一種容積式升沉補償液壓系統和升沉補償吊裝系統的製作方法

2023-05-22 00:24:31

本發明涉及波浪補償液壓領域，尤其是一種容積式升沉補償液壓系統和應用該液壓系統的升沉補償吊裝系統。

背景技術：

升沉補償是波浪補償的一種，是指因海面起伏引起作業裝備產生波動而進行垂直方向上的補償校正。主要應用於海上補給、海洋鑽井、有纜海底機器人安裝作業、深海探測等方面。由於海浪起伏的影響，起重機負載隨著波浪產生相對運動，負載物資可能會因此碰撞或者增加海上作業困難，從而對海上作業的安全性造成影響。

目前的波浪補償有主動補償形式、被動補償形式或主被動相結合的半主動補償形式，均可採用液壓系統來作為補償動力裝置，被動補償通常採用蓄能器來作為液壓系統的能量供給裝置，例如申請號為CN201320599459.3的中國專利文件公開了一種海洋吊機波浪補償裝置，包括安裝在吊臂頭部的液壓缸，在液壓缸的活塞杆端頭安裝有滑輪，起升絞車中的鋼絲繩通過滑輪與吊裝物相連；液壓缸的壓力埠與蓄能器連通，蓄能器同時與電磁閥A、電磁閥B連接，電磁閥A與高壓氣瓶連通，電磁閥B與低壓氣瓶連通，電磁閥A、電磁閥B的動作由控制系統控制。本發明的裝置兼有被動波浪補償和恆張力補償的功能，減小波浪引起的升沉運動對吊機和吊裝物的影響，增加海洋吊機吊裝的安全性。

主動式波浪補償液壓系統包括閥控液壓缸式補償系統和二次馬達控制補償系統。其中，閥控液壓缸式補償系統是通過比例閥控制液壓缸的伸縮，從而實現波浪的升沉補償；二次馬達控制補償系統是通過二次馬達的轉速與轉角控制，實現波浪的升沉補償。

申請號為CN200910227899.8的中國專利文件公開了一種用於主動式波浪補償起重機的液壓驅動系統，由油箱、分別包括液壓馬達的用於重物吊放的起重油路和用于波浪補償的補償油路組成；起重油路和補償油路中的液壓馬達通過減速器共同驅動起重機的絞車轉動。其補償油路由包括依次連接的第二吸油過濾器、第二液壓泵、第二單向閥、第二高壓過濾器、電磁閥、電液伺服閥、第二進油平衡閥、第二液壓泵、第二出油平衡閥組成，在第二單向閥的出口處分別連接有第二溢流閥、第二壓力繼電器、蓄能器和第二壓力表，壓力補償器與電液伺服閥並聯使用，第二壓力繼電器控制第二電磁製動器作為絞車的制動元件。該發明系統具有如下特點：一是重物的吊放與波浪補償互不幹擾，在沒有海浪的情況下，可以關閉補償迴路，此時整個系統功能與普通起重機相同，在海浪較大的情況下，打開補償迴路，可以進行有波浪補償的吊裝。二是波浪補償精度高。三是系統柔性可調。四是系統安全可靠，兩個油路均使用雙向平衡閥的組合，防止重物滑車。由此可見，閥控液壓缸式補償系統的特徵是響應快、噸位大，然而由於閥控液壓缸式系統採用比例閥節流控制實現液壓缸的伸縮速度、位置的控制，其節流口的壓降全部產生熱量而使油液升溫，閥控系統的效率一般不高於30％，其缺點是系統效率低。

再例如申請號為CN201320599459.3的中國專利文件公開了一種二次馬達控制波浪補償系統，具有補償響應高，能耗小，可操作性強，補償精度高，穩定性高可調節範圍大特點，適合多種噸位的和不同海況下作業的起重機波浪補償系統。其技術方案為：採用二次馬達進行控制，通過擺動二次馬達擺角進行正反轉補償，加大了響應速度，二次馬達角速度傳感器輸出的角位移及伺服缸位移傳感器反饋的實際波浪位移所形成的閉環迴路進行閉環控制補償，提高了補償精度。二次馬達伺服缸控制單元的蓄能器來確保控制的穩定性，制動單元採用雙電磁換向閥增加系統安全性，二次馬達主油口採用二通插裝閥來控制在保證安全的同時減小壓損，通過充氮氣控制單元調節氣瓶壓力來適應多種海況作業。該實用新型的二次馬達控制波浪補償系統的特徵是系統效率高，結構簡單，但噸位大時絞車直徑將很大。

由此可知，閥控液壓缸式補償系統和二次馬達控制補償系統的技術較成熟，但分別存在不足，無法兼顧大噸位與高效率，整體綜合性能有待進一步優化升級。

另外，還可採用閉式泵控液壓缸式補償系統，閉式泵控液壓缸式補償系統的液壓泵的進出油口分別連接在液壓缸的有杆腔和無杆腔，通過改變閉式泵的轉速或者排量實現液壓缸的控制，但由於大部分液壓缸的兩腔面積不同，故還需要額外的補油泵，當有杆腔進油和無杆腔出油時，系統由於面積差產生的多餘油需要排回油箱。當有杆腔出油和無杆腔進油時，系統由於面積差而使無杆腔供油不足，需要補油泵補油。

因此，如何設計一種兼顧大噸位、高效率並減少控制元件數量的波浪補償液壓驅動系統就成為本領域亟待解決的問題之一。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種容積式升沉補償液壓系統，包括液壓缸、油箱、比例泵和電動機，液壓缸為內部設有單活塞的雙作用式液壓缸，包括內部設置有活塞杆的有杆腔和內部無活塞杆的無杆腔，有杆腔和無杆腔由活塞相互隔離，且有杆腔和無杆腔的壓力埠分別通過第一油路和第二油路連接於比例泵，並經由比例泵連接於油箱，比例泵由電動機驅動運行。

進一步地，比例泵可為一組或多組，每組比例泵各包括一個第一比例泵和一個第二比例泵，第一比例泵和第二比例泵分別設置於第一油路和第二油路上，每組比例泵各由一電動機驅動運行。

優選地，第一比例泵和/或第二比例泵與液壓缸之間的第一油路和/或第二油路上設有充液開關閥。

進一步地，無杆腔包括相互隔離的第二無杆腔和第一無杆腔，第一無杆腔通過第二油路連接於第二比例泵，第二無杆腔通過第三油路連接於第一比例泵或者第二比例泵，並經由第一比例泵或者第二比例泵連接於油箱。

優選地，第三油路上設有蓄能器，蓄能器通過第三油路連接於液壓缸的第二無杆腔的壓力埠。

進一步地，第一比例泵或者第二比例泵與蓄能器之間的第三油路上設有被動補償開關閥。

優選地，還包括將第一油路和第二油路相連通的第四油路，且第四油路上設有連通開關閥。

進一步地，液壓缸的活塞杆的前端設有位移傳感器。

本發明還提供一種升沉補償吊裝系統，包括船舶、設置在船舶上的波浪補償絞車系統、圍繞波浪補償絞車系統的鋼絲繩、吊裝於鋼絲繩末端的負載和承載鋼絲繩的起重機滑輪組，鋼絲繩沿著滑輪組進行伸縮和轉向，還包括如上所述的容積式升沉補償液壓系統，滑輪組中的一個滑輪連接於活塞杆的前端，使得該一個滑輪可隨著活塞杆的往復運動而運動。

優選地，活塞杆和上述一個滑輪的連接處設有位移傳感器。

如上，本發明所提供的容積式升沉補償液壓系統和升沉補償吊裝系統，能夠兼顧大噸位與高效率的要求，且液壓缸的有杆腔和無杆腔分別通過比例泵與油箱相連接，兩臺比例泵分別從油箱與液壓缸之間吸排油，因此無需增加額外的補油泵進行補油，能夠減少控制元件的數量，並進一步提高升沉補償的系統效率和控制系統柔性。

為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉優選實施例，並結合附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

下面將結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1為本發明第一實施例中提供的容積式主動升沉補償液壓系統的結構示意圖；

圖2為本發明第二實施例中提供的容積式主被動升沉補償液壓系統的結構示意圖；

圖3為本發明第三實施例中提供的升沉補償吊裝系統的整體結構示意圖。

元件標號說明

1 液壓缸

11 有杆腔

12 無杆腔

12a 第一無杆腔

12b 第二無杆腔

13 活塞

14 活塞杆

2 油箱

3 比例泵

31 第一比例泵

32 第二比例泵

4 電動機

51 第一油路

52 第二油路

53 第三油路

54 第四油路

61 充液開關閥

62 被動補償開關閥

63 連通開關閥

7 位移傳感器

8 滑輪

9 蓄能器

10 負載

010 船舶甲板/艙室

011 波浪補償絞車系統

012 鋼絲繩

013 容積式升沉補償液壓系統

014 起重機滑輪組

015 船舶運動傳感器

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。雖然本發明的描述將結合優選實施例一起介紹，但這並不代表此發明的特徵僅限於該實施方式。恰恰相反，結合實施方式作發明介紹的目的是為了覆蓋基於本發明的權利要求而有可能延伸出的其它選擇或改造。為了提供對本發明的深度了解，以下描述中將包含許多具體的細節。本發明也可以不使用這些細節實施。此外，為了避免混亂或模糊本發明的重點，有些具體細節將在描述中被省略。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

另外，在以下的說明中所使用的「上」、「下」、「左」、「右」、「頂」、「底」，不應理解為對本發明的限制。

【第一實施例】

如圖1中所示，本發明第一實施例提供了一種容積式主動升沉補償液壓系統，包括液壓缸1、油箱2、兩組比例泵3和電動機4，液壓缸1為內部設有單活塞的雙作用式液壓缸，包括內部設置有活塞杆14的有杆腔11和內部無活塞杆的無杆腔12，有杆腔11和無杆腔12由活塞13相互隔離，且有杆腔11和無杆腔12的壓力埠A、B分別通過第一油路51和第二油路52連接於比例泵3，並經由比例泵3連接於油箱2，其中，每組比例泵3各包括一個第一比例泵31和一個第二比例泵32，第一比例泵31和第二比例泵32分別設於第一油路51和第二油路52上，每組比例泵3各由一電動機4驅動運行。

具體地，液壓缸1為雙作用的單活塞液壓缸。通常而言，液壓缸可分為活塞式液壓缸和柱塞式液壓缸，其中，活塞式液壓缸按液壓力的作用情況劃分有單作用式和雙作用式。在單作用式液壓缸中，液壓油只供液壓缸的一腔，靠液壓力使液壓缸缸實現單方向運動，反方向運動則靠外力(如彈簧力、自重或外部載荷等)來實現；而雙作用式液壓缸活塞兩個方向的運動則通過兩腔交替進油，靠液壓力的作用來完成。本發明第一實施例中，液壓缸1內部設置單獨的一個活塞13，且活塞13兩個方向的運動分別通過有杆腔11和無杆腔12兩個腔體的液壓力作用來完成。

進一步地，在第一油路51和/或第二油路52上設有充液開關閥61，該充液開關閥61設置於第一比例泵31和/或第二比例泵32與液壓缸1的壓力埠A和/或B之間。通過充液開關閥61來對第一油路51和/或第二油路52進行開通與關閉，從而控制油箱2中的液壓油在各個比例泵3的作用下經由第一油路51和/或第二油路52進入有杆腔11和/或無杆腔12中。

更為優選地，本實施的容積式主動補償液壓系統可以包括一組或者多組比例泵3，其中，任一組比例泵3均包括至少一個第一比例泵31和至少一個第二比例泵32，並且每一組比例泵3分別配置一個電動機4作為動力元件，以驅動該組比例泵3中的第一比例泵31和第二比例泵32運行。本發明第一實施例中，液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12分別配置一個容積控制元件(本實施例的容積控制元件為比例泵3)進行單獨控制，即稱為負載容腔獨立控制方式，這種控制方式的優點在於：當液壓缸1向兩個方向伸縮運動時，其負載特性是不同的，且各腔體吸排油的流量與比例泵3的轉速或者排量呈基本線性的關係；如果僅採用一個容積控制元件對兩個腔體的壓力埠進行控制，那麼兩個壓力埠的特性就會有互相影響。

更進一步地，本實施例中的液壓缸1的活塞杆14的前端設有位移傳感器7。該位移傳感器7用於測量活塞杆14的位移量，並將測得的位移量反饋給控制系統，從而根據控制系統的信號控制活塞杆14往復運動。

以下以應用于波浪補償作業來對本實施例中的容積式主動升沉補償液壓系統進行詳細說明。

準備工作工況：當應用于波浪補償起重機系統中時，如圖1中所示，將活塞杆14的前端連接於滑輪8，該滑輪8通過圍繞其上的鋼絲繩承載負載10。啟動電動機4，連接於壓力埠A和/或壓力埠B的充液開關閥61得電，起重機系統的控制器分別給定第一比例泵31和第二比例泵32信號，在第一比例泵31和第二比例泵32的作用下，液壓油分別從第一油路51和第二油路52進入液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12中，控制器監測位移傳感器7的數值，直到活塞杆14移動到預定的位置，系統準備工作階段完成。

主動補償工況：當負載10隨著波浪升沉運動時，繼續啟動電動機4，連接於壓力埠A和/或壓力埠B的充液開關閥61得電，控制器根據船舶運動傳感器015的波浪補償的給定信號及位移傳感器7的數值計算出並發送給第一比例泵31和第二比例泵32控制信號，在第一比例泵31和第二比例泵32的作用下，液壓油分別從第一油路51和第二油路52進入液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12，控制活塞杆14往復運動，從而抵消由于波浪使負載10產生的附加運動。

上述主動式波浪補償作業過程中，液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12分別通過第一比例泵31和第二比例泵32與油箱2相連接，兩臺比例泵3分別在油箱2與液壓缸1之間吸排油，通過改變比例泵3的轉速或者排量實現對活塞杆14的控制，無需增加額外的補油泵進行補油，從而減少控制元件的數量，進一步降低成本。

【第二實施例】

如圖2中所示，本發明第二實施例提供了一種容積式主被動升沉補償液壓系統，包括液壓缸1、油箱2、兩組比例泵3和電動機4，液壓缸1為內部設有單活塞的雙作用式液壓缸，包括內部設置有活塞杆14的有杆腔11和內部無活塞杆的無杆腔12，有杆腔11和無杆腔12由活塞13相互隔離，且有杆腔11和無杆腔12的壓力埠A、B分別通過第一油路51和第二油路52連接於比例泵3，並經由比例泵3連接於油箱2，其中，每組比例泵3各包括一個第一比例泵31和一個第二比例泵32，第一比例泵31和第二比例泵32分別設於第一油路51和第二油路52上，每組比例泵3各由一電動機4驅動運行。其中，無杆腔12包括相互隔離的第一無杆腔12a和第二無杆腔12b，第一無杆腔12a通過第二油路52連接於第二比例泵32，第二無杆腔12b通過第三油路53連接於第二比例泵32，並經由第二比例泵32連接於油箱2。

本實施例的上述容積式主被動升沉補償液壓系統中，第二無杆腔12b也可以通過第三油路53連接於第一比例泵31，並經由第一比例泵31連接於油箱2，即第三油路53可以在任一比例泵的作用下得到控制，而不限於圖2中所示的第二比例泵32。

其中，第三油路53上設有蓄能器9，蓄能器9通過第三油路53連接於液壓缸1的第二無杆腔12b的壓力埠C。本實施例中，蓄能器是液壓氣動系統中的一種能量儲蓄裝置，它在適當的時機將系統中的能量轉變為壓力能儲存起來，當系統需要時，又將壓力能轉變為液壓或氣壓等能量而釋放出來，重新補供給系統。當系統瞬間壓力增大時，它可以吸收這部分的能量，以保證整個系統壓力正常。

優選地，在第一油路51和/或第二油路52上設有充液開關閥61，該充液開關閥61設置於第一比例泵31和/或第二比例泵32與液壓缸1的壓力埠A和/或B之間。通過充液開關閥61來對第一油路51和/或第二油路52進行開通與關閉，從而控制油箱2中的液壓油在各個比例泵3的作用下經由第一油路51和/或第二油路52進入有杆腔11和/或無杆腔12中。

更進一步地，本發明第二實施例中，有杆腔11和第一無杆腔12a均作為主動補償過程中使用的主動腔，第二無杆腔12b作為被動補償過程中使用的被動腔。如圖2所示，第一無杆腔12a可以為設置於活塞杆14內部的中空腔體，並且分別與有杆腔11和第二無杆腔12b相隔離，第一無杆腔12a的左側固定於缸筒，當活塞杆14運動時，第一無杆腔12a的體積隨之變化，整個第一無杆腔12a外壁與活塞杆14內孔配合併密封。第一無杆腔12a的壓力埠B通過第二油路52連接至第二比例泵32，從而連通於油箱2，依靠第二比例泵32的驅動力從油箱2中吸進和排除液壓油。第二無杆腔12b佔據無杆腔12中的剩餘腔體空間，其壓力埠C通過第三油路53連接至第一比例泵31或者連接於第二比例泵32(本實施例中為連接於第二比例泵32)，從而連通於油箱2，也同樣依靠第一比例泵31或者第二比例泵32的驅動力從油箱2中吸進和排出液壓油。

進一步地，第三油路53上的第一比例泵31或者第二比例泵32與蓄能器9之間設有被動補償開關閥62。該被動補償開關閥62設置於第一比例泵31或第二比例泵32與液壓缸2之間。通過被動補償開關閥62來對第三油路53進行開通與關閉，從而控制油箱2中的液壓油在各個比例泵3的作用下經由第三油路53進入第二無杆腔12b中。

優選地，如圖2所示，本實施例的容積式主被動升沉補償液壓系統還包括將第一油路51和第二油路52相連通的第四油路54，且第四油路54上設有連通開關閥63。連通開關閥63的作用為：在被動補償時，只需要蓄能器9作用在液壓缸1，並與外負載實現力平衡，此時有杆腔11和第一無杆腔12a面積相等的情況下，兩腔體相連通便不會再打破力平衡。本實施例的主被動容積式升沉補償液壓系統中，充液開關閥61可僅設置於第二油路52上，當連通開關閥63打開時，充液開關閥61可為第一油路51和第二油路52共用。

如圖2所示，本實施的容積式升沉補償液壓系統可以包括一組或者多組比例泵3，其中，任一組比例泵3均包括至少一個第一比例泵31和至少一個第二比例泵32，並且每一組比例泵3分別配置一個電動機4作為動力元件，以驅動該組比例泵3中的第一比例泵31和第二比例泵32運行。本發明第二實施例中，液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12分別配置一個容積控制元件(本實施例的容積控制元件為比例泵3)進行單獨控制，即稱為負載容腔獨立控制，這種控制方式的優點在於：當液壓缸1向兩個方向伸縮運動時，其負載特性是不同的，且各腔體吸排油的流量與比例泵3的轉速或者排量呈基本線性的關係；如果僅採用一個容積控制元件對兩個腔體的壓力埠進行控制，那麼兩個壓力埠的特性就會有互相影響。

更進一步地，本實施例中的液壓缸1的活塞杆14的前端設有位移傳感器7。該位移傳感器7用於測量活塞杆14的位移量，並將測得的位移量反饋給控制系統，從而根據控制系統的信號控制活塞杆14往復運動。

以下以應用于波浪補償作業來對本實施例中的容積式主被動升沉補償液壓系統進行詳細說明。

準備工作工況：如圖2中所示，活塞杆14的前端連接於滑輪8，該滑輪8通過圍繞的鋼絲繩承載負載10。啟動電動機4，第一比例泵31和第二比例泵32空載轉動，連接於壓力埠A、B的充液開關閥61失電，連通開關閥63失電，被動補償開關閥62得電，控制器給定第二比例泵32信號，液壓油從第二比例泵32的高壓口通過被動補償開關閥62充入蓄能器9和液壓缸的第二無杆腔12b，使蓄能器9和液壓缸的第二無杆腔12b壓力與負載平衡，第二無杆腔12b充液過程結束；被動補償開關閥62失電，連通開關閥63失電，連接於第一無杆腔12a的充液開關閥61得電，控制器分別給定第一比例泵31和第二比例泵32信號，液壓油分別從第一比例泵31和第二比例泵32的高壓口進入液壓缸1的有杆腔11和第一無杆腔12a，監測位移傳感器7的數值，使液壓缸1的活塞杆14移動到預定的位置，則系統準備工作階段完成。

被動補償工況：連接於第一無杆腔12a的充液開關閥61失電，連通開關閥63得電，被動補償開關閥62失電，第一比例泵31和第二比例泵32的信號為0，負載10隨波浪升沉的位移由蓄能器9實現被動控制，其補償依靠蓄能器9氣腔壓力與油腔壓力相互作用產生的蓄能器9充放液過程。

主被動補償工況：啟動電動機4，連通開關閥63失電，被動補償開關閥62失電，蓄能器9與第二無杆腔12b連通並與負載10平衡，同時連接於第一無杆腔12a的充液開關閥61得電，控制器根據船舶運動傳感器015的波浪補償的給定信號及位移傳感器7的數值計算出第一比例泵31和第二比例泵32的控制信號，液壓油分別從第一比例泵31和第二比例泵32的高壓口進入液壓缸1的有杆腔11和第一無杆腔12a，控制活塞杆14在液壓缸1中往復運動，從而抵消由于波浪使負載10產生的附加運動。

利用本發明第二實施例的容積式主被動升沉補償液壓系統進行的上述主被動式波浪補償作業，能夠兼顧大噸位與高效率的要求，且液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12分別通過比例泵3與油箱2相連接，兩臺比例泵3分別從油箱2與液壓缸1之間吸排油，因此無需增加額外的補油泵進程補油，能夠減少控制元件的數量，並進一步提高主動升沉補償的系統效率和控制系統柔性。並且，本實施例在主被動補償中負載重量由被動補償進行平衡，主動補償僅需提供較小的功率即可實現液壓缸1的運動與升沉補償，相對於單獨的主動升沉補償系統，能夠更多地節省功率和進一步提高補償效率。

【第三實施例】

如圖3所示，本發明第三實施例提供了一種升沉補償吊裝系統，包括船舶甲板/艙室010、設置在船舶甲板/艙室010上的波浪補償絞車系統011、圍繞波浪補償絞車系統011的鋼絲繩012、吊裝於鋼絲繩012末端的負載10和承載鋼絲繩012的起重機滑輪組014，鋼絲繩012沿著起重機滑輪組014進行伸縮和轉向，本實施例的升沉補償吊裝系統還包括容積式升沉補償液壓系統013，起重機滑輪組014中的一個滑輪8連接於活塞杆的前端，使得該一個滑輪8可隨著活塞杆的往復運動而運動。

如圖1或圖2所示，容積式升沉補償液壓系統013包括液壓缸1、油箱2、比例泵3和電動機4，液壓缸1為內部設有單活塞的雙作用式液壓缸，包括內部設置有活塞杆14的有杆腔11和內部無活塞杆的無杆腔12，有杆腔11和無杆腔12由活塞13相互隔離，且有杆腔11和無杆腔12的壓力埠A、B分別通過第一油路51和第二油路52連接於比例泵3，並經由比例泵3連接於油箱2，其中，比例泵3可為一組或多組，每組比例泵3各包括一個第一比例泵31和一個第二比例泵32，第一比例泵31和第二比例泵32分別設於第一油路51和第二油路52上，每組比例泵3各由一電動機4驅動運行。

其中，如圖2所示，無杆腔12包括相互隔離的第一無杆腔12a和第二無杆腔12b，第一無杆腔12a通過第二油路52連接於油箱2，第二無杆腔12b通過第三油路53連接於第一比例泵31或者第二比例泵32(本實施例為連接於第二比例泵32，如圖2所示)，並經由第一比例泵31或者第二比例泵32連接於油箱2。

第三油路53上設有蓄能器9，蓄能器9通過第三油路53連接於液壓缸1的第二無杆腔12b的壓力埠C。本實施例中，蓄能器9是液壓氣動系統中的一種能量儲蓄裝置，它在適當的時機將系統中的能量轉變為壓力能儲存起來，當系統需要時，又將壓力能轉變為液壓或氣壓等能而釋放出來，重新補供給系統。當系統瞬間壓力增大時，它可以吸收這部分的能量，以保證整個系統壓力正常。

優選地，在第一油路51和/或第二油路52上設有充液開關閥61，該充液開關閥61設置於第一比例泵31和/或第二比例泵32與液壓缸1的壓力埠A和/或B之間。通過充液開關閥61來對第一油路51和/或第二油路52進行開通與關閉，從而控制油箱2中的液壓油在各個比例泵3的作用下經由第一油路51和/或第二油路52進入有杆腔11和/或無杆腔12中。

更進一步地，本發明第三實施例中，有杆腔11和第一無杆腔12a均作為主動補償過程中使用的主動腔，第二無杆腔12b作為被動補償過程中使用的被動腔。如圖2所示，第一無杆腔12a可以為設置於活塞杆14內部的中空腔體，並且分別與有杆腔11和第二無杆腔12b相隔離，第一無杆腔12a的左側固定於缸筒，當活塞杆14運動時，第一無杆腔12a的體積隨之變化，整個第一無杆腔12a外壁與活塞杆14內孔配合併密封。第一無杆腔12a的壓力埠B通過第二油路52連接至第二比例泵32，從而連通於油箱2，依靠第二比例泵32的驅動力從油箱2中吸進和排除液壓油。第二無杆腔12b佔據無杆腔12中的剩餘腔體空間，其壓力埠C通過第三油路53連接至第一比例泵31或者連接於第二比例泵32(本實施例中為連接於第二比例泵32)，從而連通於油箱2，也同樣依靠第一比例泵31或者第二比例泵32的驅動力從油箱2中吸進和排出液壓油。

進一步地，第三油路53上的第一比例泵31或者第二比例泵32與蓄能器9之間設有被動補償開關閥62。該被動補償開關閥62設置於第一比例泵31或第二比例泵32與液壓缸1之間。通過被動補償開關閥62來對第三油路53進行開通與關閉，從而控制油箱2中的液壓油在各個比例泵3的作用下經由第三油路53進入第二無杆腔12b中。

優選地，如圖2所示，本實施例的容積式主被動升沉補償液壓系統還包括將第一油路51和第二油路52相連通的第四油路54，且第四油路54上設有連通開關閥63。連通開關閥63的作用為：在被動補償時，只需要蓄能器9作用在液壓缸1，並與外負載實現力平衡，此時有杆腔11和第一無杆腔12a面積相等的情況下，兩腔體相連通便不會再打破力平衡。本實施例的主被動容積式升沉補償液壓系統中，充液開關閥61可僅設置於第二油路52上，當連通開關閥63打開時，充液開關閥61可為第一油路51和第二油路52共用。

本實施的容積式升沉補償液壓系統可以包括一組或者多組比例泵3，其中，任一組比例泵3均包括至少一個第一比例泵31和至少一個第二比例泵32，並且每一組比例泵3分別配置一個電動機4作為動力元件，以驅動該組比例泵3中的第一比例泵31和第二比例泵32運行。本發明第三實施例中，液壓缸1的有杆腔11和無杆腔12分別配置一個容積控制元件(本實施例的容積控制元件為比例泵3)進行單獨控制，即稱為負載容腔獨立控制，這種控制方式的優點在於：當液壓缸1向兩個方向伸縮運動時，其負載特性是不同的，且各腔體吸排油的流量與比例泵3的轉速或者排量呈基本線性的關係；如果僅採用一個容積控制元件對兩個腔體的壓力埠進行控制，那麼兩個壓力埠的特性就會有互相影響。

更進一步地，本實施例中的液壓缸1的活塞杆14的前端設有位移傳感器7。該位移傳感器7用於測量活塞杆14的位移量，並將測得的位移量反饋給控制系統，從而根據控制系統的信號控制液壓缸1往復運動。位移傳感器7可位於活塞杆14和滑輪8的連接處。

綜上所述，本發明公開的容積式升沉補償液壓系統和升沉補償吊裝系統，能夠兼顧大噸位與高效率的要求，且液壓缸的有杆腔和無杆腔分別通過比例泵與油箱相連接，兩臺比例泵分別從油箱與液壓缸之間吸排油，因此無需增加額外的補油泵進行補油，能夠減少控制元件的數量，並進一步提高升沉補償的系統效率和控制系統柔性。本發明提供的上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。