(26)，第二驱动活塞(28)将第二智能材料电-机转换器的直线输出通过第二液压放大腔壳体(27)内的第二液压放大腔(26)放大传递给阀芯驱动活塞(23)，阀芯驱动活塞(23)另一端与阀芯(20)接触；阀芯驱动活塞(23)外还套有第二复位弹簧(24)，第二复位弹簧(24)一端固定，另一端与阀套(21)接触；
包括单输入双余度动阀套式、单输入双余度动阀芯式、双输入四余度差动式，其中，第一智能材料(4)和第二智能材料(6)构成第一组驱动，第三智能材料(33)和第四智能材料(31)构成第二组驱动；
单输入双余度动阀套式为：当给予第一智能材料电-机转换器中的第一智能材料(4)、第二智能材料(6)或者第三智能材料(33)、第四智能材料(31)电激励信号，第二智能材料电-机转换器不通电，第一智能材料(4)、第二智能材料(6)或者第三智能材料(33)、第四智能材料(31)在电激励信号下伸长，输出位移通过输出杆(7)传递给第一驱动活塞(12)，向右运动挤压第一液压放大腔(15)中的流体，基于流量守恒定律，使得阀套驱动活塞(30)以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套(21)克服第二复位弹簧(24)的弹簧力向右运动，使得阀芯(20)与阀套(21)之间的油口打开一定的开度，输出一定流量，在这个过程中第一智能材料电-机转换器中的第一组驱动或者第二组驱动构成双余度；
单输入双余度动阀芯式为：当给予第二智能材料电-机转换器中的第一组驱动或者第二组驱动电激励信号，第一智能材料电-机转换器不通电，第二智能材料电-机转换器输出位移给第二驱动活塞(28)，向左运动挤压第二液压放大腔(26)中的流体，基于流量守恒定律，使得阀芯驱动活塞(23)以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯(20)克服第一复位弹簧(18)的弹簧力向左运动，使得阀芯(20)与阀套(21)之间的油口打开一定的开度，输出一定流量，在这个过程中第二智能材料电-机转换器中的第一组驱动或者第二组驱动构成双余度；
双输入四余度差动式为：当同时给予第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器中的第一组驱动或者第二组驱动电激励信号，第一智能材料电-机转换器输出位移给第一驱动活塞(12)，向右运动挤压第一液压放大腔(15)中的流体，基于流量守恒定律，使得阀套驱动活塞(30)以一定放大倍数的位移向右运动，驱动阀套(21)克服第二复位弹簧(24)的弹簧力向右运动，相应的，第二智能材料电-机转换器输出位移给第二驱动活塞(28)，向左运动挤压第二液压放大腔(26)中的流体，基于流量守恒定律，使得阀芯驱动活塞(23)以一定放大倍数的位移向左运动，驱动阀芯(20)克服第一复位弹簧(18)的弹簧力向左运动，阀芯(20)和阀套(21)同时相对位移构成差动运动，这使得阀芯(20)与阀套(21)之间的油口打开更大的开度，输出更大的流量，在这个过程中，第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器本身具有驱动双余度，同时，第一智能材料电-机转换器和第二智能材料电-机转换器彼此也构成驱动双余度，达到四余度。
2.根据权利要求1所述的一种智能材料驱动差动式余度伺服阀的工作方法，其特征在于，第一液压放大组件与阀套(21)之间设有阀芯弹簧压板(16)，阀芯弹簧压板(16)固定在阀座(17)上，第一复位弹簧(18)一端安装在阀芯弹簧压板(16)上，第一复位弹簧(18)另一端与阀芯(20)接触；第一液压放大组件错位于阀芯弹簧压板(16)来与阀套(21)接触。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005233219A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | サーボピストン機構及び流量調整弁 |
| CN101328913A (zh) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | 北京航空航天大学 | 一种新型智能压电型高速开关阀 |
| CN101598149A (zh) * | 2009-06-30 | 2009-12-09 | 南京航空航天大学 | 超磁致伸缩执行器驱动的单级直动式电液伺服阀 |
| CN103016434A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-03 | 北京航空航天大学 | 基于液压微位移放大结构的压电陶瓷直接驱动伺服阀 |
| CN103603989A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 武汉科技大学 | 一种基于磁控记忆合金的差动式高速开关阀 |
| CN104864118A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-26 | 绵阳富临精工机械股份有限公司 | 一种比例调节电磁阀 |
| CN105156390A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-16 | 武汉海力威机电科技有限公司 | 自调节数字液压阀、其组成的控制***及控制方法 |
| CN107339282A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-11-10 | 南京航空航天大学 | 一种无阀电液作动器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005233219A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | サーボピストン機構及び流量調整弁 |
| CN101328913A (zh) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | 北京航空航天大学 | 一种新型智能压电型高速开关阀 |
| CN101598149A (zh) * | 2009-06-30 | 2009-12-09 | 南京航空航天大学 | 超磁致伸缩执行器驱动的单级直动式电液伺服阀 |
| CN103016434A (zh) * | 2012-12-20 | 2013-04-03 | 北京航空航天大学 | 基于液压微位移放大结构的压电陶瓷直接驱动伺服阀 |
| CN103603989A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-02-26 | 武汉科技大学 | 一种基于磁控记忆合金的差动式高速开关阀 |
| CN104864118A (zh) * | 2015-05-21 | 2015-08-26 | 绵阳富临精工机械股份有限公司 | 一种比例调节电磁阀 |
| CN105156390A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-12-16 | 武汉海力威机电科技有限公司 | 自调节数字液压阀、其组成的控制***及控制方法 |
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