CN113454338A - 具有过压补偿的液压致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压致动器，其包括：可变输送正排量泵(12)；构件(20)，该构件允许泵(12)的输送量被连续改变，构件(20)由液压缸(40)致动，液压缸由根据控制致动器(10)运动的命令工作的第一方向控制阀(48)反馈。根据发明，致动器(10)包括根据泵(12)的输出压力(P)被控制的第二方向控制阀(60)，第二方向控制阀(60)包括两个位置，其中一者(60a)被称为静止位置，只要泵(12)的输出压力(P)低于预定压力就获得该静止位置，在该静止位置，来自第一方向控制阀(48)的输出被直接传递到双动式液压缸(40)，且另一者(60b)被称为工作位置，在该工作位置，泵(12)的输出压力(P)被传递到液压缸(40)而不经过第一方向控制阀(48)，以减小泵(12)的输出压力(P)。

Description

具有过压补偿的液压致动器

本发明涉及一种液压致动器。这种类型的致动器广泛地用于操纵移动元件。液压能的使用提供了优于电能的优点，因为液压能在输送的功率与致动器的质量之间具有非常好的比率。另一优点同样在于输送的功率与致动器的体积之间的非常好的比率。

另外，采用电动马达的致动器仅非常适合于高速和低扭矩。在特定的应用中，特别是在机器人领域，经常遇到相反的情况：低速和高扭矩。在低速下使用电动马达需要显著的减速比，因此在固定的且有限的减速比下实现该减速比是复杂的。

此外，在使用任何致动器时，无论是液压的还是电动的，通常都必须限制致动器施加的负载或速度。可以借助致动器控制回路来实现限制，该致动器控制回路包括测量负载或速度的传感器，该传感器与控制器相关联，该控制器允许根据来自该传感器的输出信号以及不得超过的负载或速度设定点来调制致动器的命令。

这种类型的限制通常与致动器的操作安全性关联，并且与不期望的事件相关联，特别是用于保护致动器的周围环境。这种类型的限制还允许保护致动器免受外部攻击。

可以将这种类型的限制结合到操作控制回路中。例如，当致动器的操作需要对致动器的转子的角位置进行反馈控制时，可以受益于操作反馈控制回路的存在，以在其中结合安全限制，例如以便限制由致动器输送的力。然而，操作参数和安全参数通常是不同的，在响应时间、稳定性等方面具有不同的要求，因此需要提供两个传感器，每个传感器用于一个参数。

此外，在开环操作的情况下，必须提供单独用于控制安全参数的控制回路。

通常，操作和/或安全控制回路具有许多缺点。首先，连接要测量的量和致动器的命令的序列很长，并且这具有增加响应时间的趋势。这可以证明在响应于诸如碰撞之类的不可预见和瞬时负载时是有问题的。此外，产生控制回路所需的部件数量经常导致致动器可靠性恶化。另外，在设计成防止碰撞的安全回路的情况下，有必要使碰撞传感器尽可能靠近易于受到碰撞的区域。该区域通常远离致动器，从而延长了传感器与致动器之间的信息所采用的路径。这种延长减小了致动器面对碰撞时的响应性。另外，路径的长度具有降低安全回路的可靠性的趋势。

本发明试图通过提出一种液压致动器来克服上文提及的所有或一些问题，该液压致动器能够省去用以防止所产生的过压的影响的控制回路，过压通常与过高的力相关联，例如与碰撞相关联。

本发明使得在异常操作的情况下减少致动器的响应时间成为可能，而不损害其可靠性。

为此，本发明的主题是一种液压致动器，该液压致动器包括：可变输送正排量泵；第一方向控制阀，该第一方向控制阀基于致动器运动指令而被命令；以及液压缸，该液压缸由第一方向控制阀供应，泵包括移动构件，该移动构件的运动允许泵的输送量被连续地改变，该构件能够被液压缸移动，第一方向控制阀能够经由构件在其移动时的位置来应用将运动指令与泵的输送量关联的连续函数(function)。根据本发明，致动器包括基于泵的输出压力而被命令的第二方向控制阀，第二方向控制阀包括两个位置，两个位置中的一个位置被称为静止位置，只要泵的所述输出压力低于预定压力就获得静止位置，在该静止位置，来自第一方向控制阀的输出被直接传递到双动式液压缸，由此允许泵遵循连续函数，并且另一位置被称为工作位置，当泵的输出压力大于或等于预定压力时获得工作位置，在该工作位置，泵的输出压力被传递到液压缸而不经过第一方向控制阀并且不遵循连续函数，以便减小泵的输出压力。

有利地，预定压力是可调节的。

该构件可以被配置成允许该泵反转其输送方向。

有利地，液压缸包括两个腔室。致动器因而包括第三方向控制阀，该第三方向控制阀被配置成根据泵的输送方向将泵的输出压力传递到两个腔室中的一个腔室或另一腔室。

液压致动器有利地还包括一组阀，所述一组阀被配置成借助于泵的最高输出压力来命令第二方向控制阀。

液压缸有利地包括连接到第一方向控制阀的主体的移动杆。

该移动杆可以借助端部固定连接而连接至该第一方向控制阀的主体。

泵可以是具有轴向活塞的活塞泵，允许输送量被改变的构件是旋转斜盘，该旋转斜盘具有可变倾角，活塞压靠在旋转斜盘上，改变旋转斜盘的倾角允许改变活塞的行程，只要泵的输出压力低于预定压力，旋转斜盘的倾角就通过由微致动器驱动的液压缸来调节，微致动器定义通过第一方向控制阀的致动器指令。

液压致动器有利地包括壳体，在该壳体内部布置有：泵；马达，该马达允许泵的致动；构件，该构件允许泵的输送量连续改变；液压缸，该液压缸致动所述构件；第一方向控制阀，该第一方向控制阀供应液压缸；微致动器，该微致动器操纵第一方向控制阀和第二方向控制阀。液压致动器还包括：至少一个电连接器，所述电连接器穿过壳体并允许致动器接收向马达供电的电能和驱动微致动器的电信号；和液压连接器，所述液压连接器穿过壳体并允许致动器输送液压能。

另选地，液压致动器有利地包括壳体，在该壳体内部布置有：泵；马达，该马达允许泵的致动；构件，该构件允许泵的输送量连续改变；液压缸，该液压缸致动所述构件；第一方向控制阀，该第一方向控制阀供应液压缸；微致动器，该微致动器操纵第一方向控制阀和第二方向控制阀。液压致动器还包括：至少一个电连接器，所述电连接器穿过壳体并允许致动器接收向马达供电的电能和驱动微致动器的电信号；和机械输出部，所述机械输出部穿过壳体并允许致动器输送机械能。

电连接器有利地允许致动器接收第二电信号以驱动预定压力的调节。

第一方向控制阀可以包括空挡位置和两个工作位置，在所述空挡位置中，所述构件是不动的，从而不使泵的输送量改变，在所述两个工作位置中，所述构件移动，从而使泵的输送量发生改变。方向控制阀有利地被以以下方式配置，即：使得在空挡位置与工作位置中的一个工作位置之间的变换是连续地进行的。

通过阅读仅通过示例的方式给出的一个实施方式的详细描述，将更好地理解本发明，并且进一步的优点将变得显而易见，该描述由附图例示，在附图中：

图1以液压图的形式示出了根据本发明的致动器的一个示例；

图2示出了图1的致动器，其中方向控制阀的细节是可见的；

图3示意性地示出了致动器的主要元件。

为了清楚起见，在多个附图中相同的元件将具有相同的附图标记。

在根据本发明的致动器中可以采用不同类型的可变输送正排量泵。

第一种类型的泵(被称为径向活塞泵)包括围绕轴线旋转驱动的轴、具有圆柱形孔的轮毂和能够在轴中形成的径向气缸中移动的活塞。活塞在孔的内表面上滑动。轴的轴线与孔的轴线之间的偏心度允许活塞在其气缸中移动。在这种类型的泵中，活塞在其气缸中的运动驱动流体。可以通过调节偏心度来改变泵的输送量。

第二种类型的泵(被称为叶片泵)同样采用在轮毂的孔中旋转的偏心轴。活塞由在孔的内表面上滑动的滑动叶片代替。轴与孔之间的偏心使位于两个叶片之间的容积增大，从而使流体进入两个叶片之间，或者使位于两个叶片之间的容积减小，从而使流体排出。这里，同样可以通过调节偏心度来改变泵输送量。

第三种类型的泵(被称为轴向活塞泵)也允许流体输送量连续改变。这种类型的泵同样包括围绕轴线旋转驱动的轴。在轴中形成平行于轴线的气缸。活塞在气缸中移动。泵还包括相对于垂直于轴的旋转轴线的平面倾斜的旋转斜盘。活塞压靠在旋转斜盘上。旋转斜盘的倾角允许活塞在其气缸中移动。可以通过调节旋转斜盘的倾角来改变泵输送量。

通常，泵的移动构件的运动改变其输送量。在径向活塞泵或叶片泵的示例中，移动构件被固定到轴，并且构件的运动是垂直于孔的轴线的平移运动，以便改变泵的偏心度。在轴向活塞泵的示例中，旋转斜盘形成移动构件，并且构件的运动是旋转斜盘相对于垂直于轴的旋转轴线的平面的角运动。在各种可变输送正排量泵中，泵输送量取决于构件的位置，并且移动构件提供泵的输送量的连续改变。因此，可以定义连续函数，该函数经由构件在移动时的位置将致动器移动指令或设定点与泵的输送量关联。该连续函数可以是线性函数，即由比例系数定义的函数。另选地，该函数可以遵循非线性曲线，只要该函数保持连续，也就是说不涉及阶跃变化。

图1以液压图的形式示出了包括轴向活塞泵的致动器10的示例。如上所述，可以利用任何类型的可变输送正排量泵来实现本发明。

致动器10包括轴向活塞泵12，轴向活塞泵12包括轴14，轴14被图1中未示出的马达围绕轴线16旋转驱动。在轴14中形成有平行于轴线16延伸的多个气缸18。泵12包括可以相对于垂直于轴线16的平面22倾斜的旋转斜盘20。旋转斜盘20的倾角α是围绕垂直于轴线16的轴线23定义的。旋转斜盘20能够围绕轴线23旋转运动，使得倾角α能够改变。旋转斜盘20的零倾角α被定义成当该旋转斜盘垂直于轴线16时，即当旋转斜盘20在平面22中延伸时。活塞24可以在它们各自的气缸18中移动。活塞24压靠旋转斜盘20。旋转斜盘20形成允许通过改变旋转斜盘20相对于平面22的倾角α来连续地改变泵12的输送量的构件。旋转斜盘20不随轴14旋转。当旋转斜盘20垂直于轴线16时，活塞24不在其气缸18中移动，并且泵12的输送量为零。相反，当旋转斜盘20的倾角α为非零时，活塞在其气缸18中移动，并在轴14的一圈旋转内执行大致正弦的往复运动循环。该运动循环允许泵12移动流体。

泵12包括固定端板26，轴14抵靠该固定端板26。该端板包括两个孔口28和30，这两个孔口28和30与气缸18相反地穿过端板26，并且各个孔口基本上为半月形。当面对孔口中的一个孔口的活塞24随着轴14旋转而远离端板26移动时，该孔口形成入口孔口。相反，当面向另一孔口的活塞24随着轴14的旋转而朝向端板26移动得更近时，该孔口形成输送孔口。倾角α的符号变化切换泵12的输送和入口。另选地，为了使穿过孔口28和30的流动反向，可能使倾角α保持相同的符号，但是使轴14围绕轴线16的旋转反向。

致动器10包括形成致动器10的机械输出的液压缸(ram)32。更具体地，致动器接收例如电形式的能量，以例如经由电动马达使轴14旋转，并借助液压缸32输送机械能。在图1中，液压缸32是线性液压缸。当然，旋转液压缸可以代替线性液压缸。液压缸32包括两个腔室34和36，每个腔室连接到孔口中的一个孔口，即分别连接到孔口28和孔口30。借助非零倾角α获得的两个孔口28与30之间的压力差允许液压缸32的杆38在一个方向上移动。倾角α的符号变化使杆38的运动反向。当倾角α变为零时，两个孔口28与30之间的压力平衡，并且杆38不动。

在所示示例中，液压缸32是双动式液压缸。也可以采用单动式液压缸。在这种情况下，可以通过将泵12的孔口中的一个孔口连接到箱来实现倾角α改变符号的泵12。如上所述，也可以反转轴14的旋转方向。

液压缸32可以是对称的液压缸，其中，每个腔室34和36中的液压流体作用在活塞的相同表面区域上。液压缸32是对称的(当液压缸32的杆38从两个腔室中露出时)并保持与图1所示相同的横截面。另选地，也可以采用非对称液压缸，例如当杆38仅在活塞的一侧上从液压缸32露出时。

旋转斜盘20借助液压缸40移动，在所示的示例中，液压缸40是双动式液压缸。另选地，也可以采用装配有复位弹簧的单动式液压缸。也可以使用旋转液压缸。液压缸40包括两个腔室42和44，每个腔室都供应有流体。两个腔室42与44之间的流体压力差允许液压缸40的连接到旋转斜盘20的杆46移动，以便改变旋转斜盘倾角α。

在径向活塞泵或叶片泵的情况下，会遇到类似于液压缸40并能够改变泵的偏心度的液压缸。

液压缸40由方向控制阀48供应，该方向控制阀48基于致动器10的运动指令而被命令。更具体地，方向控制阀48连接到两个流体压力源，即高压源P和低压源T。方向控制阀48可以采用三个位置。在空挡位置48a中，方向控制阀48关闭通向腔室42和44的通路，并且旋转斜盘20保持不动。其取向α不变。在一个位置48b中，高压源P连接到腔室44，并且低压源T连接到腔室42。在图1所示定位的旋转斜盘20中，位置48b具有减小取向α的值的趋势。相反地，在一个位置48c中，高压源P连接到腔室42并且低压源T连接到腔室44，并且在图1所示的旋转斜盘20位置中，位置48c具有增加取向α的值的趋势。

高压源P和低压源T可以独立于泵12生成。然而，这增加了致动器40的必须由外部压力源提供的复杂性。为了避免这些外部源，有利的是使用泵12来产生两个压力源P和T。通过选择倾角α始终保持相同符号的泵12，孔口28和孔口30始终保持相同方向上的压力差。因此，可以直接从孔口28和孔口30中的每个孔口生成高压源P和低压源T。为了在高压源P处保持最小压力，可以在输送孔口与微型箱之间设置止回阀，该微型箱形成用于高压源P的储液器。根据高压源P所需的压力来确定止回阀的额定值。因此，仅当输送孔口处的压力足够时，才向储液器供应流体。该压力与最小倾角α关联。

相反，当倾角α易于采用正值和负值时，两个孔口28与孔口30之间的压力差可以是正的或负的。然而，期望从两个孔口28和孔口30生成压力源P和压力源T。为此，致动器10包括一组阀52，该组阀52被配置成从高压占优的孔口28或孔口30供应高压源P，并从低压占优的孔口28或孔口30供应低压源T。为此，该组阀包括四个阀，其中，一个阀52a位于孔口28与源P之间，一个阀52b位于孔口30与源P之间，一个阀52c位于孔口28与源T之间，并且一个阀52d位于孔口30与源T之间。四个阀的取向可以通过与电路类似的方式来理解，其中，该组阀形成全整流桥，对于该全整流桥，将在孔口28与孔口30之间形成AC电压，并且将在源P与源T之间形成DC电压。阀52a至52d的取向类似于整流桥的二极管的方向。

致动器10包括用于限制泵12出口处的过压的作用的装置。这种过压可能是由于致动器发生内部故障或由于外部事件，诸如施加到液压缸32的杆38的作用。当然，过压的任何其它原因都可能生成需要限制的有害影响。为此，致动器10包括基于泵12的出口压力而被命令的第二方向控制阀60。方向控制阀60具有两个位置：两个位置中的一个位置被称为静止位置60a，只要泵12的出口压力低于预定压力就获得该静止位置60a，另一位置被称为工作位置60b，在工作位置60b时，泵12的出口压力等于或超过预定压力。该预定压力形成压力极限，在该压力极限以下，致动器10正常工作。在静止位置60a，方向控制阀60将出口压力直接从方向控制阀48传递到液压缸40的腔室。当泵12的出口压力达到或趋于超过预定压力时，在工作位置60b中，方向控制阀60将泵12的高出口压力传递到液压缸40的腔室42或腔室44中的一个腔室，以便减小旋转斜盘20的倾角α，从而减小泵12的出口压力。实际上，高压源P在不经过方向控制阀48的情况下连接至两个腔室中的一个腔室。如图1所示，另一腔室可以连接至低压源T或贮槽61。贮槽61处于大气压力下。实际上，低压T基本上等于大气压力。

当泵12的输出压力下降到预定压力值以下时，方向控制阀60返回到静止位置60a，并且方向控制阀48再次直接命令液压缸40。方向控制阀60在其两个位置60a与位置60b之间的变换由泵12的输出压力命令。

在过压的情况下，方向控制阀60绕过方向控制阀48。换言之，当泵12的输出压力P大于或等于预定压力时，高压P以以下方式连接至液压缸40，即：减小高压P。经由方向控制阀48将致动器10的运动指令与泵的输送量连接起来的连续函数被停用。该连续函数表示致动器10的标称操作。在与致动器10的异常操作关联的过压的情况下，发生函数的停用。通过实现本发明，通过绕过方向控制阀48来停用连续函数避免了安装压力传感器以测量泵12的输出压力以便检测过压的需要。这种压力传感器可以根据方向控制阀48的命令而动作。通过绕过方向控制阀48，本发明允许泵12更快地反应。

使用压力源P直接命令方向控制阀60是有利的。在不使用压力传感器的情况下，致动器10对过压的响应是快速的。该响应的唯一中间因素是方向控制阀60的位置变化。

在致动器10的设计期间，可以固定和确定超过哪个预定压力值后方向控制阀60改变位置。为此，方向控制阀60包括由弹簧62推动的移动滑动件。只要压力P低于该预定压力，弹簧62的额定值被确定成以将方向控制阀60保持在静止位置60a的方式推动滑动件。当压力P达到或超过预定压力时，通过压力P执行的方向控制阀60的命令(控制)能够压缩弹簧62，从而倾向于移动滑动件以到达工作位置60b。弹簧62的额定值可以在致动器10的设计期间设定。

通过提供改变弹簧62的额定值的可能性，可以提供预定压力的调节。弹簧额定值可以手动调节，例如借助允许改变弹簧62的长度的螺杆。有利地，可以从致动器10的外部接近该螺杆，使得操作者可以进行调节。也可以使该调节机动化或自动化，以便使用命令(例如电气命令)来调节预定压力。为此，可以提供转动螺杆的步进马达64。线性马达也可以直接作用在弹簧62上。除了弹簧62之外，可以添加其它机械部件，特别是阻尼器，以便在出现过压时将时间常数引入方向控制阀60的响应中。因此可以过滤掉被判定为太短暂的某些过压。

在如图1所示的旋转斜盘20位置中，其中，例如倾角α被认为是正的，在过压的情况下，方向控制阀60允许从源P供应腔室44以便减小倾角α，以便使旋转斜盘20更靠近平面22。换句话说，致动器40的杆46向图1所示的左侧移动。相反地，当倾角α为负时，在过压的情况下，需要从源P供应腔室42，以将杆46向右移动。更一般地，在过压的情况下，需要减小活塞24的行程。换言之，在过压的情况下，需要以绝对值的形式减小倾角α的值。为了在一个方向或另一方向上移动旋转斜盘20而供应哪个腔室42或腔室44的选择可以使用由倾角α命令的第三方向控制阀68自动地获得。方向控制阀68允许从高压源P供应腔室44并且允许将腔室42连接至贮槽61，或者允许根据倾角α的符号将这两个腔室的供应反转。方向控制阀68包括至少两个位置：没有反转的68a和具有反转的68b。方向控制阀68可以包括中间第三位置68c，在该中间第三位置68c中，腔室42和腔室44二者的供应回路都断开。该位置对应于倾角α的零值。方向控制阀68由倾角α的值命令。为此，方向控制阀68的命令可以使用连接旋转斜盘20和方向控制阀68的移动滑动件的连杆70来执行。

图2更详细地示出了三个方向控制阀48、60和68。对于三个方向控制阀中的每一者，限定它们能够形成的连接的各种位置通过能够在主体内移动的滑动件来实现。滑动件的运动根据需要断开或闭合某些液压回路。

方向控制阀48包括主体80和能够在微致动器83的作用下在主体80中移动的滑动件82。微致动器83允许滑动件82相对于致动器10的壳体84移动。在图2中，滑动件82被示出为处于相对于主体80的中间位置。该位置形成方向控制阀48的空挡位置48a，并且滑动件82阻断方向控制阀48的液压出口导管，该液压出口导管供应液压缸40的腔室42和腔室44。换言之，在正常操作中，即只要高压P未达到压力极限，旋转斜盘20的倾角α保持不变。当滑动件82被推向右侧时，方向控制阀48到达位置48b，在该位置48b中，在正常操作中，腔室44被供应高压P。相反地，当滑动件82被推向左侧时，方向控制阀48到达位置48c，在该位置48c中，在正常操作中，腔室42被供应高压P。滑阀82的位置可以是离散的位置。然而，有利地，滑动件82在其三个位置之间连续地移动。更具体地，借助微致动器83，可以将滑动件82定位在中间位置，该中间位置位于空挡位置48a与位置48b或48c中的一个位置之间的某处。在位置48b或48c，方向控制阀48完全断开供应腔室42和44的液压回路。在中间位置，方向控制阀仅部分地断开液压回路，从而对腔室42和44的供应形成限制。因此，可以控制旋转斜盘20的倾角α变化的速度。

此外，液压缸40包括主体86，活塞88在主体86中移动，将两个腔室42和44分开。杆46被固定至活塞88。主体86被固定至壳体84。

方向控制阀48的主体80可以被固定至壳体84。在正常使用中，只要泵12的输出压力保持低于预定压力极限，就需要在微致动器83的命令中提供两个步骤，以便使旋转斜盘20在两个倾角α值之间移动：第一步骤是从位置48a变换到例如位置48b，第二步骤是返回到位置48a。

为了限制微致动器83的能量消耗，期望通过将方向控制阀48的主体80连接到液压缸40的杆46来避免微致动器83的命令中的第二步骤。因此，当滑动件82被置于例如位置48b时，两个腔室42和44被供应并且活塞88移动。活塞88的运动又经由杆46移动方向控制阀48的主体，直到方向控制阀48重新回到其位置48a，从而阻断对两个腔室42和44的供应。在这种情况下，滑动件82在其三个位置之间的连续运动变得特别有利。具体地，从空挡位置48a开始，并且在驱动微致动器83以允许滑动件82移动之后，腔室42和44中的一个腔室被供应高压P，而另一腔室被供应低压T。旋转斜盘20的取向α改变并且杆46移动主体80直到滑动件82返回到空挡位置48a。这种返回到空挡位置48a的过程连续发生，逐渐停止。

液压缸40的杆46与方向控制阀48的主体80之间的连接可以是端部固定(encastre)连接。还可以在杆46与主体80之间插入一个或更多个元件，这些元件允许从活塞88到主体80的运动传递被临时修改。因此，可以在杆46与主体80之间插入弹簧和/或阻尼器。

液压缸40的杆46与方向控制阀48的主体80之间的连接可以独立于方向控制阀60的装配而进行。

方向控制阀60包括主体90和能够在压力P的作用下在主体90中移动的滑动件92。滑动件92的运动允许方向控制阀60内部的液压导管被置于连通或阻断，从而允许方向控制阀60在两个位置60a与60b之间变换。只要压力P低于预定压力，滑动件92就被弹簧62保持在位置60a。相反地，当压力P达到或超过预定压力时，弹簧62被压缩并且滑动件92在主体90中移动以到达位置60b。主体90被固定至壳体84。马达64可以用于调节弹簧62相对于主体90的压缩。

图3示出了致动器10的主要元件。再次示出了泵12、旋转斜盘20和用于命令其倾角α的元件：液压缸40、方向控制阀48及其微致动器83。图3还再次示出了包括方向控制阀60和弹簧62的过压限制装置以及包括马达64的用于调节过压的值的装置。可以用于转动泵12的轴14的马达在此用附图标记100表示。最后，图3再次示出了致动器10的液压动力部分，该液压动力部分由分别来自泵12的出口孔口28和30中的一个出口孔口的液压导管102和104形成。

致动器10可接收电能并输送液压能。为此，在壳体84内至少有马达100、泵12、旋转斜盘20、液压缸40、方向控制阀48、微致动器83和方向控制阀60。穿过壳体84的至少一个电连接器106允许将旋转泵12所需的电能和用于驱动旋转斜盘20的倾角α的命令信号传输至致动器10。当计划对预定位置进行调节时，电连接器106允许致动器10接收用于调节预定压力的命令信号。实际上，连接器106可以是单个连接器，或者可以被分成两个连接器，一个连接器用于电源，并且另一个连接器用于命令信号或多个命令信号。致动器10可以以液压形式并且更精确地说以流体输送的形式输送能量。为此，被布置成穿过壳体84的液压连接器108允许液压形式的能量输送到致动器10的外部。

另选地，致动器10通过连接器106接收电能并且通过定位在壳体84内部的液压缸32输送机械能。换句话说，致动器10包括穿过壳体84并允许致动器10输送机械能的机械输出部110。机械输出部可以采用各种形式，例如在线性液压缸的情况下为液压缸32的杆，在旋转液压缸的情况下为旋转轴的端部。液压导管102和104供应液压缸32。可以省去液压连接器108。导管102和104不通向致动器10的外部。因此，致动器10具有电输入和机械输出。液压流体保持被限制在壳体84内部。因此，可以用根据本发明的致动器代替基于电动马达的致动器，从而节省体积和质量。

Claims (12)

1.一种液压致动器(10)，所述液压致动器(10)包括：可变输送正排量泵(12)；第一方向控制阀(48)，所述第一方向控制阀(48)基于致动器(10)的运动指令而被命令；以及液压缸(40)，所述液压缸(40)由所述第一方向控制阀(48)供应，所述泵包括移动构件(20)，所述移动构件(20)的运动允许所述泵(12)的输送量被连续地改变，所述移动构件(20)能够被所述液压缸(40)移动，所述第一方向控制阀(48)能够在所述移动构件移动时经由所述移动构件(20)的位置来应用将所述运动指令与所述泵的输送量关联的连续函数，其特征在于，所述致动器(10)包括基于所述泵(12)的输出压力(P)而被命令的第二方向控制阀(60)，所述第二方向控制阀(60)包括两个位置，所述两个位置中的一个位置(60a)被称为静止位置，只要所述泵(12)的所述输出压力(P)低于预定压力就获得所述静止位置，在该静止位置，来自所述第一方向控制阀(48)的输出被直接传递到双动式液压缸(40)，由此允许所述泵(12)遵循所述连续函数，所述两个位置中的另一位置(60b)被称为工作位置，当所述泵(12)的所述输出压力(P)大于或等于所述预定压力时获得所述工作位置，在该工作位置，所述泵(12)的所述输出压力(P)被传递到所述液压缸(40)而不经过所述第一方向控制阀(48)并且不遵循所述连续函数，以便减小所述泵(12)的所述输出压力(P)。

2.根据权利要求1所述的液压致动器，其特征在于，所述预定压力是可调节的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述移动构件(20)被配置成允许所述泵(12)反转其输送方向。

4.根据权利要求3所述的液压致动器，其特征在于，所述液压缸(40)包括两个腔室(42、44)，并且所述致动器(10)包括第三方向控制阀(68)，所述第三方向控制阀(68)被配置成根据所述泵(12)的所述输送方向将所述泵(12)的所述输出压力(P)传递到所述两个腔室(42、44)中的一个腔室或另一腔室。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述液压致动器还包括一组阀(52)，所述一组阀被配置成借助于所述泵(12)的最高输出压力来命令所述第二方向控制阀(60)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述液压缸(40)包括连接至所述第一方向控制阀(48)的主体(80)的移动杆(46)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述移动杆(46)借助端部固定连接而连接到所述第一方向控制阀(48)的所述主体(80)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述泵(12)是具有轴向活塞(24)的活塞泵，允许改变输送量的所述移动构件是旋转斜盘(20)，所述旋转斜盘(20)具有可变倾角(α)，所述活塞(24)压靠在所述旋转斜盘上，改变所述旋转斜盘(20)的所述倾角(α)允许改变所述活塞(24)的行程，只要所述泵(12)的所述输出压力(P)低于预定压力，所述旋转斜盘(20)的所述倾角(α)就通过由微致动器(83)驱动的所述液压缸(40)来调节，所述微致动器定义通过所述第一方向控制阀(48)的所述致动器(10)的指令。

9.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述液压致动器包括壳体(84)，在所述壳体内部布置有：所述泵(12)；马达(100)，所述马达(100)允许所述泵(12)致动；所述移动构件(20)，所述移动构件(20)允许所述泵(12)的输送量连续改变；所述液压缸(40)，所述液压缸(40)致动所述移动构件(20)；所述第一方向控制阀(48)，所述第一方向控制阀(48)供应所述液压缸(40)；微致动器(83)，所述微致动器(83)操纵所述第一方向控制阀(48)和所述第二方向控制阀(60)，所述液压致动器还包括：至少一个电连接器(106)，所述电连接器(106)穿过所述壳体(84)并允许所述致动器(10)接收向所述马达(100)供电的电能和驱动所述微致动器(83)的电信号；和液压连接器(108)，所述液压连接器(108)穿过所述壳体(84)并允许所述致动器(10)输送液压能。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述液压致动器包括壳体(84)，在所述壳体内部布置有：所述泵(12)；马达(100)，所述马达(100)允许所述泵(12)致动；所述移动构件(20)，所述移动构件(20)允许所述泵(12)的输送量连续改变；所述液压缸(40)，所述液压缸(40)致动所述移动构件(20)；所述第一方向控制阀(48)，所述第一方向控制阀(48)供应所述液压缸(40)；微致动器(83)，所述微致动器(83)操纵所述第一方向控制阀(48)和所述第二方向控制阀(60)，所述液压致动器还包括：至少一个电连接器(106)，所述电连接器(106)穿过所述壳体(84)并允许所述致动器(10)接收向所述马达(100)供电的电能和驱动所述微致动器(83)的电信号；和机械输出部(110)，所述机械输出部(110)穿过所述壳体(84)并允许所述致动器(10)输送机械能。

11.根据从属于权利要求2的权利要求9和10中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述至少一个电连接器(106)允许所述致动器(10)接收第二电信号以驱动所述预定压力的调节。

12.根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器，其特征在于，所述第一方向控制阀(48)包括空挡位置(48a)和两个工作位置(48b、48c)，在所述空挡位置中，所述移动构件(20)是不动的，从而不使所述泵(12)的输送量改变，在所述两个工作位置中，所述移动构件(20)移动，从而使所述泵(12)的输送量发生改变，并且其中，所述第一方向控制阀(48)被以以下方式配置，即：使得在所述空挡位置(48a)与所述工作位置(48b、48c)中的一个工作位置之间的变换是连续地进行的。

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