數(shù)，節(jié)流環(huán)縫隙高度 (H)參數(shù)，緩沖柱塞斜切面段的長度（1)參數(shù)和基準節(jié)流閥直徑參數(shù)；
[0106] 緩沖折算模塊中具體涉及的參數(shù)歸納如下表：
[0107] 表1參數(shù)設定對照表
[0108]
[0109]
[0110] 步驟203、根據(jù)輸入的位移信號參數(shù)X，判斷液壓缸所處的階段并計算該階段輸出 的信號值；
[0111] 若處于第一階段，即不涉及緩沖，則輸出信號為1。
[0112] 若處于第二階段，則緩沖有效節(jié)流面積為S = Sx，計算節(jié)流閥直徑和輸出信號值， 公式如下?
[0113]
[0114] u = d/vd
[0115] 其中：d為折算等效節(jié)流閥直徑；
[0116] vd為完整模型中采用的基準節(jié)流閥直徑；
[0117] u為輸出信號；
[0118] 若處于第三階段，固定間隙節(jié)流緩沖階段，則緩沖有效節(jié)流面積為S = S' x，根據(jù)以 下公式計算其輸出信號值；
[0119]
[0120] u = d/vd
[0121] 其中：d為折算等效節(jié)流閥直徑；
[0122] vd為完整模型中采用的基準節(jié)流閥直徑；
[0123] u為輸出信號；
[0124] 步驟三、建立完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸的模型；
[0125] 利用AMESim提供的標準模塊，搭建完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸模型，如圖 9所示，包括液壓缸、位移傳感器、緩沖折算模塊和可調節(jié)流閥。
[0126] 基本原理為：位移傳感器采集液壓缸中活塞的位移信號，將輸入的位移信號參數(shù) X傳遞給緩沖折算模塊，緩沖折算模塊判斷液壓缸所處的階段并計算各個階段的輸出信號 傳遞給可調節(jié)流閥，進行節(jié)流。
[0127] 步驟四、對緩沖結構各參數(shù)進行優(yōu)化設計；
[0128] 將步驟三搭建好完整的仿真模型連接到液壓系統(tǒng)中，對緩沖機構的幾何參數(shù)進行 參數(shù)調試和優(yōu)化設計。如圖10所示，為可調整的量，下表為其參數(shù)對照表：
[0129] 表2幾何參數(shù)對照表
[0130]
[0131] 圖11為仿真得出的速度一時間曲線，分析此曲線，并不斷調整上述參數(shù)，以獲得 最優(yōu)的節(jié)流效果，非常方便設計人員對緩沖結構進行優(yōu)化設計。
[0132] 液壓緩沖機構中，影響節(jié)流的因素為：緩沖初速度，緩沖末速度，緩沖突變以及緩 沖過程中速度變化的快慢；
[0133] 如圖11所示，緩沖的初始速度由工作環(huán)境決定，緩沖初始速度在0. 03m/s左右；緩 沖的末速度由節(jié)流面積sx2決定，緩沖的末速度為0.0 lm/s左右；
[0134] 液壓緩沖機構緩沖開始時，速度有一個突變，突變越小則緩沖越平穩(wěn)；
[0135] 節(jié)流面積Sxl決定緩沖開始時轉換過程是否平穩(wěn)，Sxl越大，則轉換過程越平穩(wěn)，本 發(fā)明中是速度突然下降，s xl隨行程的變化趨勢則影響速度的變化趨勢，如果s xl隨行程的變 化而變化得越大，則速度下降的越快，從圖中表現(xiàn)為速度曲線傾角越大；
[0136] 速度變化的快慢也是影響緩沖機構節(jié)流的一個因素，Sxl的變化趨勢由圖6中緩沖 柱塞斜切面的傾角a和緩沖柱塞斜切面段的長度1決定，a越大，S xl變化越快，1越大， Sxl變化越大。
[0137] 根據(jù)上述規(guī)律調整緩沖結構的參數(shù)，以獲得適合需求的最優(yōu)緩沖效果。
[0138] 本發(fā)明所述的不規(guī)則末端緩沖機構并不僅僅局限于上述具有三個斜切面的緩沖 柱塞，其它相類似的不規(guī)則緩沖機構能達到本發(fā)明的效果的，均包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種具有不規(guī)則末端緩沖機構的液壓缸，其特征在于，不規(guī)則末端緩沖機構液壓缸 包括：活塞桿，活塞，節(jié)流環(huán)和末端緩沖柱塞； 活塞桿與活塞連接端內(nèi)部具有活塞內(nèi)緩沖孔，活塞內(nèi)緩沖孔開口端套接1個節(jié)流環(huán)， 節(jié)流環(huán)上留有1個開口，開口截面為矩形； 末端緩沖柱塞與液壓缸出油口連通；末端緩沖柱塞外表面分為緩沖柱塞斜切面和緩沖 柱塞圓柱面；緩沖柱塞斜切面有三個，沿圓周均勻分布于末端緩沖柱塞的前端，末端緩沖柱 塞的后端為緩沖柱塞圓柱面，末端緩沖柱塞內(nèi)部為柱塞排油內(nèi)孔；2. 應用權利要求1所述的一種具有不規(guī)則末端緩沖機構的液壓缸的仿真方法，其特征 在于，包括以下步驟： 步驟一：確定每個緩沖階段的節(jié)流面積； 活塞的整個緩沖運動過程分為三個階段： 第一階段為無緩沖階段；當活塞運動到末端緩沖柱塞的緩沖柱塞斜切面之前，液壓缸 工作在一般模式，緩沖機構不產(chǎn)生節(jié)流緩沖效應；采用標準液壓缸的模型； 第二階段為斜切面節(jié)流緩沖階段；活塞從緩沖柱塞斜切面繼續(xù)移動，直至運動到位于 緩沖柱塞圓柱面與緩沖柱塞斜切面相交的位置之前，末端緩沖柱塞進入活塞內(nèi)緩沖孔時， 緩沖發(fā)生； 緩沖切面面積為緩沖間隙的切面積和節(jié)流環(huán)開口的面積之和， 緩沖切面面積\的計算公式如下： Sx=6Sx1+Sx2 (1) 其中：Sxl為緩沖間隙的切面積；Sx2為節(jié)流環(huán)上開口形成的節(jié)流面積； 節(jié)流環(huán)上開口形成的節(jié)流面積Sx2，計算如下： Sx2=WH(2) 其中：W為節(jié)流環(huán)縫隙寬度；H為節(jié)流環(huán)縫隙高度； 緩沖間隙的切面積Sxl，計算如下：D為末端緩沖柱塞的直徑；0為末端緩沖柱塞剖面圖中，斜切面與圓弧面的交點偏離tan(a);x為活塞偏離斜切面起始點E所在曲線的位移；1為緩沖柱塞斜切面段的長度；a為緩沖柱塞斜切面的傾角； 第三階段為固定間隙節(jié)流緩沖階段；當活塞從緩沖柱塞圓柱面與緩沖柱塞斜切面相交 處繼續(xù)移動，緩沖過渡到固定間隙緩沖階段，緩沖腔的液壓油通過節(jié)流環(huán)開口處流出，即緩 沖切面面積固定，節(jié)流面積S' .為： S'x=Sx2=WH(4) 步驟二：建立緩沖折算模塊； 步驟201、繪制緩沖折算模塊的圖標； 利用AMESim平臺，繪制緩沖折算模塊的圖標為Cushion，將緩沖折算模塊繪制成兩個 接口，并將接口定義為信號接口； 步驟202、定義緩沖折算模塊的參數(shù)； 緩沖折算模塊參數(shù)分為：接口參數(shù)、內(nèi)部參數(shù)和可調整參數(shù)； 步驟203、根據(jù)接口參數(shù)，判斷液壓缸所處的階段并計算該階段輸出的信號值； 若處于第一階段，輸出信號為1 ; 若處于第二階段，則緩沖有效節(jié)流面積為S=Sx，計算節(jié)流閥直徑和輸出信號值，公式 如下：u=d/vd 其中：d為折算等效節(jié)流閥直徑；vd為完整模型中采用的基準節(jié)流閥直徑； u為輸出信號； 若處于第三階段，緩沖有效節(jié)流面積為S=S'x，根據(jù)以下公式計算其輸出信號值；u=d/vd 步驟三：建立完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸的模型； 完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸模型，包括液壓缸、位移傳感器、緩沖折算模塊和可 調節(jié)流閥； 位移傳感器連接液壓缸，采集液壓缸中活塞的位移信號，同時位移傳感器將輸入的位 移信號參數(shù)傳遞給緩沖折算模塊，緩沖折算模塊判斷液壓缸所處的階段并計算各個階段的 輸出信號傳遞給可調節(jié)流閥，進行節(jié)流； 步驟四：對完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸模型的緩沖結構各參數(shù)進行優(yōu)化設計。3. 如權利要求2所述的一種具有不規(guī)則末端緩沖機構液壓缸的仿真實現(xiàn)方法，其特征 在于，所述的緩沖間隙是指緩沖柱塞斜切面和活塞內(nèi)孔壁間形成的間隙；液壓油通過緩沖 間隙和節(jié)流環(huán)上的開口流出液壓缸出油口。4. 如權利要求2所述的一種具有不規(guī)則末端緩沖機構液壓缸的仿真實現(xiàn)方法，其特 征在于，所述的斜切面起始點E位于緩沖柱塞斜切面與末端緩沖柱塞的圓弧面相交的曲線 上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有不規(guī)則末端緩沖機構液壓缸的仿真實現(xiàn)方法，屬于液壓系統(tǒng)仿真技術領域，包括：一：確定每個緩沖階段的節(jié)流面積；二：建立緩沖折算模塊；三：建立完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸的模型；包括液壓缸、位移傳感器、緩沖折算模塊和可調節(jié)流閥；位移傳感器采集液壓缸中活塞的位移信號，同時位移傳感器將輸入的位移信號參數(shù)傳遞給緩沖折算模塊，緩沖折算模塊判斷液壓缸所處的階段并計算各個階段的輸出信號傳遞給可調節(jié)流閥，進行節(jié)流；四：對完整的帶有末端緩沖結構的液壓缸模型的緩沖結構各參數(shù)進行優(yōu)化設計。優(yōu)點在于，簡潔易行，對于難以直接建立數(shù)學模型的不規(guī)則末端緩沖機構，方便快捷的建立其完整數(shù)學模型。
【IPC分類】F15B19/00
【公開號】CN105041781
【申請?zhí)枴緾N201510363206
【發(fā)明人】石健, 何岸, 王少萍, 竇海濱
【申請人】北京航空航天大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月26日