一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器制造技术

本发明专利技术公开一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，涉及电静液动作器技术领域，能够提高输出性能的稳定性，并实现多泵周期性工作。本发明专利技术作动器包括电机转换器、智能材料、主动阀以及液压缸；电机转换器包括外壳，安装于外壳上端的端盖，安装于外壳下端的底座、安装于端盖内部的输出杆、安装于外壳内靠上一侧且在输出杆下端的上导磁块、安装在底座内的压力传感器、安装在压力传感器上面且与外壳接触的下导磁块、安装在外壳内且与下导磁块接触的线圈骨架、线圈骨架上安装有磁场发生单元。本发明专利技术适用于提高动作器的稳定性，并实现多泵周期性工作。

【技术实现步骤摘要】
一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器
：本专利技术涉及电静液动作器
，尤其涉及一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器。
技术介绍
：作动器是目前普遍使用的一种功率电传的执行机构，由于无人机技术的飞速发展，就要求机载作动器逐渐向着小体积﹑高频响﹑大功率密度的方向发展。近些年来，由于稀土超磁致伸缩材料(GinatMagnetosrtietiveMaterial，GMM)能有效的实现电磁能-机械能的可逆转化，具有应变大，响应速度快，能量传输密度高和输出力大等优异性能，被应用在了作动器的研究、制造当中。超磁致伸缩电静液作动器(GiantMagnetostrictiveElectro-HydrostaticActuator，GMEHA)就是利用了GMM的新型一体化电静液作动器。GMEHA的驱动磁场通常由线圈或线圈、永磁体的组合产生，目前的主流设计主要有：1、磁致伸缩固液混合作动器：当驱动线圈通入一定电流引起磁场变化，GMM棒将会产生一定的伸缩位移，推动导磁块与输出杆往复运动，从而带动与输出杆通过螺纹连接的活塞往复运动，进而实现油液吸排。预压力机构是由前端盖，碟簧，输出杆等组成，作用是给GMM棒一定的预压力。泵的吸油与排油通道与主动阀的两个沟槽相连通，从而实现吸排油时油液的单向流。排出的油液流入液压缸的高压侧，从而推动活塞杆运动，低压侧的油液经过主动发的回油侧流回泵腔；2、紧凑混合作动器：由一个液压泵提供动力，泵中至少有一个提供位移的例如超磁致伸缩材料部件，其提供的位移带动活塞运动能够调节泵腔的容积，通过驱动阀来控制油液的输出方向，从而推动液压缸进行运动。但以上磁致伸缩固液混合作动器实现方案存在以下缺陷：目前的作动器在对GMM棒施加预压力时，只能定性的靠经验施加，由于预压力的太大或太小将直接GMM棒的输出性能，因此造成了GMM棒的输出性能不稳定。并且若磁致伸缩棒的驱动频率和主动发的转速不相匹配，会导致液压缸上下移动甚至不移动。
技术实现思路
：本专利技术是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，能够提高输出流量的稳定性，并实现多泵周期性工作。本专利技术所采用的技术方案有：一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，包括电机转换器、智能材料、主动阀、电机连接件以及液压缸；所述电机转换器包括外壳，安装于外壳上端的端盖，安装于外壳下端的底座、安装于端盖内部的输出杆、安装于外壳内靠上一侧且在输出杆下端的上导磁块、安装在底座内的压力传感器、安装在压力传感器上面且与外壳接触的下导磁块、安装在外壳内且与下导磁块接触的线圈骨架、线圈骨架上安装有磁场发生单元，所述外壳上端安装有泵罩，泵罩上端安装有泵盖，在泵罩与泵盖之间安装有弹性膜片，弹性膜片上端和下端分别安装有活塞头和活塞，泵盖与活塞头之间留有泵腔；所述智能材料安装于线圈骨架内的，智能材料与下导磁块接触一侧为固定端，智能材料靠近上导磁块一侧为输出端，输出端通过输出杆带动活塞进行往复运动，输出杆与端盖之间安装有预压碟簧；所述主动阀包括阀体和阀芯，泵盖上的出油口与阀体下端的进油口对齐，阀体与阀芯通过轴肩密封，电机连接件与阀体螺纹连接；所述阀体上端面安装有与液压缸相接的歧管，所述歧管的右端接有蓄能器，歧管的上端面安装有支座，所述支座包括左支座和右支座，在左支座的左端和右支座的右端通过螺纹连接有端盖，端盖由环形密封圈起密封作用，支座的内壁通过过盈配合安装有直线轴承，支座的上端面安装有密封挡板，左支座和右支座之间安装有缸筒，直线轴承之间安装有活塞杆，活塞杆中间通过螺纹连接有滑动活塞，在滑动活塞的左右两侧接有活塞挡板并通过螺纹安装在活塞杆上。进一步地，所述端盖与外壳上端内壁面螺纹连接，所述上导磁块与外壳内壁面螺纹连接，底座通过螺栓方式安装于外壳下端，所述输出杆与上导磁块内壁表面为面接触，输出杆下端面与智能材料上端面为面接触，智能材料下端面与底座上端面为面接触，下导磁块外壁与底座内壁为面接触，压力传感器与底座下端面为面接触，外壳内部设有第一导磁环和第二导磁环，第一导磁环、第二导磁环与外壳为间隙配合，所述永磁体与第一导磁环、第二导磁环交替布置在外壳的内部。进一步地，所述泵罩下端内壁表面与外壳上端外壁表面螺纹连接，泵罩上端内壁表面与泵盖下端外壁表面面接触并通过螺栓连接，所述弹性膜片在活塞头和活塞之间，并通过内六角螺钉与活塞头和活塞连接成一体。进一步地，所述阀体与歧管通过内六角螺栓连接，所述支座通过内六角螺栓安装于歧管上，密封挡板通过内六角螺钉固定在支座上，缸筒的外壁表面和两端面分别与支座的内壁表面面接触，所述滑动活塞左右端面与活塞挡板端面面接触。进一步地，还包括安装在外壳内且在下导磁块和上导磁块之间的永磁体与导磁环、永磁体与导磁环交替分布。进一步地，所述阀芯上开设的沟槽全部在一个轴肩上，交替开槽。进一步地，所述输出杆上面部分为圆柱型结构，并钻有螺纹孔，中间部分为圆盘形结构，并钻有圆柱型孔，下面部分为圆柱形结构，所述上导磁块上钻有螺纹孔。进一步地，所述线圈骨架由聚四氟乙烯制成。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，在动作器中集成了用于检测压力的压力传感器，实现了通过压力传感器实时获知预压力的大小，从而准确了解动作器的工作性能。避免了在对GMM棒施加预压力时，只能定性的靠经验施加，由于预压力的太大或太小将直接GMM棒的输出性能，因此造成了GMM棒的输出性能不稳定的问题。从而提高了作动器工作过程的流量稳定性。附图说明：为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术实施例提供的主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器的结构示意图。图2为本专利技术实施例提供的输出杆与活塞的连接结构示意图。图3为本专利技术实施例提供的主动阀的结构示意图。图4为主动阀的剖视图。图5为主动阀的另一剖视图。图6为本专利技术实施例提供的阀芯(以四沟槽为例)的三维示意图。图7为本专利技术实施例提供的液压缸与阀体相配合的示意图。图8为本专利技术实施例提供的多棒异步驱动的驱动信号。具体实施方式：下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，包括电机转换器、智能材料、主动阀以及液压缸，其中液压缸由活塞杆13、端盖14、支座15、密封挡板16、缸筒17、活塞挡板18、滑动活塞19、直线轴承20以及环形密封圈21组成。电机转换器包括外壳3，安装于外壳3上端的端盖8，安装于外壳3下端的底座1、安装于端盖8内部的输出杆28、安装于外壳3内靠上一侧且在输出杆28下端的上导磁块7、安装在底座1内的压力传感器33、安装在压力传感器33上面且与外壳3接触的下导磁块2、安装在外壳3内且与下导磁块2接触的线圈骨架5、线圈骨架5上安装有磁场发生单元。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，其特征在于：包括电机转换器、智能材料、主动阀、电机连接件以及液压缸；所述电机转换器包括外壳(3)，安装于外壳(3)上端的端盖(8)，安装于外壳(3)下端的底座(1)、安装于端盖(8)内部的输出杆(28)、安装于外壳(3)内靠上一侧且在输出杆(28)下端的上导磁块(7)、安装在底座(1)内的压力传感器(33)、安装在压力传感器(33)上面且与外壳(3)接触的下导磁块(2)、安装在外壳(3)内且与下导磁块(2)接触的线圈骨架(5)、线圈骨架(5)上安装有磁场发生单元，所述外壳(3)上端安装有泵罩(9)，泵罩(9)上端安装有泵盖(11)，在泵罩(9)与泵盖(11)之间安装有弹性膜片(10)，弹性膜片(10)上端和下端分别安装有活塞头(25)和活塞(26)，泵盖(11)与活塞头(25)之间留有泵腔；所述智能材料(31)安装于线圈骨架(5)内的，智能材料(31)与下导磁块(2)接触一侧为固定端，智能材料(31)靠近上导磁块(7)一侧为输出端，输出端通过输出杆(28)带动活塞(26)进行往复运动，输出杆(28)与端盖(8)之间安装有预压碟簧(27)；所述主动阀包括阀体(24)和阀芯(23)，泵盖(11)上的出油口与阀体(24)下端的进油口对齐，阀体(24)与阀芯(23)通过轴肩密封，电机连接件(22)与阀体(24)螺纹连接；所述阀体(24)上端面安装有与液压缸相接的歧管(12)，所述歧管(12)的右端接有蓄能器，歧管(12)的上端面安装有支座(15)，所述支座(15)包括左支座和右支座，在左支座的左端和右支座的右端通过螺纹连接有端盖(14)，端盖(14)由环形密封圈(21)起密封作用，支座(15)的内壁通过过盈配合安装有直线轴承(20)，支座(15)的上端面安装有密封挡板(16)，左支座和右支座之间安装有缸筒(17)，直线轴承(20)之间安装有活塞杆(13)，活塞杆(13)中间通过螺纹连接有滑动活塞(19)，在滑动活塞(19)的左右两侧接有活塞挡板(18)并通过螺纹安装在活塞杆(13)上。...

【技术特征摘要】
1.一种主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，其特征在于：包括电机转换器、智能材料、主动阀、电机连接件以及液压缸；所述电机转换器包括外壳(3)，安装于外壳(3)上端的端盖(8)，安装于外壳(3)下端的底座(1)、安装于端盖(8)内部的输出杆(28)、安装于外壳(3)内靠上一侧且在输出杆(28)下端的上导磁块(7)、安装在底座(1)内的压力传感器(33)、安装在压力传感器(33)上面且与外壳(3)接触的下导磁块(2)、安装在外壳(3)内且与下导磁块(2)接触的线圈骨架(5)、线圈骨架(5)上安装有磁场发生单元，所述外壳(3)上端安装有泵罩(9)，泵罩(9)上端安装有泵盖(11)，在泵罩(9)与泵盖(11)之间安装有弹性膜片(10)，弹性膜片(10)上端和下端分别安装有活塞头(25)和活塞(26)，泵盖(11)与活塞头(25)之间留有泵腔；所述智能材料(31)安装于线圈骨架(5)内的，智能材料(31)与下导磁块(2)接触一侧为固定端，智能材料(31)靠近上导磁块(7)一侧为输出端，输出端通过输出杆(28)带动活塞(26)进行往复运动，输出杆(28)与端盖(8)之间安装有预压碟簧(27)；所述主动阀包括阀体(24)和阀芯(23)，泵盖(11)上的出油口与阀体(24)下端的进油口对齐，阀体(24)与阀芯(23)通过轴肩密封，电机连接件(22)与阀体(24)螺纹连接；所述阀体(24)上端面安装有与液压缸相接的歧管(12)，所述歧管(12)的右端接有蓄能器，歧管(12)的上端面安装有支座(15)，所述支座(15)包括左支座和右支座，在左支座的左端和右支座的右端通过螺纹连接有端盖(14)，端盖(14)由环形密封圈(21)起密封作用，支座(15)的内壁通过过盈配合安装有直线轴承(20)，支座(15)的上端面安装有密封挡板(16)，左支座和右支座之间安装有缸筒(17)，直线轴承(20)之间安装有活塞杆(13)，活塞杆(13)中间通过螺纹连接有滑动活塞(19)，在滑动活塞(19)的左右两侧接有活塞挡板(18)并通过螺纹安装在活塞杆(13)上。2.如权利要求1所述的主动阀配流多智能材料驱动的电液作动器，其特征在于：所述端盖(8)与外壳(3)上端内壁面螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉川，王振宇，李宇阳，罗樟，朱斌，刘诚，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32