直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，涉及電液伺服領(lǐng)域。是由交流伺服電機(jī)、雙向定量泵、P型兩位四通換向閥、壓力油箱及單出桿液壓缸等構(gòu)成。由交流伺服電機(jī)驅(qū)動雙向定量泵提供動力并根據(jù)控制指令來實現(xiàn)液壓缸的啟動、換向、停止及變速。直驅(qū)式差動容積控制電液伺服系統(tǒng)，通過交流伺服電機(jī)驅(qū)動雙向定量泵，帶動P型兩位四通換向閥，實現(xiàn)換向和單出桿液壓缸的差動功能，使液壓缸往復(fù)運動特性一致，降低了直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)的控制難度，并提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性。
【專利說明】直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電液伺服【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及到一種直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電液伺服系統(tǒng)以其出力大、精度高、響應(yīng)快而廣泛地應(yīng)用于航天、國防以及民用領(lǐng)域。但傳統(tǒng)的電液伺服系統(tǒng)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，抗污染能力很弱；電液伺服閥控制的液壓伺服系統(tǒng)工作效率極低等，限制了電液伺服系統(tǒng)更廣泛的應(yīng)用。隨著交流伺服技術(shù)的發(fā)展，一種新型的電液伺服系統(tǒng)——直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)具有交流伺服電機(jī)控制的靈活性和液壓系統(tǒng)出力大的雙重特性，具有高效節(jié)能、體積小、可靠性高等顯著優(yōu)點，被認(rèn)為是高等級液壓控制系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。
[0003]直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)Direct Drive Volume Control Electro為hydraulic Servo System, DDVC。這種系統(tǒng)中油泵流量的改變通過采用伺服電動機(jī)控制泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的，也稱為直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)。這種技術(shù)是現(xiàn)代交流伺服技術(shù)和液壓技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它通過改變液壓泵的轉(zhuǎn)速來改變泵的流量輸出，實現(xiàn)系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)達(dá)到節(jié)能目的。與傳統(tǒng)液壓作動系統(tǒng)及泵排量控制系統(tǒng)相比，由于采用定量泵，較變量泵具有更好的性能，泵轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)節(jié)能效果更好，這種新型液壓系統(tǒng)具有伺服電機(jī)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(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，可維護(hù)性強(qiáng)、小型集成化及由于整套系統(tǒng)液壓管路短，甚至可以完全取消外部管路等優(yōu)勢。另外，還去掉了對環(huán)境要求較高的液壓伺服元件，從而對傳動介質(zhì)及過濾要求可適當(dāng)降低；可以大范圍調(diào)速，提高了系統(tǒng)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(shù)性能要求的伺服裝置上，已經(jīng)可以代替使用電液伺服閥的傳統(tǒng)型電液伺服系統(tǒng)。但這種系統(tǒng)的動態(tài)特性不高，響應(yīng)速度不快，響應(yīng)頻率不高，這在一定的范圍內(nèi)也限制了其應(yīng)用。
[0004]由于非對稱缸具有結(jié)構(gòu)簡單、占用空間少、承載能力較大等優(yōu)點，在一些場合其至必須采用非對稱缸，但非對稱缸在換向時容易產(chǎn)生壓力突變、正反向的運動特性不相同，呈現(xiàn)出明顯的正反向運動的不對稱性，給控制造成一定的難度，并影響控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種能使單出桿液壓缸往復(fù)運動特征一致的直驅(qū)式差動容積控制電液伺服系統(tǒng)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所提供的一種直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:包括交流伺服電機(jī)、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桿液壓缸；
[0007]所述的交流伺服電機(jī)通過聯(lián)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(jìn)油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵的出油口和進(jìn)油口 ；[0009]所述的單出桿液壓缸具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有桿腔，另一個工作腔為無桿腔，其活塞桿設(shè)于有桿腔中；
[0010]所述的液控單向閥的數(shù)量為四個，其中第三液控單向閥和第四液控單向閥的進(jìn)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(jìn)油口，另外第一液控單向閥和第二液控單向閥的進(jìn)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桿液壓缸的有桿腔和無桿腔；
[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]所述的單出桿液壓缸上裝有位移傳感器。
[0015]通過上述設(shè)計方案本實用新型可以帶來如下有益效果:進(jìn)一步的，所述的控制系統(tǒng)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(tǒng)的管路上裝有壓力傳感器，在單出桿液壓缸上裝有位移傳感器。
[0016]本實用新型提供的直驅(qū)式差動容積電液伺服控制系統(tǒng)，由交流伺服電機(jī)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(xiàn)液控P型兩位四通換向閥的自動換向，使單出桿液壓缸互相連通，利用無桿腔和有桿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(jī)驅(qū)動雙向定量泵提供動力并根據(jù)控制指令來實現(xiàn)液壓缸的啟動、換向、停止及變速。直驅(qū)式差動容積控制電液伺服系統(tǒng)，通過交流伺服電動機(jī)驅(qū)動雙向定量泵，帶動P型兩位四通換向閥，實現(xiàn)換向和單出桿液壓缸的差動功能，使液壓缸往復(fù)運動特性一致，降低了直驅(qū)式容積控制電液伺服系統(tǒng)的控制難度，并提高了系統(tǒng)的控制精度和可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步說明:
[0019]圖1是本實用新型實施例的直驅(qū)式差動容積電液控制系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例的直驅(qū)式差動容積電液控制系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)控制圖。
[0021]圖中1為單出桿液壓缸、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(jī)、9為壓力油箱、10為驅(qū)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(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實施例并不用于限制本實用新型，凡是采用本實用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實用新型的保護(hù)范圍。
[0023]本實用新型所提供的一種直驅(qū)式容積電液伺服控制系統(tǒng)，包括交流伺服電機(jī)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和單出桿液壓缸1。所述伺服電機(jī)為交流伺服電機(jī)8，經(jīng)一聯(lián)軸器連接并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(jìn)油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵7的出油口和進(jìn)油口 ；
[0025]所述的液控單向閥數(shù)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(jìn)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(jìn)油口，另外第一液控單向閥2和第二液控單向閥3的進(jìn)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桿液壓缸1的有桿腔和無桿腔；
[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]所述的單出桿液壓缸1具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有桿腔，另一個
[0029]工作腔為無桿腔，其活塞桿設(shè)于有桿腔中；
[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(qū)動器10為交流伺服電機(jī)8驅(qū)動器；
[0032]所述控制器11為直驅(qū)式容積電液伺服控制系統(tǒng)控制器；
[0033]所述傳感器反饋信號12包括系統(tǒng)內(nèi)的壓力傳感器和位移傳感器。
[0034]進(jìn)一步的，所述的控制系統(tǒng)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(tǒng)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(dāng)交流伺服電機(jī)8正轉(zhuǎn)時，壓力油箱9提供穩(wěn)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，油液流入單出桿液壓缸1兩腔，利用無桿腔和有桿腔的面積差形成差動，活塞桿伸出。
[0036]當(dāng)交流伺服電機(jī)8反轉(zhuǎn)時，壓力油箱9提供穩(wěn)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，油液流入單出桿液壓缸1有桿腔，活塞桿縮回。
【權(quán)利要求】
1.直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:包括交流伺服電機(jī)(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)和單出桿液壓缸(1);所述的交流伺服電機(jī)(8 )通過聯(lián)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(jìn)油口 ；P 口和T 口分別接雙向定量泵(7)的出油口和進(jìn)油口 ；所述的單出桿液壓缸(1)具有兩個工作腔，其中一個工作腔為有桿腔，另一個工作腔為無桿腔，其活塞桿設(shè)于有桿腔中；所述的液控單向閥的數(shù)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(jìn)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(jìn)油口，另外第一液控單向閥(2)和第二液控單向閥(3)的進(jìn)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桿液壓缸(1)的有桿腔和無桿腔；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(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，其特征在于: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(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式差動容積控制電液伺服控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的單出桿液壓缸(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(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】張祝新, 賈拓, 徐新昀 申請人:長春工程學(xué)院