伺服阀放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种伺服阀放大器，该伺服阀放大器首先收到实时控制器的控制模拟电压信号，该伺服阀放大器电路在稳压模块支持下，控制模拟电压信号首先通过差分输入的方式来减小误差；再将差分信号与颤振信号发生电路产生的颤振信号叠加后通过反相器模块反相后输入到电流泵模块；最后电流泵模块根据输入信号大小按设定的放大比例将电压信号转化为输出恒定且不受负载影响的电流信号，从而输出并控制电液伺服阀；本发明专利技术在电液伺服阀的控制上，具有可靠、高灵敏度、减少伺服阀卡顿的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电液伺服阀控制
，尤其涉及一种应用于可穿戴式助力外骨骼下肢电液伺服控制系统中的伺服阀放大器。
技术介绍
伺服阀放大器为电液伺服阀的驱动、控制专用控制器。伺服放大器作用是将输入指令信号(电压)同系统反馈信号(电压)进行比较、放大和运算后，输出一个与偏差电压信号成比例的控制电流给伺服阀力矩马达控制线圈，控制伺服阀阀芯开度大小。并通过采用各种液压设备和测量传感器构成对位置、速度、加速度、力等物理量进行控制的电液伺服系统，如:阀控油缸、阀控马达、阀控栗等。常用的伺服阀放大器有指令与信号输入电路、调零偏置电路、前置放大电路、限流电路、功率放大电路等模块，一般存在以下缺点:I)由于阀的库伦摩擦力影响，常用的伺服阀放大器易存在阀芯卡滞的现象。2)误差干扰大，导致受控阀的分辨率较低。3)漂移现象明显，稳定性差，对环境要求高，不适合户外工作。4)响应速度快但超调量一般偏大，难以满足实时性需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种伺服阀放大器，该放大器电路在电液伺服阀的控制上，具有可靠、高灵敏度、减少伺服阀卡顿等特点。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下:一种伺服阀放大器，所述伺服阀放大器用于连接实时控制器和电液伺服阀，它包括稳压模块、驱动模块、颤振信号发生模块和输入输出模块；其中，所述稳压模块包括非极性电容Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C12、C16，极性电容ClU C15、C17，齐纳稳压二极管D3、D4、D5，发光二极管D6、D7，电阻R24、R25 ;其中，非极性电容Cl、C2、C3、C4的一端和齐纳稳压二极管D3的负极均与外部输入+15V相连，非极性电容C1、C2、C3、C4的另一端、齐纳稳压二极管D3的正极、非极性电容C5、C6、C7、C8的一端和齐纳稳压二极管D4的负极均接地；非极性电容C5、C6、C7、C8的另一端和齐纳稳压二极管D4的正极均与外部输入-15V相连；极性电容Cll的正极、非极性电容C12的一端、极性电容C17的正极、齐纳稳压二极管D5的负极相连后与外部输入+15V相连；极性电容C15、C17的负极，非极性电容C16的一端，齐纳稳压二极管D5负极相连后与外部输入-15V相连；极性电容Cll的负极、极性电容C15的正极、非极性电容C12、C16的另一端均接地；电阻R24的一端与外部输入+15V相连，另一端与发光二极管D7的正极相连；电阻R25的一端与外部输入_15V相连，另一端与发光二极管D6的负极相连；发光二极管D7的负极和发光二极管D6的正极均接地； 所述驱动模块电路包括差分输入模块、偏置和颤振输入模块、反相器模块、电流栗模块和TVS瞬态稳压管模块；其中，所述差分输入模块包括电阻R14、R17、R21、R11，运算放大器AR3 ;其中，电阻R14的一端与电阻Rll的一端相连后与运算放大器AR3的负极输入端相连；电阻Rll的另一端与运算放大器AR3的输出端相连；电阻R17的一端与电阻R21的一端相连后与运算放大器AR3的正极输入端相连；电阻R21的另一端接地；运算放大器AR3的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和-15V ;所述偏置和颤振输入模块包括电阻Rl、R3、R8、R9，滑动变阻器R2、RlO ;其中，电阻R8的一端与滑动变阻器RlO的一端相连；电阻Rl的一端接外部输入-15V，另一端与滑动变阻器R2的电阻丝的一端相连；滑动变阻器R2的电阻丝的另一端与电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端与外部输入+15V相连；滑动变阻器R2的滑动端与电阻R9的一端相连；所述反相器模块包括电阻R16、R13，运算放大器AR5 ;其中，电阻R13的一端与运算放大器AR5的负极输入端相连，运算放大器AR5的正极输入端接地；电阻R13的另一端与运算放大器AR5的输出端相连；运算放大器AR5的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和-15V端子；运算放大器AR3的输出端与电阻R16的一端相连；运算放大器AR5的负极输入端、电阻R16的另一端、滑动变阻器RlO的另一端和电阻R9的另一端相连于一点；所述电流栗模块包括电阻R12、R6、R18、R19、R15，滑动变阻器R7、R20，二极管Dl、D2和运算放大器AR2 ;其中，电阻R12的一端接地，另一端与电阻R6的一端相连后接入运算放大器AR2的负极输入端；电阻R6的另一端与滑动变阻器R7的一端相连；电阻R18的一端与运算放大器AR5的输出端相连，另一端与电阻R19的一端相连后接入运算放大器AR2的正极输入端；电阻R19的另一端与滑动变阻器R20的电阻丝的一端相连，滑动变阻器R20的电阻丝的另一端与电阻R15的一端相连；电阻R15的另一端与滑动变阻器R7的另一端相连后接入运算放大器AR2的输出端；运算放大器AR2的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和-15V ;滑动变阻器R20的滑动端与二极管Dl的正极相连；二极管Dl的负极与二极管D2的负极相连；二极管D2的正极接地；所述TVS瞬态稳压管模块包括稳压管TVS2、TVS4、TVS5 ;其中，稳压管TVS2的一极与电阻R8的另一端相连，稳压管TVS4的一极与电阻R14的另一端相连，稳压管TVS5的一极与电阻R17的另一端相连，稳压管TVS2、TVS4、TVS5的另一极均接地；所述颤振信号发生模块电路包括电源滤波模块、发生器模块；所述电源滤波模块包括电容ClO和C14 ;其中，电容ClO —端与外部输入+15V相连，另一端与电容C14的一端相连后接地；电容C14的另一端与外部输入-15V相连；所述发生器模块包括电阻R22、R28、R29、R26，滑动变阻器R23、R27，电容C9、C13，运算放大器AR6、AR7 ;其中，电容C9的一端接地，另一端与电阻R22的一端相连后接运算放大器AR7的负极输入端；电阻R22的另一端与滑动变阻器R23的一端相连；电阻R28的一端接地，另一端与电阻R29的一端相连后接入运算放大器AR7的正极输入端；运算放大器AR7的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和-15V ;滑动变阻器R23的另一端、电阻R26的一端、电阻R29的另一端均与运算放大器AR7的输出端相连；电阻R26的另一端、滑动变阻器R27的电阻丝的一端和电容C13的一端相连于一点；电容C13的另一端和滑动变阻器R27的电阻丝的另一端均接地；滑动变阻器R27的滑动端与运算放大器AR6的正极输入端口相连；运算放大器AR6的负极输入端口与输出端口短接；运算放大器AR6的输出端口与电阻R8的另一端相连；所述输入输出模块包括信号输入接线端子P1、输出电流接线端子P2、电源输入接线端子P3 ;其中，信号输入接线端子Pl的正极输入端口接电阻R17的另一端，负极输入端口接电阻R14的另一端，接地端口接地；输出电流接线端子P2的输出端口接电流栗模块的滑动变阻器R20的滑动端与二极管Dl的正极的公共端，接地端口接地；电源输入接线端子P3的正极端口接外部输入+15V，接地端口接地，负极端口接外部输入-15V ;实时控制器的的两个控制模拟电压信号输出端口与信号输入接线端子Pl的正极输入端口和负极输入端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服阀放大器，所述伺服阀放大器用于连接实时控制器和电液伺服阀，其特征在于，包括稳压模块、驱动模块、颤振信号发生模块和输入输出模块；其中，所述稳压模块包括非极性电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C12、C16，极性电容C11、C15、C17，齐纳稳压二极管D3、D4、D5，发光二极管D6、D7，电阻R24、R25；其中，非极性电容C1、C2、C3、C4的一端和齐纳稳压二极管D3的负极均与外部输入+15V相连，非极性电容C1、C2、C3、C4的另一端、齐纳稳压二极管D3的正极、非极性电容C5、C6、C7、C8的一端和齐纳稳压二极管D4的负极均接地；非极性电容C5、C6、C7、C8的另一端和齐纳稳压二极管D4的正极均与外部输入‑15V相连；极性电容C11的正极、非极性电容C12的一端、极性电容C17的正极、齐纳稳压二极管D5的负极相连后与外部输入+15V相连；极性电容C15、C17的负极，非极性电容C16的一端，齐纳稳压二极管D5负极相连后与外部输入‑15V相连；极性电容C11的负极、极性电容C15的正极、非极性电容C12、C16的另一端均接地；电阻R24的一端与外部输入+15V相连，另一端与发光二极管D7的正极相连；电阻R25的一端与外部输入‑15V相连，另一端与发光二极管D6的负极相连；发光二极管D7的负极和发光二极管D6的正极均接地；所述驱动模块电路包括差分输入模块、偏置和颤振输入模块、反相器模块、电流泵模块和TVS瞬态稳压管模块；其中，所述差分输入模块包括电阻R14、R17、R21、R11，运算放大器AR3；其中，电阻R14的一端与电阻R11的一端相连后与运算放大器AR3的负极输入端相连；电阻R11的另一端与运算放大器AR3的输出端相连；电阻R17的一端与电阻R21的一端相连后与运算放大器AR3的正极输入端相连；电阻R21的另一端接地；运算放大器AR3的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和‑15V；所述偏置和颤振输入模块包括电阻R1、R3、R8、R9，滑动变阻器R2、R10；其中，电阻R8的一端与滑动变阻器R10的一端相连；电阻R1的一端接外部输入‑15V，另一端与滑动变阻器R2的电阻丝的一端相连；滑动变阻器R2的电阻丝的另一端与电阻R3的一端相连；电阻R3的另一端与外部输入+15V相连；滑动变阻器R2的滑动端与电阻R9的一端相连；所述反相器模块包括电阻R16、R13，运算放大器AR5；其中，电阻R13的一端与运算放大器AR5的负极输入端相连，运算放大器AR5的正极输入端接地；电阻R13的另一端与运算放大器AR5的输出端相连；运算放大器AR5的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和‑15V端子；运算放大器AR3的输出端与电阻R16的一端相连；运算放大器AR5的负极输入端、电阻R16的另一端、滑动变阻器R10的另一端和电阻R9的另一端相连于一点；所述电流泵模块包括电阻R12、R6、R18、R19、R15，滑动变阻器R7、R20，二极管D1、D2和运算放大器AR2；其中，电阻R12的一端接地，另一端与电阻R6的一端相连后接入运算放大器AR2的负极输入端；电阻R6的另一端与滑动变阻器R7的一端相连；电阻R18的一端与运算放大器AR5的输出端相连，另一端与电阻R19的一端相连后接入运算放大器AR2的正极输入端；电阻R19的另一端与滑动变阻器R20的电阻丝的一端相连，滑动变阻器R20的电阻丝的另一端与电阻R15的一端相连；电阻R15的另一端与滑动变阻器R7的另一端相连后接入运算放大器AR2的输出端；运算放大器AR2的第一电源输入端和第二电源输入端分别接外部输入+15V和‑15V；滑动变阻器R20的滑动端与二极管D1的正极相连；二极管D1的负极与二极管D2的负极相连；二极管D2的正极接地；所述TVS瞬态稳压管模块包括稳压管TVS2、TVS4、TVS5；其中，稳压管TVS2的一极与电阻R8的另一端相连，稳压管TVS4的一极与电阻R14的另一端相连，稳压管TVS5的一极与电阻R17的另一端相连，稳压管TVS2、TVS4、TVS5的另一极均接地；所述颤振信号发生模块电路包括电源滤波模块、发生器模块；所述电源滤波模块包括电容C10和C14；其中，电容C10一端与外部输入+15V相连，另一端与电容C14的一端相连后接地；电容C14的另一端与外部输入‑15V相连；所述发生器模块包括电阻R22、R28、R29、R26，滑动变阻器R23、R27，电容C9、C13，运算放大器AR6、AR7；其中，电容C9的一端接地，另一端与电阻R22的一端相连后接运算放大器AR7的负极输入端；电阻R22的另一端与滑动变阻器R23的一端相连；电阻R28的一端接地，另一端与电阻R29的一端相连后接入运算放大器AR7的正...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱世强，张学群，裴翔，宋扬，姚斌，朱笑丛，陈珊，陈庆诚，徐业业，贺静，潘忠强，李渠成，严水峰，韩永红，徐兆红，
申请(专利权)人：浙江大学，上海申磬产业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33