液压阀驱动器及液压阀的制作方法
1.本发明涉及液压阀结构，具体地，涉及一种液压阀驱动器。此外，还涉及一种液压阀。
背景技术：
2.作为液压系统中重要的控制元件，液压阀负责实现整个系统的控制功能。液压阀的控制方式从最开始手动控制的仅具有油路切换功能的液压阀到电液比例控制的液压阀，再到采用数字信号能够进行压力流量闭环控制的可编程阀，可编程阀凭借其高精度、高响应的特性，在工程机械领域扮演越来越重要的角。
3.液压领域中经常需要对各种液压阀进行定位，使其保持在需要的工作位置，从而保证液压阀的工作稳定性，降低系统故障。通常，对液压阀的定位是在操作阀杆之后，通过对阀杆位置的限定来使液压阀保持在一定的工况下，例如换向阀的各个工作位，实现液压阀不同的功能。
4.现有技术通常是将电信号转换为磁场力，通过磁场力控制先导液流的压力、流量，进而控制液压阀的压力和流量，由于中间存在电信号向磁场力的转化，导致对液压阀的压力和流量响应不及时，控制不精确，难以满足工程机械技术的发展。
技术实现要素：
5.本发明所要解决的技术问题是提供一种液压阀驱动器，该液压阀驱动器能够将外部动力转化为浮动接头驱动力，实现对浮动接头的高精度控制，响应及时。
6.本发明所要解决的技术问题是提供一种液压阀，该液压阀控制精度高，响应及时，减小液压阀的滞环。
7.为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种液压阀驱动器，包括与驱动机构连接的齿轮传动机构以及与浮动接头连接的动力输出轴，所述动力输出轴为齿条传动结构，所述齿轮传动机构与所述齿条传动结构传动连接。
8.可选地，所述齿条传动结构包括与所述浮动接头连接的连接端以及与所述齿轮传动机构传动连接的传动端，所述连接端设置有安装孔，所述浮动接头的端部插装在所述安装孔内。
9.进一步地，所述齿条传动结构的连接端穿过液压阀的端盖与所述浮动接头连接，所述液压阀的端盖上开设有齿条孔，所述齿条孔上嵌套有供所述齿条传动结构的连接端穿行的导向套。
10.具体地，所述导向套为铜套。
11.可选地，所述齿轮传动机构包括第一级齿轮传动结构，所述第一级齿轮传动结构与所述齿条传动结构传动连接。
12.具体地，所述第一级齿轮传动结构包括传动连接的第一齿轮和第二齿轮。
13.进一步地，所述齿轮传动机构还包括第二级齿轮传动结构，所述第一级齿轮传动
结构通过所述第二级齿轮传动结构与所述齿条传动结构传动连接。
14.具体地，所述第二级齿轮传动结构包括第三齿轮、第四齿轮、第一齿轮轴和第五齿轮，所述第四齿轮和第五齿轮分别固定安装在所述第一齿轮轴的两端，所述第四齿轮通过所述第三齿轮与所述第二齿轮传动连接。
15.更进一步地，所述齿轮传动机构还包括第三级齿轮传动结构，所述第二级齿轮传动结构通过所述第三级齿轮传动结构与所述齿条传动结构传动连接。
16.具体地，所述第三级齿轮传动结构包括第六齿轮、第二齿轮轴和第七齿轮，所述第六齿轮和第七齿轮分别固定安装在所述第二齿轮轴的两端，所述第六齿轮与所述第五齿轮啮合，所述第七齿轮与所述齿条传动结构传动连接。
17.可选地，所述齿轮传动机构上安装有位置检测装置。
18.本发明另一方面提供一种液压阀，设置有上述技术方案中任一项所述的液压阀驱动器。
19.通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：
20.本发明采用齿轮传动机构与齿条传动结构传动配合，通过浮动接头将外部动力转换为对阀杆的直接驱动力，可以减小现有的液压阀的滞环，调高对阀杆的精度控制，响应更加及时。
21.本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
23.图1是本发明具体实施例中的液压阀驱动器的结构示意图之一；
24.图2是本发明具体实施例中的齿轮传动机构的结构示意图之一；
25.图3本发明具体实施例中的齿轮传动机构的结构示意图之二；
26.图4本发明具体实施例中的液压阀驱动器的结构示意图之二。
27.附图标记说明
28.1浮动接头
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2齿条传动结构
29.3导向套
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4第一级齿轮传动结构
30.41第一齿轮
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42第二齿轮
31.5第二级齿轮传动结构
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51第三齿轮
32.52第四齿轮
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53第一齿轮轴
33.54第五齿轮
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6第三级齿轮传动结构
34.61第六齿轮
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62第二齿轮轴
35.63第七齿轮
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7位置检测装置
36.8电机
具体实施方式
37.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。
40.需要理解的是，为了便于描述本发明和简化描述，方位术语是以装置自身为基准；术语为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；而且，对于本发明的液压阀驱动器的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
41.如图1至图4所示，本发明提供了一种液压阀驱动器，包括与驱动机构连接的齿轮传动机构以及与浮动接头1连接的动力输出轴，所述动力输出轴为齿条传动结构2，所述齿轮传动机构与所述齿条传动结构2传动连接。
42.一般地，驱动机构可以选择为电机8，在驱动机构与浮动接头1之间设置齿轮传动机构以及齿条传动结构2，通过齿轮传动机构以及齿条传动结构2传动，浮动接头1与液压阀的阀杆连接，可以将电信号转为对阀杆直接的驱动力，形成一种电机直驱技术，实现对阀杆的高精度控制，形成一种智能液压电驱动器。而且，相对于现有技术需要将电信号转换为磁场力，通过磁场力控制先导液流的压力、流量，进而控制液压阀的压力和流量的方式，由于本发明采用齿轮传动机构以及齿条传动结构2这种机械传动方式，能够有效减小现有技术的液压阀存在的滞环(滞环是液压阀重要的静态特性指标，其反应液压阀内存在的磁滞、摩擦等因素对元件稳态控制特性的影响程度，性能良好、稳定的液压阀，其滞环也相对较小)问题，使得响应及时，提高液压阀性能，降低液压阀加工难度，满足工程机械技术的发展。
43.进一步地，在优选情况下，驱动机构可以为直流无刷电机，可以集成在本发明的液压阀驱动器上。
44.需要说明的是，在实施例中主要以液压阀为例，将本发明的液压阀驱动器应用在液压阀上，实现对液压阀的驱动。本发明的液压阀驱动器不局限于应用在液压阀上，也可以应用在其它类型的阀门上，如气动阀。
45.在本发明的具体实施例中，参照图1和图4所示，齿条传动结构2具有连接端和传动端，齿条传动结构2的连接端与浮动接头1连接，并且齿条传动结构2的连接端设置有安装孔，浮动接头1的端部插装在该安装孔内，保障浮动接头1与安装孔之间具有较好的同轴度，使得齿条传动结构2与浮动接头1形成一种连接关系，齿条传动结构2的传动端与齿轮传动机构传动连接，在齿轮传动机构的作用下，能够驱动齿条传动结构2移动，从而通过浮动接头1推动阀杆在液压阀内的阀芯腔内移动，使液压阀保持在一定的工况下，实现液压阀的不同的功能。
46.进一步地，在液压阀的端盖上设置有齿条孔，齿条传动结构2的连接端穿过液压阀的端盖上的齿条孔与浮动接头1连接，齿条孔上嵌套有导向套3，齿条传动结构2的连接端穿
过导向套3，导向套3的内轮廓可以为与齿条传动结构2的连接端外轮廓相一致的筒体，使得齿条传动结构2能够沿着导向套3的开口方向移动，导向套3的外侧面与液压阀的端盖上的齿条孔之间可以为过盈配合。
47.在优选情况下，导向套3可以为铜套，如黄铜套，能够方便与液压阀的端盖上的齿条孔之间实现过盈配合。当然，导向套3不局限于铜套，也可以为其它适合的导向结构。而且，导向套3也不局限于筒体结构，也可以为其它结构，例如，导向套3可以为两片弯板组合而成，弯板的内轮廓与齿条传动结构2的连接端外轮廓相一致，弯板的外侧面贴靠在液压阀的端盖上的齿条孔上。
48.此外，可以在导向套3与齿条传动结构2之间添加润滑脂，降低两者之间的磨损，以及方便相对移动；具体地，可以在导向套3的侧壁上开设注油孔，通过注油孔向导向套3与齿条传动结构2之间添加润滑脂。
49.作为齿轮传动机构的一种具体实施例，参照图1所示，齿轮传动机构包括第一级齿轮传动结构4，第一级齿轮传动结构4与齿条传动结构2传动连接。具体地，参照图2和图3所示，第一级齿轮传动结构4包括第一齿轮41和第二齿轮42，第一齿轮41和第二齿轮42相互啮合，实现动力传输；在优选情况下，第一齿轮41和第二齿轮42可以为螺旋伞齿轮结构，第一齿轮41与电机8连接，电机8驱动第一齿轮41转动，第一齿轮41驱动第二齿轮42转动。作为一种具体实施例，可以使第二齿轮42与齿条传动结构2相啮合，第二齿轮42驱动齿条传动结构2沿着导向套3移动，从而通过浮动接头1推动阀杆在液压阀内的阀芯腔内移动，使液压阀保持在一定的工况下，实现液压阀的不同的功能。
50.进一步地，齿轮传动机构还包括第二级齿轮传动结构5，第一级齿轮传动结构4通过第二级齿轮传动结构5与齿条传动结构2传动连接。具体地，参照图2和图3所示，第二级齿轮传动结构5包括第三齿轮51、第四齿轮52、第一齿轮轴53和第五齿轮54，第一齿轮轴53的一端固定安装第四齿轮52，第一齿轮轴53的另一端固定安装第五齿轮54，第四齿轮52通过第三齿轮51与第二齿轮42传动连接。作为一种具体实施例，可以使第五齿轮54与齿条传动结构2相啮合，第二齿轮42与第三齿轮51啮合，第四齿轮52与第三齿轮51啮合，第二齿轮42驱动第三齿轮51转动，第三齿轮51驱动第四齿轮52转动，第四齿轮52带动第五齿轮54转动，第五齿轮54驱动齿条传动结构2沿着导向套3移动，从而通过浮动接头1推动阀杆在液压阀内的阀芯腔内移动，使液压阀保持在一定的工况下，实现液压阀的不同的功能。
51.更进一步地，齿轮传动机构还包括第三级齿轮传动结构6，第二级齿轮传动结构5通过第三级齿轮传动结构6与齿条传动结构2传动连接。具体地，参照图2和图3所示，第三级齿轮传动结构6包括第六齿轮61、第二齿轮轴62和第七齿轮63，第二齿轮轴62的一端固定安装第六齿轮61，第二齿轮轴62的另一端固定安装第七齿轮63，第六齿轮61与第五齿轮54啮合，第七齿轮63与齿条传动结构2传动连接，第七齿轮63驱动齿条传动结构2沿着导向套3移动，从而通过浮动接头1推动阀杆在液压阀内的阀芯腔内移动，使液压阀保持在一定的工况下，实现液压阀的不同的功能。
52.在优选情况下，第三齿轮51、第四齿轮52、第五齿轮54、第六齿轮61和第七齿轮63可以为正齿轮结构，正齿轮是一种经典齿轮类型，其齿状部分与中心轴处平行，齿状凹入部分并不直立(呈微微弯曲)。正齿轮的这种设计可以在齿轮相互啮合时减少之间的速度及扭矩的差距，加大利用功率。
53.为了更好地感知齿条传动结构2的移动，精确控制阀杆的位置，可以在齿轮传动机构上安装有位置检测装置7，用于检测齿轮传动机构的转动位置，从而间接确定齿条传动结构2的移动位置。具体地。可以将位置检测装置7与第三级齿轮传动结构6相结合，通过感知第三级齿轮传动结构6转动情况间接确定齿条传动结构2的移动位置。进一步地，可以将位置检测装置7安装在第六齿轮61上，在最小空间内高精度感知齿轮位置控制精度。
54.在优选情况下，位置检测装置7可以为磁环式编码器，当然，位置检测装置7不局限于磁环式编码器，也可以为其它能够实现相同功能的检测元件，这类检测元件目前应用广泛，在获知本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员能够根据技术需求选择具体的检测元件，在此不再赘述。
55.为了更好地理解本发明的技术构思，下面结合相对全面的技术特征对本发明的技术方案进行描述。
56.如图1至图4所示，本发明优选实施方式中的液压阀驱动器，齿轮传动机构和动力输出轴，齿轮传动机构与驱动机构连接，驱动机构可以为直流无刷电机，动力输出轴可以为齿条传动结构2，齿轮传动机构包括第一级齿轮传动结构4、第二级齿轮传动结构5及第三级齿轮传动结构6，第一级齿轮传动结构4包括第一齿轮41和第二齿轮42，第一齿轮41和第二齿轮42可以为螺旋伞齿轮，第一齿轮41和第二齿轮42相互啮合，第二级齿轮传动结构5包括第三齿轮51、第四齿轮52、第一齿轮轴53和第五齿轮54，第一齿轮轴53的一端固定安装第四齿轮52，第一齿轮轴53的另一端固定安装第五齿轮54，第四齿轮52通过第三齿轮51与第二齿轮42传动连接；第三级齿轮传动结构6包括第六齿轮61、第二齿轮轴62和第七齿轮63，第二齿轮轴62的一端固定安装第六齿轮61，第二齿轮轴62的另一端固定安装第七齿轮63，第六齿轮61与第五齿轮54啮合，第七齿轮63与齿条传动结构2传动连接，在液压阀的端盖上设置有齿条孔，齿条孔上嵌套有导向套3，齿条传动结构2的连接端穿过导向套3与浮动接头1连接，导向套3可以为黄铜套，导向套3的内轮廓可以为与齿条传动结构2的连接端外轮廓相一致的筒体，使得齿条传动结构2能够沿着导向套3的开口方向移动，导向套3的外侧面与液压阀的端盖上的齿条孔之间过盈配合。第七齿轮63驱动齿条传动结构2沿着导向套3移动，从而通过浮动接头1推动阀杆在液压阀内的阀芯腔内移动，使液压阀保持在一定的工况下，实现液压阀的不同的功能。其，在第六齿轮61上安装有位置检测装置7，位置检测装置7可以为磁环式编码器，在最小空间内高精度感知齿轮位置控制精度。
57.在本发明的上述技术方案中，齿轮传动机构采用三级齿轮传动结构，为一种齿轮传动副，第一级齿轮结构采用螺旋伞齿轮结构，第二级及第三级齿轮传动采用正齿轮结构，齿条传动结构2为一种齿轮齿条传动副，动力输出轴采用齿轮齿条传动结构，驱动机构采用直流无刷电机提供动力，实现电机位置控制、速度控制及电流控制。直流无刷电机作为动力源，经过第一级螺旋伞齿轮结构以及第二级正齿轮结构、第三级正齿轮结构将力传递给齿轮齿条传动副，再通过齿条和浮动接头1相连接，从而控制阀杆的位移，进而精确控制阀体所需流量。
58.采用上述电机直驱技术，通过齿轮传动副、齿轮齿条传动副将电机动力转化为阀杆驱动力，实现对阀杆的高精度控制。电直驱技术的引入，也可提高液压阀性能，减小液压阀滞环，降低液压阀加工难度。
59.本发明的齿轮传动机构采用三级齿轮传动结构，采用高精齿轮啮合，将传动精度
控制在设计范围内，结构紧凑，传动效率高。采用磁环式编码器，感知位置控制精度更高，将磁环式编码器同第三级齿轮传动结构6相结合，在最小空间内高精度感知齿轮位置控制精度；采用铜套嵌合在阀体的齿条孔上，保证齿条传动结构2输出线性可控，在铜套内部注入润滑脂，使齿条传动结构2在往复运动时径向偏差控制在运动范围内，又可保证齿条传动结构2运行过程中不增加额外摩擦阻力，最后一级传动采用齿轮齿条啮合结构，在拆装时可轻松取出，利于维修。整体上，结构更加紧凑，且壳体采用精雕工艺，产品稳定性更高。
60.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
61.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
62.此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
技术特征：
1.一种液压阀驱动器，其特征在于，包括与驱动机构连接的齿轮传动机构以及与浮动接头(1)连接的动力输出轴，所述动力输出轴为齿条传动结构(2)，所述齿轮传动机构与所述齿条传动结构(2)传动连接。2.根据权利要求1所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿条传动结构(2)包括与所述浮动接头(1)连接的连接端以及与所述齿轮传动机构传动连接的传动端，所述连接端设置有安装孔，所述浮动接头(1)的端部插装在所述安装孔内。3.根据权利要求2所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿条传动结构(2)的连接端穿过液压阀的端盖与所述浮动接头(1)连接，所述液压阀的端盖上开设有齿条孔，所述齿条孔上嵌套有供所述齿条传动结构(2)的连接端穿行的导向套(3)。4.根据权利要求3所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述导向套(3)为铜套。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿轮传动机构包括第一级齿轮传动结构(4)，所述第一级齿轮传动结构(4)与所述齿条传动结构(2)传动连接。6.根据权利要求5所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述第一级齿轮传动结构(4)包括传动连接的第一齿轮(41)和第二齿轮(42)。7.根据权利要求6所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿轮传动机构还包括第二级齿轮传动结构(5)，所述第一级齿轮传动结构(4)通过所述第二级齿轮传动结构(5)与所述齿条传动结构(2)传动连接。8.根据权利要求7所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述第二级齿轮传动结构(5)包括第三齿轮(51)、第四齿轮(52)、第一齿轮轴(53)和第五齿轮(54)，所述第四齿轮(52)和第五齿轮(54)分别固定安装在所述第一齿轮轴(53)的两端，所述第四齿轮(52)通过所述第三齿轮(51)与所述第二齿轮(42)传动连接。9.根据权利要求8所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿轮传动机构还包括第三级齿轮传动结构(6)，所述第二级齿轮传动结构(5)通过所述第三级齿轮传动结构(6)与所述齿条传动结构(2)传动连接。10.根据权利要求9所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述第三级齿轮传动结构(6)包括第六齿轮(61)、第二齿轮轴(62)和第七齿轮(63)，所述第六齿轮(61)和第七齿轮(63)分别固定安装在所述第二齿轮轴(62)的两端，所述第六齿轮(61)与所述第五齿轮(54)啮合，所述第七齿轮(63)与所述齿条传动结构(2)传动连接。11.根据权利要求1至4中任一项所述的液压阀驱动器，其特征在于，所述齿轮传动机构上安装有位置检测装置(7)。12.一种液压阀，其特征在于，设置有权利要求1至11中任一项所述的液压阀驱动器。
技术总结
本发明涉及液压阀结构，公开了一种液压阀驱动器及液压阀，该液压阀驱动器包括与驱动机构连接的齿轮传动机构以及与浮动接头连接的动力输出轴，所述动力输出轴为齿条传动结构，所述齿轮传动机构与所述齿条传动结构传动连接。本发明的液压阀驱动器能够将外部动力转化为阀杆驱动力，实现对阀杆的高精度控制，响应及时。及时。及时。
