一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置及其控制方法，属于伺服控制技术领域，解决了现有技术中的液压驱动系统占用空间大，且难以实现多轴输出的问题。本发明专利技术包括：运动执行机构、发动机阀体、阀体连接杆、伺服系统控制器；所述运动执行机构能够输出四个方向的直线位移；所述运动执行机构包括上舵机和下舵机；上舵机和下舵机分别驱动相互垂直的发动机阀体位移；所述发动机阀体有四个，分别通过阀体连接杆与运动执行机构的四个输出位移的轴端连接，所述伺服系统控制器用于控制所述运动执行机构。本发明专利技术通过设置上下对称的上舵机和下舵机，实现了电动阀门的水平交叉直线位移输出，同时实现了整体结构的集成化和小型化。同时实现了整体结构的集成化和小型化。同时实现了整体结构的集成化和小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及伺服控制
，尤其涉及一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]在制导执行机构的发展中，近些年一直存在的技术趋势为使用电机伺服系统来替代液压伺服系统。相对于液压伺服系统，电机伺服系统的主要优势为体积小，动态性能优异，无需液路循环系统等特点。
[0003]现有直线伺服机构主要为电动缸形式或直线滑台的形式，大部分的产品结构为电机提供扭矩，丝杠组件转换扭矩为直线力，使用直线电位器作为位移反馈形成的闭环控制系统。
[0004]现有电动直线伺服系统的产品，主要的设计思路还是各功能模块的组合配套，以满足单轴的性能参数指标为设计目标，使用工况也较少考虑尺寸空间的因素，系统布局层面亦没有进行紧凑的集成考虑，故外形大部分为直线式，体积空间也较大。带来的优势为传力环境简单，无系统刚度，额外弯矩等因素对于系统运动来带的影响。比如在自动化设备领域常用的直线伺服系统，多以步进电机组合梯形丝杠的形式，对于产品的尺寸与外形要求比较少，且传力环境中，丝杠主体与螺母仅受到轴向力的作用。
[0005]在此背景下，在发动机阀门控制的使用条件下，需求多轴的直线伺服(水平交叉轴)，且对于产品的尺寸与外形有特定要求，比较难以直接引用现有产品。
[0006]根据发动机的内部空间需求，需要一个电动执行机构替代原液压系统，输出轴向往复直线运动，且结构空间布置需紧凑，尽可能占用较小的空间体积，提供大推力和高精度定位的同时，具备良好的动态性能。

技术实现思路

[0007]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置及其控制方法，用以解决现有液压驱动系统占用空间大，且难以实现多轴输出的问题。
[0008]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0009]一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，包括：运动执行机构、阀体连接杆、伺服系统控制器；所述运动执行机构能够输出四个方向的直线位移；所述运动执行机构的四个输出轴端分别通过阀体连接杆与四个发动机阀体连接，所述伺服系统控制器用于控制所述运动执行机构输出的运动方向和位移量。
[0010]进一步地，所述运动执行机构的四个输出位移的轴端分别为：第一轴端、第二轴端、第三轴端和第四轴端。
[0011]进一步地，所述运动执行机构包括上舵机和下舵机；所述第一轴端和第二轴端通过上舵机带动同步位移；所述第三轴端和第四轴端通过下舵机带动同步位移。
[0012]进一步地，所述第一轴端和第二轴端同轴线；所述第三轴端和第四轴端同轴线；所
述第一轴端和第二轴端的轴线与所述第三轴端和第四轴端的轴线相互垂直。
[0013]进一步地，所述上舵机和下舵机的结构相同。
[0014]进一步地，所述下舵机包括：伺服电机、齿轮组件和滚珠丝杠组件。
[0015]进一步地，所述滚珠丝杠组件包括：丝杠和轴连臂组合件；所述伺服电机通过所述齿轮组件将动力传输至所述丝杠；所述丝杠旋转运动时能够带动所述轴连臂组合件直线位移；所述轴连臂组合件的两端通过阀体连接杆分别连接两个所述发动机阀体。
[0016]进一步地，所述齿轮组件包括：电机齿轮、过渡齿轮和传动齿轮；所述电机齿轮与所述伺服电机的输出端固定连接；所述电机齿轮和所述传动齿轮之间通过所述过渡齿轮啮合传动。
[0017]进一步地，所述上舵机、下舵机相互垂直。
[0018]一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置的控制方法，采用上述的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置进行伺服控制；
[0019]所述控制方法包括以下步骤：
[0020]步骤S1：通过伺服系统控制器控制运动执行机构的伺服电机的输出转速；
[0021]步骤S2：伺服电机通过齿轮组件将动力传输至丝杠；
[0022]步骤S3：丝杠旋转运动，同时带动轴连臂组合件的轴端同步位移，进而带动发动机阀体位移；
[0023]步骤S4：反馈调节。
[0024]本专利技术技术方案至少能够实现以下效果之一：
[0025]1.本专利技术涉及一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，具备阀门控制功能，在接收上位机指令信号后，能够在规定时间内，快速、准确的控制阀门运动到指定位置。
[0026]2.本专利技术涉的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，可以实现发动机阀门控制时，水平交叉轴的高精度、高动态响应的要求。同时，通过结构的刚度设计，减弱了平行轴传动时带来的结构变形误差，减少了丝杆传动部分承受的弯矩，并实现了结构布局的高度集成化、紧凑化。
[0027]3.本专利技术的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，能够实现对发动机各方向的助推阀门控制，替换原制导执行系统中使用的液压伺服阀门控制系统。在性能指标满足原系统要求的同时，体积大大减少，为发动机系统内部空间提供了巨大的优化空间。
[0028]本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
[0029]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0030]图1为本专利技术的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置与发动机缸体组合图；
[0031]图2为本专利技术的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置的运动执行机构的侧视图；
[0032]图3为本专利技术的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置的运动执行机构的俯视图；
[0033]图4为本专利技术的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置的运动执行机构的下舵机的结构示意图；
[0034]图5为图4中的下舵机的轴连臂组合件的俯视图；
[0035]图6为图5中的轴连臂组合件的A
‑
A方向的剖视效果图；
[0036]图7为本专利技术的伺服控制原理图。
[0037]附图标记：
[0038]1‑
运动执行机构；2
‑
发动机阀体；3
‑
阀体连接杆；4
‑
伺服系统控制器；5
‑
伺服系统底座；
[0039]11
‑
上舵机；12
‑
下舵机；
[0040]31
‑
第一轴端；32
‑
第二轴端；33
‑
第三轴端；34
‑
第四轴端；
[0041]101
‑
伺服电机；102
‑
电机齿轮；103
‑
过渡齿轮；104
‑
第一轴承；105
‑
传动齿轮；106
‑
丝杠；107...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，其特征在于，包括：运动执行机构(1)、阀体连接杆(3)和伺服系统控制器(4)；所述运动执行机构(1)能够输出四个方向的直线位移；所述运动执行机构(1)的四个输出轴端分别通过阀体连接杆(3)与四个发动机阀体(2)连接，所述伺服系统控制器(4)用于控制所述运动执行机构(1)输出的运动方向和位移量。2.根据权利要求1所述的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，其特征在于，所述运动执行机构(1)的四个输出位移的轴端分别为：第一轴端(31)、第二轴端(32)、第三轴端(33)和第四轴端(34)。3.根据权利要求2所述的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，其特征在于，所述运动执行机构(1)包括上舵机(11)和下舵机(12)；所述第一轴端(31)和第二轴端(32)通过上舵机(11)带动同步位移；所述第三轴端(33)和第四轴端(34)通过下舵机(12)带动同步位移。4.根据权利要求3所述的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，其特征在于，所述第一轴端(31)和第二轴端(32)同轴线；所述第三轴端(33)和第四轴端(34)同轴线。5.根据权利要求4所述的高精度双轴直线电动阀门伺服控制装置，其特征在于，所述第一轴端(31)和第二轴端(32)的轴线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄飞，翁嘉，刘兵，侯言孟，黄志鹏，王占杰，吴英健，周许祥，
申请(专利权)人：杭州精导智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：