彈性螺旋件34同樣關于第一連接部31的軸線呈軸對稱，此時，兩個第二彈性螺旋 件34在第一連接部31的同一端面上的投影相互分離，該投影為扇環形，兩個投影呈軸對稱 設置。該實施例中，第一彈性螺旋件33的旋向與第二彈性螺旋件34的旋向相同，兩者均為變 螺距螺旋體。第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34的螺旋升角均由第一連接部31朝向第 二連接部32的一端先變大再變小，也即，第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件34在靠近第一 連接部31、第二連接部32兩端位置，其螺旋升角較小，第一彈性螺旋件33、第二彈性螺旋件 34在靠近第一連接部31與第二連接部32的中間位置，其螺旋升角較大。
[0061] 本實施例中，兩個第一彈性螺旋件33在第二連接部32靠近第一連接部31的端面形 成第一投影，兩個第二彈性螺旋件34在第二連接部32靠近第一連接部31的端面形成第二投 影，第一投影位于第二投影內，也即第一彈性螺旋件33的螺旋線外徑小于第二彈性螺旋件 34的螺旋線外徑。
[0062] 為保證第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34具有較大的扭矩，且避免相互之間 產生干設，第一彈性螺旋件33的圈數與第二彈性螺旋件34的圈數相同，且第一彈性螺旋件 33的圈數與第二彈性螺旋件34的圈數均為0.45圈~0.48圈。
[0063] 如圖2并參閱圖及圖3所示，該安裝板35固定安裝在閥體11上，W使得壓扭聯軸 器3固定安裝在換向閥1上。本實施例中，安裝板35包括呈正方體的板體351，W及開設在板 體351中屯、的通孔352，第一連接部31可在通孔352中伸縮運動。當銜鐵22推動第二連接部32 朝向閥忍12運動時，兩個第一彈性螺旋件33與兩個第二彈性螺旋件34產生相對扭轉W帶動 第一連接部31旋轉運動。
[0064] 如圖1所示，該套筒4套裝在第二彈性螺旋件34的外部，套筒4的一端與安裝板35固 定連接，套筒4的另一端與殼體21連接。本實施例中，套筒4為方形結構，該方形結構開設有 通孔(未標號），第二彈性螺旋件34置于該通孔內。采用該套筒4的結構，能夠使得壓扭聯軸 器3穩固地連接在換向閥1與比例電磁鐵2之間。
[0065] 所述2D電液比例換向閥的具體工作原理：當銜鐵22推動第二連接部32朝向閥忍12 運動時，兩個第一彈性螺旋件33之間，W及兩個第二彈性螺旋件34之間的結構均類似于DNA 雙螺旋結構，該雙螺旋結構軸向錯位距離、周向弧長和結構展開長度Ξ者之間構成近似的 直角Ξ角形兩個直角邊與斜邊之間的關系，顯然，因螺旋結構的長度不變，當第二連接部32 受銜鐵22的推拉作用使第一連接部31與第二連接部32錯位發生變化，則必然使兩個第一彈 性螺旋件33的弧線距離，W及兩個第二彈性螺旋件34的弧線距離發生改變，即兩個第一彈 性螺旋件33發生相對扭轉，且兩個第二彈性螺旋件34發生相對扭轉，從而帶動第一連接部 31旋轉運動。由于第一彈性螺旋件33與第二彈性螺旋件34的旋向相同，但其旋轉的受力點 也相同，故第一連接部31旋轉的角度通過第二連接部32旋轉的角度得到削減，從而使閥忍 12轉過的角度得到縮小。具體如下：當提供比例電磁鐵2正電流時，銜鐵22朝閥忍12運動，由 于閥忍12受到的液動力遠大于電磁鐵推力，此時閥忍12無法被比例電磁鐵2直接推動，故第 一連接部31也無法直線運動，此時兩個第一彈性螺旋件33與兩個第二彈性螺旋件34受到電 磁鐵的壓力發生相對扭轉，兩個第二彈性螺旋件34的拉伸方向將使第二連接部32順時針旋 轉(面對閥忍方向），兩個第一彈性螺旋件33的拉伸方向也將使第一連接部31順時針旋轉 (面對閥忍方向），且最后的角度為兩者角度相加，由于第一連接部31與閥忍12右端為固聯， 故將增加閥忍12旋轉的角度。閥忍12順時針(從右往左看)旋轉，使閥忍12左端敏感腔壓力 減小，而閥忍12右端壓力不變，故閥忍12將向左運動，隨著閥忍12向往運動，兩個第一彈性 螺旋件33和兩個第二彈性螺旋件34的將逆時針(面對閥忍方向）旋轉，且逆時針(面對閥忍 方向）旋轉與之前順時針旋轉(面對閥忍方向）的角度相同，閥忍12左右兩腔壓力重新平衡， 閥忍12靜止，最終通過位移縮小式壓扭聯軸器將銜鐵22的直線運動先變為閥忍12的旋轉運 動，增大閥忍12的旋轉角度，然后達到閥忍12位移比銜鐵22大的目的。同理，當提供比例電 磁鐵2負電流時，銜鐵22朝遠離閥忍12方向運動，兩個第一彈性螺旋件33和兩個第二彈性螺 旋件34旋轉方向也將相同，最后閥忍12位移得到反方向縮小。
[0066] 與其它電液比例閥相比，壓扭聯軸器3的壓扭轉換過程不存在摩擦力和間隙，而且 錯位的距離或力縮小倍數可W通過改變兩個第一彈性螺旋件33與兩個第二彈性螺旋件34 的雙螺旋結構參數加 W調整。再者，當換向閥1工作壓力為零或失壓時，由于此時閥忍軸向 液動力幾乎為零，完全可W由比例電磁鐵直接推動閥忍，發揮直動閥的特點。
[0067] 上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上 述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通 技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況 下，還可做出很多形式，運些均屬于本實用新型的保護之內。
【主權項】
1. 一種位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，包括換向閥（1)與比例電磁鐵 (2);所述換向閥（1)包括閥體（11)，以及安裝在所述閥體（11)內的閥芯（12);所述比例電磁 鐵(2)包括殼體(21 )，以及安裝在所述殼體(21)內的銜鐵(22);其特征在于:所述2D電液比 例換向閥還包括用于連接所述換向閥（1)與所述比例電磁鐵(2)的壓扭聯軸器(3);所述壓 扭聯軸器(3)包括與所述閥芯（12)固定連接的第一連接部(31)、與所述銜鐵(22)固定連接 的第二連接部(32)、兩個第一彈性螺旋件(33)、兩個第二彈性螺旋件(34)，以及固定安裝在 所述閥體(11)上的安裝板(35);所述第一連接部(31)、所述第二連接部(32)、所述第一彈性 螺旋件(33)、所述第二彈性螺旋件(34)，以及所述安裝板(35)為一體化結構;兩個所述第一 彈性螺旋件(33)分別連接在所述第一連接部(31)與所述第二連接部(32)之間，兩個所述第 二彈性螺旋件(34)分別連接在所述第二連接部(32)與所述安裝板(35)之間； 所述第一連接部(31)與所述第二連接部(32)為同軸設置的圓柱體;所述第一彈性螺旋 件(33)的旋向與所述第二彈性螺旋件(34)的旋向相同；所述第一彈性螺旋件(33)、所述第 二彈性螺旋件(34)的螺旋升角均由所述第一連接部(31)朝向所述第二連接部(32)的一端 先變大再變小;兩個所述第一彈性螺旋件(33)的旋向相同，且關于所述第一連接部(31)的 軸線呈軸對稱;兩個所述第二彈性螺旋件(34)的旋向相同，且關于所述第一連接部(31)的 軸線呈軸對稱;兩個所述第一彈性螺旋件(33)在所述第二連接部(32)靠近所述第一連接部 (31)的端面形成第一投影，兩個所述第二彈性螺旋件(34)在所述第二連接部(32)靠近所 述第一連接部(31)的端面形成第二投影，所述第一投影位于所述第二投影內； 當所述銜鐵(22)推動所述第二連接部(32)朝向所述閥芯（12)運動時，兩個所述第一彈 性螺旋件(33)與兩個所述第二彈性螺旋件(34)產生相對扭轉以帶動所述第一連接部(31) 旋轉運動。2. 根據權利要求1所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述第一彈性螺旋件(33)的圈數與所述第二彈性螺旋件(34)的圈數相同。3. 根據權利要求2所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述第一彈性螺旋件(33)的圈數為0.45圈~0.48圈。4. 根據權利要求1所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述安裝板(35)包括呈正方體的板體(351)，以及開設在所述板體(351)中心的通孔(352);所 述第一連接部(31)可在所述通孔(352)中伸縮運動。5. 根據權利要求1所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述2D電液比例換向閥還包括套裝在所述第二彈性螺旋件(34)的外部的套筒(4);所述套筒 (4)的一端與所述安裝板(35)固定連接，所述套筒(4)的另一端與所述殼體(21)連接。6. 根據權利要求5所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述套筒(4)為方形結構;所述方形結構開設有通孔，所述第二彈性螺旋件(34)置于所述通孔 內。7. 根據權利要求1所述的位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，其特征在于:所 述閥芯（12)上設置有低壓孔（13)、高壓孔（14)與感受通道（15);其中，所述低壓孔（13)與 所述感受通道（15)重疊的弓高lu，所述低壓孔（13)與所述感受通道（15)重疊的弓形面積^ 根據低壓孔(13)與感受通道(15)之間的關系式表示為：所述高壓孔（14)與所述感受通道（15)重疊的弓高h2,所述高壓孔（14)與所述感受通道 (15)重疊的弓形面積知根據高壓孔（14)與感受通道(15)之間的關系式表示為： rd:高壓孔（14)或低壓孔（13)的半徑；Rd:閥芯（12)的臺肩半徑； R:第一彈性螺旋件(33)與第二彈性螺旋件(34)傳遞力的有效半徑； t:面對比例電磁鐵⑵時，閥芯（12)的順時針轉角位移； 0V:面對比例電磁鐵(2)時，閥芯（12)的逆時針轉角位移； 式中： xm:比例電磁鐵(2)輸出水平位移； xv:閥芯（12)運動位移； ho:高壓孔(14)或低壓孔(13)的初始弓高； 1第一彈性螺旋件(33)或第二彈性螺旋件(34)的螺旋升角。
【專利摘要】本實用新型公開了一種位移縮小式壓扭聯軸器型2D電液比例換向閥，包括換向閥、比例電磁鐵以及壓扭聯軸器；壓扭聯軸器包括第一連接部、第二連接部、兩個第一彈性螺旋件、兩個第二彈性螺旋件以及安裝板；第一彈性螺旋件與第二彈性螺旋件的旋向相反，第一連接部、第二連接部、第一彈性螺旋件、第二彈性螺旋件以及安裝板為一體化結構。實施本實用新型的有益效果是：所述2D電液比例換向閥采用壓扭聯軸器的結構，當銜鐵推動第二連接部朝向閥芯運動時，第一彈性螺旋件與第二彈性螺旋件產生相對扭轉以帶動第一連接部旋轉運動，其具有無摩擦傳遞、柔性好，體積小且加工裝配簡便等優點。
【IPC分類】F15B13/02
【公開號】CN205331101
【申請號】CN201620070204
【發明人】左強, 周趙鳳
【申請人】浙江大學城市學院
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年1月25日