直驅式差動容積控制電液伺服控制系統的製作方法

2023-07-05 17:44:56

直驅式差動容積控制電液伺服控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，涉及電液伺服領域。是由交流伺服電機、雙向定量泵、P型兩位四通換向閥、壓力油箱及單出杆液壓缸等構成。由交流伺服電機驅動雙向定量泵提供動力並根據控制指令來實現液壓缸的啟動、換向、停止及變速。直驅式差動容積控制電液伺服系統，通過交流伺服電機驅動雙向定量泵，帶動P型兩位四通換向閥，實現換向和單出杆液壓缸的差動功能，使液壓缸往復運動特性一致，降低了直驅式容積控制電液伺服系統的控制難度，並提高了系統的控制精度和可靠性。
【專利說明】直驅式差動容積控制電液伺服控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電液伺服【技術領域】，特別是涉及到一種直驅式差動容積控制電液伺服控制系統。
【背景技術】
[0002]電液伺服系統以其出力大、精度高、響應快而廣泛地應用於航天、國防以及民用領域。但傳統的電液伺服系統本身存在固有的缺點，如電液伺服閥對油液清潔度要求很高，抗汙染能力很弱；電液伺服閥控制的液壓伺服系統工作效率極低等，限制了電液伺服系統更廣泛的應用。隨著交流伺服技術的發展，一種新型的電液伺服系統——直驅式容積控制電液伺服系統具有交流伺服電機控制的靈活性和液壓系統出力大的雙重特性，具有高效節能、體積小、可靠性高等顯著優點，被認為是高等級液壓控制系統的重要發展方向之一。
[0003]直驅式容積控制電液伺服系統Direct Drive Volume Control Electro為hydraulic Servo System, DDVC。這種系統中油泵流量的改變通過採用伺服電動機控制泵的轉速來實現的，也稱為直驅式容積控制電液伺服系統。這種技術是現代交流伺服技術和液壓技術相結合的產物。它通過改變液壓泵的轉速來改變泵的流量輸出，實現系統流量調節達到節能目的。與傳統液壓作動系統及泵排量控制系統相比，由於採用定量泵，較變量泵具有更好的性能，泵轉速控制系統節能效果更好，這種新型液壓系統具有伺服電機控制靈活、液壓大出力體積小、重量輕、功耗低、效率高、噪聲低、結構簡單、可靠性高，可維護性強、小型集成化及由於整套系統液壓管路短，甚至可以完全取消外部管路等優勢。另外，還去掉了對環境要求較高的液壓伺服元件，從而對傳動介質及過濾要求可適當降低；可以大範圍調速，提高了系統可靠性；大大減少了泵的磨損，延長了使用壽命等。在一般技術性能要求的伺服裝置上，已經可以代替使用電液伺服閥的傳統型電液伺服系統。但這種系統的動態特性不高，響應速度不快，響應頻率不高，這在一定的範圍內也限制了其應用。
[0004]由於非對稱缸具有結構簡單、佔用空間少、承載能力較大等優點，在一些場合其至必須採用非對稱缸，但非對稱缸在換向時容易產生壓力突變、正反向的運動特性不相同，呈現出明顯的正反向運動的不對稱性，給控制造成一定的難度，並影響控制效果。

【發明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種能使單出杆液壓缸往復運動特徵一致的直驅式差動容積控制電液伺服系統。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，其特徵在於:包括交流伺服電機、雙向定量泵、液控單向閥、壓力油箱、P型兩位四通換向閥和單出杆液壓缸；
[0007]所述的交流伺服電機通過聯軸器與雙向定量泵連接；
[0008]所述的P型兩位四通換向閥為液動，控制油路分別連接雙向定量泵的兩端出油口和進油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵的出油口和進油口 ；[0009]所述的單出杆液壓缸具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有杆腔，另一個工作腔為無杆腔，其活塞杆設於有杆腔中；
[0010]所述的液控單向閥的數量為四個，其中第三液控單向閥和第四液控單向閥的進油口均連接壓力油箱的出油口，第三液控單向閥和第四液控單向閥的出油口和控制油路均分別連接雙向定量泵的兩端出油口和進油口，另外第一液控單向閥和第二液控單向閥的進油口分別接兩位四通換向閥的A 口和B 口，第一液控單向閥和第二液控單向閥的出油口分別連接單出杆液壓缸的有杆腔和無杆腔；
[0011 ] 所述的壓力油箱的出油口連接第三液控單向閥和第四液控單向閥。
[0012]所述的雙向定量泵具有兩個油口，分別為出油口和吸油口。
[0013]所述的P型兩位四通換向閥的管路上裝有壓力傳感器。
[0014]所述的單出杆液壓缸上裝有位移傳感器。
[0015]通過上述設計方案本實用新型可以帶來如下有益效果:進一步的，所述的控制系統不存在普通油箱，且具有一個液控P型兩位四通換向閥，在系統的管路上裝有壓力傳感器，在單出杆液壓缸上裝有位移傳感器。
[0016]本實用新型提供的直驅式差動容積電液伺服控制系統，由交流伺服電機帶動雙向定量泵換向時，自動提供控制P型兩位四通換向閥換向的液壓油，實現液控P型兩位四通換向閥的自動換向，使單出杆液壓缸互相連通，利用無杆腔和有杆腔的面積差形成差動。
[0017]在忽略了一些次要因素的情況下，由交流伺服電動機驅動雙向定量泵提供動力並根據控制指令來實現液壓缸的啟動、換向、停止及變速。直驅式差動容積控制電液伺服系統，通過交流伺服電動機驅動雙向定量泵，帶動P型兩位四通換向閥，實現換向和單出杆液壓缸的差動功能，使液壓缸往復運動特性一致，降低了直驅式容積控制電液伺服系統的控制難度，並提高了系統的控制精度和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]下面結合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明:
[0019]圖1是本實用新型實施例的直驅式差動容積電液控制系統的液壓系統圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例的直驅式差動容積電液控制系統的液壓系統控制圖。
[0021]圖中1為單出杆液壓缸、2為第一液控單向閥、3為第二液控單向閥、4為P型兩位四通換向閥、5為第三液控單向閥、6為第四液控單向閥、7為雙向定量泵、8為交流伺服電機、9為壓力油箱、10為驅動器、11為控制器、12為傳感器反饋信號。
【具體實施方式】:
[0022]如附圖1，2所示，闡述本實用新型的【具體實施方式】。對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不用於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型的保護範圍。
[0023]本實用新型所提供的一種直驅式容積電液伺服控制系統，包括交流伺服電機8、雙向定量泵7、四個液控單向閥、壓力油箱9、P型兩位四通換向閥4和單出杆液壓缸1。所述伺服電機為交流伺服電機8，經一聯軸器連接並直接控制雙向定量泵7運行；
[0024]所述換向閥為P型兩位四通換向閥4，該換向閥為液動，控制油路分別連接雙向定量泵7的兩端出油口和進油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵7的出油口和進油口 ；
[0025]所述的液控單向閥數量為四個，其中第三液控單向閥5和第四液控單向閥6的進油口均連接壓力油箱9的出油口，第三液控單向閥5和第四液控單向閥6的出油口和控制油路均分別連接雙向定量泵7的兩端出油口和進油口，另外第一液控單向閥2和第二液控單向閥3的進油口分別接兩位四通換向閥的A 口和B 口，第一液控單向閥2和第二液控單向閥3的出油口分別連接單出杆液壓缸1的有杆腔和無杆腔；
[0026]所述泵為雙向定量泵7 ；
[0027]所述的壓力油箱9的出油口連接第三液控單向閥5和第四液控單向閥6。
[0028]所述的單出杆液壓缸1具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有杆腔，另一個
[0029]工作腔為無杆腔，其活塞杆設於有杆腔中；
[0030]所述雙向定量泵7具有兩個油口，分別為出油口和吸油口 ；
[0031]所述驅動器10為交流伺服電機8驅動器；
[0032]所述控制器11為直驅式容積電液伺服控制系統控制器；
[0033]所述傳感器反饋信號12包括系統內的壓力傳感器和位移傳感器。
[0034]進一步的，所述的控制系統不存在普通油箱，且具有一個液控P型兩位四通換向閥4，在系統的管路上裝有壓力傳感器，在液壓缸上裝有位移傳感器。
[0035]當交流伺服電機8正轉時，壓力油箱9提供穩定壓力油液，油液控制P型兩位四通換向閥4，閥芯移向右端，通口 P和A、B相通，油液流入單出杆液壓缸1兩腔，利用無杆腔和有杆腔的面積差形成差動，活塞杆伸出。
[0036]當交流伺服電機8反轉時，壓力油箱9提供穩定壓力油液，油液控制P型兩位四通換向閥4，閥芯移向左端，通口 A和T相通，通口 B和T相通，油液流入單出杆液壓缸1有杆腔，活塞杆縮回。
【權利要求】
1.直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，其特徵在於:包括交流伺服電機(8)、雙向定量泵(7)、液控單向閥、壓力油箱(9)、P型兩位四通換向閥(4)和單出杆液壓缸(1);所述的交流伺服電機(8 )通過聯軸器與雙向定量泵(7 )連接；所述的P型兩位四通換向閥(4)為液動，控制油路分別連接雙向定量泵(7)的兩端出油口和進油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵(7)的出油口和進油口 ；所述的單出杆液壓缸(1)具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有杆腔，另一個工作腔為無杆腔，其活塞杆設於有杆腔中；所述的液控單向閥的數量為四個，其中第三液控單向閥(5)和第四液控單向閥(6)的進油口均連接壓力油箱(9)的出油口，第三液控單向閥(5)和第四液控單向閥(6)的出油口和控制油路均分別連接雙向定量泵(7)的兩端出油口和進油口，另外第一液控單向閥(2)和第二液控單向閥(3)的進油口分別接兩位四通換向閥的A 口和B 口，第一液控單向閥(2)和第二液控單向閥(3)的出油口分別連接單出杆液壓缸(1)的有杆腔和無杆腔；所述的壓力油箱(9)的出油口連接第三液控單向閥(5)和第四液控單向閥(6)。
2.根據權利要求1所述的直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，其特徵在於:所述的雙向定量泵(7)具有兩個油口，分別為出油口和吸油口。
3.根據權利要求1所述的直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，其特徵在於:所述的P型兩位四通換向閥(4)的管路上裝有壓力傳感器。
4.根據權利要求1所述的直驅式差動容積控制電液伺服控制系統，其特徵在於:所述的單出杆液壓缸(1)上裝有位移傳感器。
【文檔編號】F15B21/08GK203548436SQ201320607062
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】張祝新, 賈拓, 徐新昀 申請人:長春工程學院