具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1：

如图1-7所示，一种变转速变排量单出杆电液执行器，包括控制器1、电机2、液压泵系统3、蓄能器4和作动筒7，所述液压泵系统3包括液压泵31、梭阀32、压力伺服阀33和变量缸34，所述电机2为永磁同步电机，所述液压泵31为变排量双向液压泵，液压泵31包括一个吸油口和一个排油口，梭阀32的两个进油口分别连接液压泵31的一个吸油口和一个排油口，如图1中所示的液压泵31的a口和b口即吸排油口，可以根据工况切换为吸油口或排油口。

所述控制器1和电机2为电连接，所述电机2输出端连接液压泵31，所述梭阀32的两个进油口连接液压泵31的吸排油口，梭阀32的出油口连接压力伺服阀33的进油口，所述变量缸34内部设有两个腔，其中一个腔内安装复位弹簧，所述压力伺服阀33的出油口连接变量缸34无弹簧的一腔，所述变量缸34有弹簧一腔回油与蓄能器4相连，变量缸34有弹簧一腔连接液压泵31，压力伺服阀33回油与蓄能器4相连。

液压泵系统3的工作原理是：梭阀32通过比较液压泵31两端出口压力，通过梭阀32出油口输出较高的压力供给压力伺服阀33的高压油口，压力伺服阀33出油通入变量缸34无弹簧的一腔，克服变量缸34有弹簧一腔的弹簧的作用力并推动有弹簧一腔内的推杆，推杆与液压泵31机械连接，进而调节液压泵31的流量。当变量缸34缩回时，无弹簧一腔的油会通过压力伺服阀33回油，当变量缸34伸出时，有弹簧一腔的油流到蓄能器4。

还包括单向阀5，所述单向阀5的数量为两个，两个单向阀5的进油口均连接蓄能器4，两个单向阀5的出油口分别连接液压泵31的吸排油口。蓄能器4通过两个单向阀5向系统进行补油。

还包括溢流阀6，所述溢流阀6的数量为两个，每个溢流阀6的两端分别连接液压泵31的吸排油口，两个溢流阀6的导通方向相反。两个溢流阀6的设定压力高于系统最高压力。当系统出现故障，压力高于系统所能够承受的最高压力时，溢流阀6打开，使系统高压油向低压油腔流动，从而起到降压保护的作用。

所述作动筒7包括缸体71、内缸筒72、缸体端盖75和活塞74，所述缸体71和缸体端盖75密封连接，所述内缸筒72固定连接于缸体71内部中心，所述活塞74位于缸体71和内缸筒72之间且活塞74与缸体71、内缸筒72和缸体端盖75为密封滑动配合，所述缸体71包括A口711，所述缸体端盖75包括B口712，所述A口711和B口712分别连接液压泵31的吸排油口，A口711进油状态下活塞74伸出，B口712进油状态下活塞74缩回，A口711进油状态下和B口712进油状态下的活塞74受力面积相同。

作动筒7的进出油路安装有两个压力传感器，即A口711和B口712的油路安装有两个压力传感器，液压泵31内设有斜盘(斜盘为现有常规部件)，斜盘安装有角度传感器，永磁同步电机安装有旋转变压器、电流传感器，作动筒7内部安装有位移传感器79，控制器1通过采集传感器的信号，判断系统当前的状态，进而执行下一步指令。控制器1接收位置指令和排量指令，并将其转换为电压控制信号，驱动电机2带动液压泵31向作动筒7输出高压油，梭阀32通过比较液压泵31的a口、b口的压力，输出较高油腔的高压油供给压力伺服阀33，从而推动变量缸34改变液压泵31的排量，电机2转速和液压泵31排量的改变会引起液压泵31输出液压油量的变化，从而驱动作动筒7的活塞74移动。当系统断电不工作时，压力伺服阀33连接蓄能器4，变量缸34在复位弹簧的作用下缩回，使液压泵31保持最大排量。蓄能器4通过两个单向阀5分别与作动筒7的两个油腔相连，为系统补油。

本系统中，θ/u表示电机2的旋转变压器将电机2的旋转角度转换成电压信号反馈到控制器1；I/u表示电机2的电流传感器将电机2的电流转换成电压信号反馈到控制器1；α/u表式液压泵31的斜盘角度传感器将斜盘角度转换成电压信号反馈到控制器1。压力传感器传回的压力信号，位移传感器79传回位移信号，旋转变压器传回电机转速信号，电流传感器传回电机电流信号，斜盘角度传感器传回液压泵31排量信号。位移传感器79、角度传感器实时反馈作动筒7的活塞杆741位置信号和液压泵31排量信号，控制器1检测位置和排量是否达到了指令要求，输出控制信号使电机2转速和液压泵31排量改变，通过液压泵31输出流量的变化，导致作动筒7两个油腔产生压力差，带动作动筒7的活塞杆741运动。电机2的旋转变压器与电流传感器为电机2的伺服控制奠定基础。关于电气控制部分不是本申请要求保护的范围，在此不作详细介绍。

所述活塞74的一端密封安装有衬套76，所述衬套76的外端连接有球铰761，衬套76的内端面中心连接有插杆794，插杆794通过螺纹与衬套76内端面连接，所述插杆794的一端连接有磁环792，磁环792随着插杆794一起运动，所述磁环792中心穿设位移传感器79，所述位移传感器79安装于缸体71。

所述位移传感器79设有密封穿出缸体71的传感器接线端791，缸体71一端连接有安装头73，所述安装头73内安装有关节轴承731。

所述活塞74包括活塞杆741和塞体742，所述塞体742与缸体71环形内壁与内缸筒72环形外壁为密封滑动配合，所述活塞杆741的环形外壁与缸体端盖75的环形内壁为密封滑动配合，所述缸体71、内缸筒72、活塞74和衬套76围成第一空间77，所述A口711与第一空间77相连通，所述缸体71、活塞74和缸体端盖75围成第二空间771，所述B口712与第二空间771相连通。

所述磁环792设有贯穿的磁环孔793，参照图6，磁环孔793为上下贯穿，所述磁环792位于第一空间77内。磁环792环形外壁与内缸筒72的环形内壁为间隙配合，位移传感器79密封穿过磁环792。

所述缸体71、内缸筒72和塞体742围成空气腔78，所述缸体71设有T口713，所述T口713与空气腔78相连通。T口713直接与外部空气相连。

所述缸体端盖75设有阻尼孔714，所述阻尼孔714的两端分别连通B口712和第二空间771的外端面，所述活塞74伸出到极限位置时塞体742贴合缸体端盖75的环形内壁且塞体742堵住B口712，当活塞74伸出到极限位置时，液压油从B口712进入阻尼孔714并推动塞体742的底面往上运动缩回(参照图6)。

所述活塞74包括第一作用面781，所述衬套76包括第二作用面782，A口711进油状态下液压油作用于第二作用面782，第二作用面782的面积等于衬套76的内端面面积减去插杆794的外轮廓面积之差，所述B口712进油状态下液压油作用于第一作用面781，所述第一作用面781的面积等于塞体742的外轮廓面积减去活塞杆741的外轮廓面积之差，第二作用面782的面积等于第一作用面781的面积，这样就形成对称结构。

本发明的作动筒7的工作原理是：当作动筒7伸出时，油液从A口711进入第一空间77并作用于第二作用面782将活塞74伸出，第二空间771内的油液从B口712排出，空气腔78从T口713吸入空气；当作动筒7缩回时，油液从B口712进入第二空间771并通过作用于第一作用面781将活塞74缩回，第一空间77的油液从A口711排出，空气腔78从T口713排出空气。

假定作动筒7伸出方向为作动筒7运动正方向，使作动筒7缩回的负载方向为负载正方向，作动筒7伸出时，第一空间77可能为高压腔或者低压腔，因为负载力可能为正，也可能为负；但是负载力为正时，第一空间77一定是高压腔。下面将分正方向运动正方向负载、正方向运动负方向负载、负方向运动正方向负载、负方向运动负方向负载四种情况分别说明本发明原理：

1)正方向运动正方向负载：因为负载为正方向，因此作动筒7的第一空间77为高压腔，梭阀32输出油的压力与第一空间77的油液压力相同，供给压力伺服阀33高压油，进而通过控制器1主动调节输出压力给变量缸34，进而控制液压泵31的排量，第二空间771为低压腔，液压泵31排出的油液通过其a口连通到作动筒7的A口711，再通过作动筒7的B口712将油液流回液压泵31的b口。

2)负方向运动正方向负载：因为负载为正方向，因此作动筒7的第一空间77为高压腔，梭阀32输出油的压力与第一空间77的油液压力相同，供给压力伺服阀33高压油，进而通过控制器1主动调节输出压力给变量缸34，进而控制液压泵31的排量，第二空间771为低压腔，变排量双向液压泵3排出的油液通过其b口连通到作动筒7的B口712，再通过作动筒7的A口711将油液流回液压泵31的a口。

3)正方向运动负方向负载：因为负载为负方向，因此作动筒7的第二空间771为高压腔，梭阀32输出油的压力与第二空间771的油液压力相同，供给压力伺服阀33高压油，进而通过控制器1主动调节输出压力给变量缸34，进而控制液压泵31的排量，作动筒7的第一空间77为低压腔，液压泵31排出的油液通过其a口连通到作动筒7的A口711，再通过作动筒7的B口712将油液流回液压泵31的b口。

4)负方向运动负方向负载：因为负载为负方向，因此作动筒7的第二空间771为高压腔，梭阀32输出油的压力与第二空间771的油液压力相同，供给压力伺服阀33高压油，进而通过控制器1主动调节输出压力给变量缸34，进而控制液压泵31的排量，作动筒7的第一空间77为低压腔，液压泵31排出的油液通过其B口连通到作动筒7的B口，再通过作动筒7的A口711将油液流回液压泵31的a口。

按照负载的大小分类，将负载分为轻载和重载两种类型，按照作动筒7伸出缩回的频率高低分类，可以分为低频和高频两种类型。液压泵31搅拌损失与转速有关，转速越大，搅拌损失越大；电机2发热与电流有关，电流越大，发热也就越大；调节液压泵31的排量实际上就是调节搅拌损失与发热之间的关系(比如重载高频时，如果不调节液压泵31的排量，此时搅拌损失远大于发热，增大液压泵31的排量可以降低转速，这样也就降低搅拌损失)。下面将分轻载低频、轻载高频、重载低频、重载高频四种情况分别说明本发明原理：

1)轻载低频：因为作动筒7频率较低，系统所需流量较小，所以可以通过控制器1主动调节降低压力伺服阀33的输出压力，进而降低液压泵31的排量，提高电机2转速，降低电机2发热功率。

2)轻载高频：因为作动筒7频率较高，系统所需流量较大，所以可以通过控制器1主动调节提高压力伺服阀33的输出压力，进而增大液压泵31的排量，降低电机2转速，减小液压泵31搅拌损失。

3)重载低频：因为作动筒7频率较低，系统所需流量较小，所以可以通过控制器1主动调节降低压力伺服阀33的输出压力，进而降低液压泵31的排量，提电机2转速，降低电机2发热功率。

4)重载高频：因为作动筒7频率较高，系统所需流量较大，所以可以通过控制器1主动调节提高压力伺服阀33的输出压力，进而增大液压泵31的排量，降低电机2转速，减小液压泵31搅拌损失。

以上实施例仅用于说明本发明，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。