本發明涉及一種極慢速多回轉電液執行機構(以下簡稱多回轉執行機構)。準確地說，涉及一種利用兩個液壓缸交替驅動，能夠實現極慢速多回轉旋轉驅動的電液執行機構。

背景技術：

執行機構是利用某種特定方式驅動，在電信號的控制下提供直線或旋轉運動的驅動裝置。多回轉執行機構是執行機構的一種，它需要通過多圈轉動去執行某些指定動作。執行機構的驅動方式無外乎電動，液動，氣動三種，目前主要市場上的多回轉執行機構主要依靠電動機驅動。電動驅動雖然技術成熟，便于圓周運動，但是采用電機驅動很難實現極慢速轉動(例如每分鐘一到兩轉)，需要配置多級減速箱，成本高，體積大，且不具備緩沖特性，在極慢速的情況下運動穩定性和系統可靠性都下降。液動驅動利用液體的不可壓縮性，可以通過調節進入油缸中的液體流量來控制油缸的輸出位置和速度，從而實現任意速率的驅動。通過合理地配置油缸個數與位置，也可實現多回轉執行機構的極慢速轉動。液壓驅動的優點也十分突出，傳動平穩可靠，可自帶緩沖機制，精度高，響應快，故障時可以通過卸壓裝置保證系統壓力不會持續升高，減小對系統造成的破壞與影響。通過合適的結構和系統設計，可實現低速大力矩驅動，且操作方便。因此，在石化，石油，化工，船舶等許多行業中，采用液壓技術來驅動多回轉執行機構，可以更有效的實現閥門的開關動作，尤其是能很好地滿足一些特殊要求。

技術實現要素：

本發明提出了一種極慢速多回轉電液執行機構。其基本原理是通過兩個液壓油缸配合動作，帶動輸出軸做極慢速回轉運動，實現閥或開關的開啟和閉合。其輸出的回轉運動轉速可以穩定工作在1rpm以下，且可通過修改系統參數實現中低轉速情況下的任意轉速要求。

為了實現上述要求，本發明采用如下技術方案：整個機構由兩個液壓缸、輸出軸和曲柄、兩個電磁閥、微型液壓動力單元、控制器、角度傳感器、壓力開關組成，其中微型液壓動力單元為驅動部分；電磁閥、控制器、壓力開關、角傳感器為控制部分；液壓油缸與輸出軸為執行部分

所述的微型液壓動力單元包括安全閥、油箱、單向閥、液壓泵、電機。

所述的控制器接收角傳感器信號，并控制電磁閥動作與電機轉速，實現對執行機構回轉速率的控制。

其工作原理如下：輸出軸在兩個油缸交替動作下按指定方向旋轉，左側油缸運動，右側油缸兩腔都與油箱相連，處于自由運動狀態，其運動方式由左側油缸決定；在左側油缸運動到死點之前，控制器檢測到輸出軸角度，控制相應的電磁閥動作，推動電磁閥換向。通過電磁閥換向，原來被動運動的右側油缸指定的一腔通壓力油，油缸切換到主動運動。左側油缸則轉成自由運動狀態，在右側油缸帶動下隨輸出軸繼續轉動。

作為優選的，采用了微型液壓動力單元。將驅動機構中的安全閥、油箱、單向閥、液壓泵、電機集合到一個動力單元中，使得整個執行器的結構更加緊湊，體積減小，易于在生產線上布置和安裝。其作為一個整體模塊，在出現問題后可以直接對模塊進行更換，方便快捷。

作為優選的，采用液壓缸驅動輸出軸運動。與電驅動相比，液壓驅動更穩定，而且可以實現極慢速的回轉。

作為優選的，本發明采用了控制器來控制液壓電磁閥的動作，來實現機構在不同位置上液壓缸的相互配合運動；控制器還控制電機的轉速，從而調節輸出軸的旋轉速率；控制器接收角位移傳感器的信號，從而實現整個機構的反饋調節。

作為優選的，本發明專利中采用壓力開關來控制系統工作切換，可以保證在閥門開啟或關閉到位后，立即停止驅動機構的工作，從而保護閥門不會因為執行機構不斷增加的輸出扭矩而損壞，起倒一種軟保護作用。

作為優選的，本發明中采用安全閥來限制系統壓力，實現在驅動部分故障時，防止液壓系統壓力過大而造成其他危害。

本發明的主要有著以下幾個優點：

1.采用液壓系統驅動輸出軸旋轉，與傳統的電驅動相比，整個系統更加穩定，結構簡化緊湊，可以實現輸出軸的極慢速旋轉要求。

2.整個結構模塊化設計，將機構分為了驅動部分，控制部分以及執行部分，組裝方便，便于維修，在某一部分出現問題時可以直接更換相應部分，從而節約成本。

3.通過電磁閥動作順序，可以便捷地實現正反轉驅動，且輸出轉速均可穩定在極低速

4.在閥門動作時，閥芯到達行程末端時執行機構輸出軸會被堵住。采用電液執行機構，可以通過系統壓力升高自動地切斷執行機構的電源，從而實現對閥門閥芯的自動保護。

附圖說明

圖1是本發明機構的結構簡圖；

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

如圖1所示：極慢速多回轉電液執行機構主要由輸出軸1、右油缸2、右電磁閥3、油箱4、單向閥5、電機6、液壓泵7、安全閥8、壓力開關9、左電磁閥10、左油缸11、角度傳感器12、控制器13以及液壓油路組成。

左油缸11與右油缸2通過鉸支點固定在臺架上，可以繞著鉸點轉動。輸出軸1上有一垂直與輸出軸的臂，輸出軸1通過這根臂與左油缸11，右油缸2用銷軸相連，左油缸11與右油缸2均能繞銷軸相對轉動，從而保證油缸在運動過程中能夠帶動輸出軸1轉動。

控制器13接收來自角度傳感器12輸出的信號，從而對電機6、右電磁閥3與左電磁閥10進行控制。當其中一個油缸在轉動過程中接近其死點之前，控制器控制右電磁閥3與左電磁閥10的配合動作以實現油缸動作的轉換，使得輸出軸1可以越過死點繼續轉動；當輸出軸1轉速過快或過慢時，控制器可以控制電機6實現對液壓泵7中輸出液體流量的控制，從而調節進入油缸中液壓油的流量。

右電磁閥3和左電磁閥10均有三個動作位置，當左電磁閥10與右電磁閥3處于中間位置時，左油缸11和右油缸2均處于自由狀態；當左電磁閥10處于Y4位置時，左油缸11活塞桿向內縮回，處于Y3位置時，活塞桿向外頂出；當右電磁閥3處于Y2位置時，右油缸2活塞桿向外頂出，處于Y1位置時，活塞桿向內縮回。

當執行機構的壓力達到某一設定值時，會觸發壓力開關9，切斷電機6電源，起到保護被驅動的閥門的作用。另外，當輸出軸1卡死或油缸活塞桿卡住時，整個油路中壓力升高，為了防止過高的壓力損壞整個執行機構，在油路中添加了安全閥8。系統壓力達到一定值時，安全閥8開啟，多余的液壓油將流回油缸從而保證整個油路存在一定壓力又不至于壓力過高。

本發明裝置工作一個完整的流程可作為一個工作周期，其中包括四個動作的過程：

如圖1所示，油缸鉸點與輸出軸1中心點連線可以與以輸出軸臂長度為半徑的圓相交與四個點W1、W2、W3、W4，這四個點分別為兩個油缸對應的死點，因此，為避開驅動油缸的死點，每次當驅動輸出軸的曲柄位于兩個死點的中間角度時，兩個油缸的動作就交替一次。例如，當曲柄在圖1所示角度時，非常接近左油缸11的死點W2。此時左電磁閥10處于中間位置，左油缸11處于自由狀態。右電磁閥3處于Y2位置，右油缸2活塞桿向外頂出。此時，右油缸2帶著曲柄從W2沿順時針旋轉；到達W2和W3的中點時，控制器13控制右電磁閥3處于中間位置，右油缸2處于自由狀態，左電磁閥10跳轉到Y3位置，左油缸2活塞桿向外頂出，帶動曲柄繼續沿順時針轉動，越過右油缸的死點W3向W4轉動。當曲柄轉動W3到W4的中點時，控制器13控制左電磁閥10跳轉到中間位置，左油缸11處于自由狀態，而右電磁閥3跳轉到Y1位置，右油缸2活塞桿向內縮回，帶動曲柄沿順時鐘方向繼續旋轉，越過左油缸11的死點W4后，向W1轉動。類似地，到達W4和W1的中點后，控制器通過電磁閥的切換，使得右油缸2處于自由狀態，而左油缸11的活塞桿縮回，帶動曲柄繼續轉動，從而完成一個周期的轉動。

整個機構可以實現反向轉動，原理與上述過程類似。