双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件和用于控制所述液压执行元件动作的激振控制阀；激振控制阀包括两个转阀；转阀包括阀体，阀体上设有进油口组和回油口组，进油口组包括第一进油口和第二进油口，回油口组包括第一回油口和第二回油口；阀体内套装设有阀套，阀套内设有阀芯；阀体的一端设有直线电机；两个转阀之间设有驱动机构；两个转阀的第一进油口分别与供油油路相连，两个转阀的第一回油口分别与回油油路相连；其中一个转阀的第二进油口与A油口相连、第二回油口与B油口相连；另一个转阀的第二进油口与B油口相连、第二回油口与A油口相连。本发明专利技术还公开了一种双联阀控对称式电液激振系统及偏置控制方法。

【技术实现步骤摘要】
双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法
本专利技术属于流体压力执行机构
，具体的为一种双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法。
技术介绍
激振器通过施加一定形式和大小的激励作用使被激物获得相应的振动，是一种利用机械振动的重要装置，而激振器的偏置控制是控制激振器围绕偏离液压执行元件(液压缸或液压马达)平衡位置特定距离的振动。按照激振方式的不同，激振器主要分为机械式、电动式、电致或磁致伸缩效应式和电液式，其中电液激振器因功率大、推力大、操作方便等固有优势被广泛应用于重载、大功率场合。而激振控制阀为电液激振器的核心元件，其性能直接决定电液激振器的工作质量。传统的电液激振器通常使用喷嘴-挡板式伺服阀作为激振控制阀，很难对其进行偏置控制，在运动控制精度要求高的场合，为了使阀和缸具有匹配性，很多时候要求与伺服阀的生产厂家联系单独订货，这就增加了伺服阀制造成本。且伺服阀激振幅值调节困难，又受到其频响能力的限制，电液激振器的工作频率始终处于较低的范围，不能适用于高频激振的工况。浙江工业大学任燕、阮健、贾文昂在《2D阀控电液激振器偏置控制的特性分析》(西安交通大学学报，2010年9月第44卷第9期P82-86,127-128)中提出了一种2D阀控电液激振器，该2D阀控电液激振器采用的2D激振控制阀具有双运动自由度，控制阀芯旋转可实现激振频率控制，控制阀芯轴向运动可实现激振幅值控制。但由于该2D激振控制阀的转阀特性，无法引入一个偏置信号实现对激振中心平衡位置的偏置控制，需要在对称液压缸上并联一个数字伺服阀，通过改变数字伺服阀的开口大小和方向实现激振器振动中心位置的偏置。由此可见，目前为止，还没有一种仅仅依靠激振控制阀本身来同时实现偏置控制、幅值控制和频率控制的电液激振器。在没有偏置控制的情况下，一方面，当激振中心相对于活塞平衡位置有所偏移时，无法对其进行修正；另一方面，在实际应用中，不能满足某些需要零位偏移振动的工况。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种双联阀控对称式电液激振器及其电液激振系统和偏置控制方法，可以仅仅依靠激振控制阀实现偏置控制、幅值控制和频率控制。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术首先提出了一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件(1)和用于控制所述液压执行元件(1)动作的激振控制阀，所述液压执行元件(1)上设有A油口和B油口；所述激振控制阀包括两个转阀；所述转阀包括阀体(2)和套装在所述阀体(2)内的阀套(2a)，所述阀套(2a)内套装设有与其旋转配合的阀芯(3)，所述阀体(2)和阀套(2a)上设有进油口组和回油口组，所述阀芯(3)上与所述进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口(3a)和第二通流阀口(3b)，且所述第一通流阀口(3a)与所述进油口组之间的开度以及所述第二通流阀口(3b)与所述出油口组之间的开度始终保持相等；所述阀体(2)的一端设有用于驱动所述阀芯(3)沿轴向移动进而使所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机(4)，且所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积始终保持相等；两个所述转阀之间设有用于驱动该两个所述转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间的开度等于零；所述进油口组包括第一进油口(21)和第二进油口(22)，所述回油口组包括第一回油口(23)和第二回油口(24)；两个所述转阀的第一进油口(21)分别与供油油路相连，两个所述转阀的第一回油口(23)分别与回油油路相连；其中一个所述转阀的第二进油口(22)与所述A油口相连、第二回油口(24)与所述B油口相连；另一个所述转阀的第二进油口(22)与所述B油口相连、第二回油口(24)与所述A油口相连。进一步，所述液压执行元件(1)采用双作用双出杆液压缸。进一步，所述驱动机构包括旋转电机(13)和分别与两个所述转阀的阀芯(3)传动连接的同步齿轮(14,15)，两个所述同步齿轮(14,15)啮合且传动比为1，且所述旋转电机(13)的输出轴上设有与其中一个所述同步齿轮(14,15)啮合的主动齿轮(16)。本专利技术还提出了一种双联阀控对称式电液激振系统，包括如上所述双联阀控对称式电液激振器，所述供油油路包括油箱(5)和供油管道(6)，所述供油管道(6)上设有液压泵(7)和驱动所述液压泵(7)的电机(8)，所述液压泵(7)的进油口处设有过滤器(9)，所述液压泵(7)的回油口处设有单向阀(10)，且所述单向阀(10)的两侧与油箱(5)之间分别设有电磁溢流阀(11)和电液比例溢流阀(12)。进一步，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、激振波形解耦器、与所述控制器电连接的控制信号输入模块、用于控制所述直线电机动作的电机控制电路、用于控制所述驱动机构动作的驱动控制电路，所述控制器根据所述信号输入模块输入的偏置输入信号或幅值输入信号分别向两个所述直线电机的电机控制电路发出控制指令、根据所述信号输入模块输入的频率输入信号向所述驱动控制电路发出控制指令以及根据所述信号输入模块输入的压力输入信号向所述电液比例溢流阀发出控制指令，所述激振波形解耦器与所述信号输入模块电连接。进一步，所述液压执行元件上设有用于实时采集其激振幅值、激振频率和激振推力的数据采集传感器；所述转阀或所述直线电机上设有用于采集所述阀芯轴向位置的位置传感器。本专利技术还提出了一种采用如上所述双联阀控对称式电液激振器的双联阀控对称式电液激振器的偏置控制方法，包括如下步骤：1)令所述第二进油口(22)与所述A油口相连、所述第二回油口(24)与所述B油口相连的转阀为第一转阀；所述第二进油口(22)与所述B油口相连、所述第二回油口(24)与所述A油口相连的转阀为第二转阀；以所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量为零处的位置为原点建立横坐标，且令所述液压执行元件(1)的激振中心朝向所述B油口偏置时为正，朝向所述A油口偏置时为负；2)利用所述驱动机构驱动两个所述转阀的阀芯(3)同步转动；当所述第一转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向B油口所在侧的振幅为a1；当所述第二转阀与所述液压执行元件(1)连通时，所述液压执行元件(1)朝向A油口所在侧的振幅为b1；即当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件(1)连通一次后，所述液压执行元件(1)的激振中心偏移量c1＝a1-b1；以此类推，当所述第一转阀和第二转阀交替与所述液压执行元件连通n次后，所述液压执行元件的激振中心偏移量的累加值为en＝en-1+cn＝c1+c2+……+cn，n＝1,2,3……；3)令设定的所述液压执行元件的激振中心偏移量为d；若d＞en，则通过两个所述直线电机(4)分别控制所述第一转阀和第二转阀的进油口组与第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积，使液压执行元件(1)朝向所述B油口所在侧的振幅大于朝向所述A油口所在侧的振幅，执行步骤2)，n＝n+1；若d＜en，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件(1)和用于控制所述液压执行元件(1)动作的激振控制阀，所述液压执行元件(1)上设有A油口和B油口；其特征在于：所述激振控制阀包括两个转阀；所述转阀包括阀体(2)和套装在所述阀体(2)内的阀套(2a)，所述阀套(2a)内套装设有与其旋转配合的阀芯(3)，所述阀体(2)和阀套(2a)上设有进油口组和回油口组，所述阀芯(3)上与所述进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口(3a)和第二通流阀口(3b)，且所述第一通流阀口(3a)与所述进油口组之间的开度以及所述第二通流阀口(3b)与所述出油口组之间的开度始终保持相等；所述阀体(2)的一端设有用于驱动所述阀芯(3)沿轴向移动进而使所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机(4)，且所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积始终保持相等；两个所述转阀之间设有用于驱动该两个所述转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间的开度等于零；所述进油口组包括第一进油口(21)和第二进油口(22)，所述回油口组包括第一回油口(23)和第二回油口(24)；两个所述转阀的第一进油口(21)分别与供油油路相连，两个所述转阀的第一回油口(23)分别与回油油路相连；其中一个所述转阀的第二进油口(22)与所述A油口相连、第二回油口(24)与所述B油口相连；另一个所述转阀的第二进油口(22)与所述B油口相连、第二回油口(24)与所述A油口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种双联阀控对称式电液激振器，包括液压执行元件(1)和用于控制所述液压执行元件(1)动作的激振控制阀，所述液压执行元件(1)上设有A油口和B油口；其特征在于：所述激振控制阀包括两个转阀；所述转阀包括阀体(2)和套装在所述阀体(2)内的阀套(2a)，所述阀套(2a)内套装设有与其旋转配合的阀芯(3)，所述阀体(2)和阀套(2a)上设有进油口组和回油口组，所述阀芯(3)上与所述进油口组和回油口组分别对应设有第一通流阀口(3a)和第二通流阀口(3b)，且所述第一通流阀口(3a)与所述进油口组之间的开度以及所述第二通流阀口(3b)与所述出油口组之间的开度始终保持相等；所述阀体(2)的一端设有用于驱动所述阀芯(3)沿轴向移动进而使所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积同步增大或减小的直线电机(4)，且所述进油口组与所述第一通流阀口(3a)之间的最大过流面积以及所述回油口组与所述第二通流阀口(3b)之间的最大过流面积始终保持相等；两个所述转阀之间设有用于驱动该两个所述转阀的阀芯同步转动的驱动机构，且当其中一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间开度大于零时，另一个所述转阀的第一通流阀口(3a)与该转阀的进油口组之间的开度等于零；所述进油口组包括第一进油口(21)和第二进油口(22)，所述回油口组包括第一回油口(23)和第二回油口(24)；两个所述转阀的第一进油口(21)分别与供油油路相连，两个所述转阀的第一回油口(23)分别与回油油路相连；其中一个所述转阀的第二进油口(22)与所述A油口相连、第二回油口(24)与所述B油口相连；另一个所述转阀的第二进油口(22)与所述B油口相连、第二回油口(24)与所述A油口相连。2.根据权利要求1所述的双联阀控对称式电液激振器，其特征在于：所述液压执行元件(1)采用双作用双出杆液压缸。3.根据权利要求1或2所述的双联阀控对称式电液激振器，其特征在于：所述驱动机构包括旋转电机(13)和分别与两个所述转阀的阀芯(3)传动连接的同步齿轮(14,15)，两个所述同步齿轮(14,15)啮合且传动比为1，且所述旋转电机(13)的输出轴上设有与其中一个所述同步齿轮(14,15)啮合的主动齿轮(16)。4.一种双联阀控对称式电液激振系统，其特征在于：包括如权利要求1-3任一项所述双联阀控对称式电液激振器，所述供油油路包括油箱(5)和供油管道(6)，所述供油管道(6)上设有液压泵(7)和驱动所述液压泵(7)的电机(8)，所述液压泵(7)的进油口处设有过滤器(9)，所述液压泵(7)的回油口处设有单向阀(10)，且所述单向阀(10)的两侧与油箱(5)之间分别设有电磁溢流阀(11)和电液比例溢流阀(12)。5.根据权利要求4所述的双联阀控对称式电液激振系统，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、激振波形解耦器、与所述控制器电连接的控制信号输入模块、用于控制所述直线电机动作的电机控制电路、用于控制所述驱动机构动作的驱动控制电路，所述控制器根据所述信号输入模块输入的偏置输入信号或幅值输入信号分别向两个所述直线电机的电机控制电路发出控制指令、根据所述信号输入模块输入的频率输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，王涛，陈远流，姜孝吾，高德，
申请(专利权)人：浙江大学宁波理工学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33