專利名稱：液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置，特別是一種以單片機(jī) 作為控制器，以電液控制開關(guān)式球閥及奧米伽閥的組合來控制伺服油缸的壓力， 通過壓力及轉(zhuǎn)速雙路反饋實現(xiàn)對液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速最佳控制的控制裝置，屬于 液壓及自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，對于伺服油缸的控制， 一般都采用各種形式的電一液伺服單元或電一 液伺服閥，這種電一液伺服單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴且不易維修保養(yǎng)。而且國產(chǎn) 的伺服閥可靠性不高。同時，現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速控制時，都是 將轉(zhuǎn)速反饋信號與轉(zhuǎn)速設(shè)定信號進(jìn)行比較，將得到的差值進(jìn)行處理，再經(jīng)過積分 放大，去控制電液比例閥的溢流量，使控制裝置獲得對應(yīng)的油壓，從而獲得所需 要的輸出轉(zhuǎn)速。這種控制方式僅通過單純的轉(zhuǎn)速反饋實現(xiàn)，沒有壓力信號參與到 轉(zhuǎn)速的控制中，控制精度低，響應(yīng)速度慢，穩(wěn)定性不高，控制效果不好。 發(fā)明內(nèi)容為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本實用新型提供了一種利用單片機(jī)作為控 制器，以兩個電液控制開關(guān)式球閥及奧米伽閥的組合來控制伺服油缸的壓力，采 用壓力及離合器輸出轉(zhuǎn)速雙路反饋，由采集的壓力信號對轉(zhuǎn)速進(jìn)行粗調(diào)，反饋的 轉(zhuǎn)速信號對轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，從而實現(xiàn)對液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速最佳控制，具有控制 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、調(diào)速靈敏、響應(yīng)快、精度高、轉(zhuǎn)速波動小等優(yōu)點。本實用新型是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型包括上位機(jī)、控制器、 轉(zhuǎn)速傳感器、測速齒輪、壓力傳感器、進(jìn)油控制閥、排油控制閥、油泵、油池及 液粘調(diào)速離合器本體。其中，液粘調(diào)速離合器本體包括壓力控制閥、泄油孔、伺 服油缸、彈簧及推力盤；控制器采用單片機(jī)或可編程控制器；壓力控制閥采用奧 米伽閥；進(jìn)油控制閥與排油控制閥均采用電液控制開關(guān)式球閥。上位機(jī)輸出端與 控制器輸入端電連接，控制器輸出端分別與進(jìn)油控制閥及排油控制閥的控制端電連接。油泵出口與進(jìn)油控制閥入口連接，進(jìn)油控制閥的出口與排油控制閥的入口 連接，進(jìn)油控制閥的出口還分別與壓力控制閥的閥芯和壓力控制閥的入口連接， 排油控制閥出口與油池相通。壓力傳感器安裝在進(jìn)油控制閥與壓力控制閥閥芯的 連接管路上，用于采集油缸內(nèi)壓力信號。測速齒輪與離合器輸出軸同軸安裝，轉(zhuǎn) 速傳感器安裝在測速齒輪外緣。轉(zhuǎn)速傳感器和壓力傳感器的輸出端均與控制器的 輸入端電連接。離合器工作時，控制器接收上位機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)速設(shè)定信號，按照轉(zhuǎn)速與伺服油 缸壓力的對應(yīng)關(guān)系將該信號轉(zhuǎn)換成油壓設(shè)定信號并傳遞給進(jìn)油控制閥及排油控 制閥，若進(jìn)油控制閥打開，排油控制閥關(guān)閉，則進(jìn)油控制閥輸出油壓Pc升高， PC作用于壓力控制閥控制端，使壓力控制閥開度加大，則實現(xiàn)供油，液壓油進(jìn) 入伺服油缸，通過彈簧作用于推力盤，推力盤擠壓液粘調(diào)速離合器主、從動件之 間的油膜使油膜厚度減小，實現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的增加；若進(jìn)油控制閥關(guān)閉，排油控制 閥打開，則液壓油通過閥排入油池，Pc減小，閥開度減小，伺服油缸內(nèi)油壓降 低，彈簧伸長，推力盤壓力降低，離合器主、從動件間油膜厚度變大，輸出轉(zhuǎn)速 降低。在實施調(diào)速控制時，控制器首先接受到壓力傳感器發(fā)出的壓力反饋信號， 同控制器中的壓力設(shè)定信號進(jìn)行比較并輸出偏差，控制進(jìn)油控制閥、排油控制閥 及壓力控制閥的供、排油溢流量，使伺服油缸的油壓迅速達(dá)到設(shè)定油壓，從而使 液粘調(diào)速離合器輸出轉(zhuǎn)速快速調(diào)整至設(shè)定轉(zhuǎn)速附近，之后轉(zhuǎn)速傳感器通過測速齒 輪測量實際轉(zhuǎn)速并將實際轉(zhuǎn)速信號反饋至控制器，控制器將實際轉(zhuǎn)速反饋信號同 轉(zhuǎn)速設(shè)定信號進(jìn)行比較，之后輸出偏差，控制進(jìn)油控制閥及排油控制閥動作，使 供、排油量進(jìn)行微小變化，使伺服油缸油壓平穩(wěn)動作直至精確達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速，從 而以較快的響應(yīng)速度和平穩(wěn)的動作實現(xiàn)對液粘調(diào)速離合器的智能化控制。本實用新型的有益效果。本實用新型采用電液控制開關(guān)式球閥及奧米伽閥的組合來控制伺服油缸的 壓力，使控制裝置工作壽命提高，電液控制開關(guān)式球閥不僅可頻繁動作，還有較 快的響應(yīng)速度；采取轉(zhuǎn)速、壓力雙路反饋控制，以壓力傳感器反饋壓力信號對離 合器輸出轉(zhuǎn)速進(jìn)行粗調(diào)，在輸出轉(zhuǎn)速快速達(dá)到設(shè)定值附近后，再利用轉(zhuǎn)速反饋信 號進(jìn)行微調(diào)，不僅大大縮短了控制響應(yīng)時間，而且提高了控制精度，并且減小了 控制過程中的沖擊和轉(zhuǎn)速波動，作為一種新型的控制裝置，良好地實現(xiàn)了對液粘調(diào)速離合器輸出轉(zhuǎn)速的最佳控制。

圖1是本實用新型液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置工作原理示意圖；圖中，l是上位機(jī)，2是控制器，3是轉(zhuǎn)速傳感器，4是測速齒輪，5是輸出軸，6是壓力控制閥，7是壓力傳感器，8是泄油孔，9是伺服油缸，IO是彈簧，11是推力盤，12是進(jìn)油控制閥，13是排油控制閥，14是油泵，15是油池，16是液粘調(diào)速離合器本體，Pc是進(jìn)油控制閥12的輸出油壓。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括上位機(jī)1、控制器2、轉(zhuǎn)速傳感器3、測速齒 輪4、壓力傳感器7、進(jìn)油控制閥12、排油控制閥13、油泵14、油池15及液粘 調(diào)速離合器本體16。其中，液粘調(diào)速離合器本體16包括壓力控制閥6、泄油孔 8、伺服油缸9、彈簧10及推力盤11;控制器2采用單片機(jī)或可編程控制器；壓 力控制閥6采用奧米伽閥；進(jìn)油控制閥12與排油控制閥13均采用電液控制開關(guān) 式球閥。上位機(jī)1輸出端與控制器2輸入端電連接，控制器2輸出端分別與進(jìn)油 控制閥12及排油控制閥13的控制端電連接。油泵14出口與進(jìn)油控制閥12入口 連接，進(jìn)油控制閥12的出口與排油控制閥13的入口連接，進(jìn)油控制閥12的出 口還分別與壓力控制閥6的閥芯和壓力控制閥6的入口連接，排油控制閥13出 口與油池15相通。壓力傳感器7安裝在進(jìn)油控制閥12與壓力控制閥6閥芯的連 接管路上，用于采集油缸內(nèi)壓力信號。測速齒輪4與離合器輸出軸5同軸安裝， 轉(zhuǎn)速傳感器3安裝在測速齒輪5外緣。轉(zhuǎn)速傳感器3和壓力傳感器7的輸出端均 與控制器2的輸入端電連接。離合器工作時，控制器2接收上位機(jī)1發(fā)出的轉(zhuǎn)速設(shè)定信號，按照轉(zhuǎn)速與伺 服油缸壓力的對應(yīng)關(guān)系將該信號轉(zhuǎn)換成油壓設(shè)定信號并傳遞給進(jìn)油控制閥12及 排油控制閥13，若進(jìn)油控制閥12打開，排油控制閥13關(guān)閉，則進(jìn)油控制閥12 輸出油壓Pc升高，Pc作用于壓力控制閥6控制端，使壓力控制閥6開度加大， 則實現(xiàn)供油，液壓油進(jìn)入伺服油缸9，通過彈簧10作用于推力盤11，推力盤ll 擠壓液粘調(diào)速離合器主、從動件之間的油膜使油膜厚度減小，實現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)速的增 加；若進(jìn)油控制閥12關(guān)閉，排油控制閥13打開，則液壓油通過閥13排入油池， Pc減小，閥6開度減小，伺服油缸內(nèi)油壓降低，彈簧10伸長，推力盤11壓力降低，離合器主、從動件間油膜厚度變大，輸出轉(zhuǎn)速降低。在實施調(diào)速控制時， 控制器2首先接受到壓力傳感器7發(fā)出的壓力反饋信號，同控制器2中的壓力設(shè) 定信號進(jìn)行比較并輸出偏差，控制進(jìn)油控制閥12、排油控制閥13及壓力控制閥 6的供、排油溢流量，使伺服油缸9的油壓迅速達(dá)到設(shè)定油壓，從而使液粘調(diào)速 離合器輸出轉(zhuǎn)速快速調(diào)整至設(shè)定轉(zhuǎn)速附近，之后轉(zhuǎn)速傳感器3通過測速齒輪4 測量實際轉(zhuǎn)速并將實際轉(zhuǎn)速信號反饋至控制器2，控制器將實際轉(zhuǎn)速反饋信號同 轉(zhuǎn)速設(shè)定信號進(jìn)行比較，之后輸出偏差，控制進(jìn)油控制閥12及排油控制閥13 動作，使供、排油量進(jìn)行微小變化，使伺服油缸9油壓平穩(wěn)動作直至精確達(dá)到設(shè) 定轉(zhuǎn)速，從而以較快的響應(yīng)速度和平穩(wěn)的動作實現(xiàn)對液粘調(diào)速離合器的智能化控 制。
權(quán)利要求1.一種液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置，包括上位機(jī)(1)、控制器(2)、轉(zhuǎn)速傳感器(3)、測速齒輪(4)、壓力傳感器(7)、進(jìn)油控制閥(12)、排油控制閥(13)、油泵(14)、油池(15)及液粘調(diào)速離合器本體(16)，液粘調(diào)速離合器本體(16)包括壓力控制閥(6)、泄油孔(8)、伺服油缸(9)、彈簧(10)及推力盤(11)，其特征在于，上位機(jī)(1)輸出端與控制器(2)輸入端電連接，控制器(2)輸出端分別與進(jìn)油控制閥(12)及排油控制閥(13)的控制端電連接，油泵(14)出口與進(jìn)油控制閥(12)入口連接，進(jìn)油控制閥(12)的出口與排油控制閥(13)的入口連接，進(jìn)油控制閥(12)的出口還分別與壓力控制閥(6)的閥芯和壓力控制閥(6)入口連接，排油控制閥(13)出口與油池(15)相通，壓力傳感器(7)安裝在進(jìn)油控制閥(12)與壓力控制閥(6)閥芯的連接管路上，測速齒輪(4)與離合器輸出軸(5)同軸安裝，轉(zhuǎn)速傳感器(3)安裝在測速齒輪(5)外緣，轉(zhuǎn)速傳感器(3)和壓力傳感器(7)的輸出端均與控制器(2)的輸入端電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置，其特征是所述 的控制器(2)采用單片機(jī)或可編程控制器；壓力控制閥(6)采用奧米伽閥；進(jìn) 油控制閥(12)與排油控制閥(13)均采用電液控制開關(guān)式球閥。
專利摘要液粘調(diào)速離合器智能化控制裝置屬于液壓及自動控制技術(shù)領(lǐng)域。包括液粘調(diào)速離合器本體、上位機(jī)、控制器、測速齒輪轉(zhuǎn)速傳感器、壓力傳感器、兩個電液控制開關(guān)式球閥、一個奧米伽閥及油泵、油池。本實用新型采用單片機(jī)作為控制器，以兩個電液控制開關(guān)式球閥及奧米伽閥的組合來控制伺服油缸的壓力，采用壓力及轉(zhuǎn)速雙路反饋，由壓力信號對轉(zhuǎn)速進(jìn)行粗調(diào)，轉(zhuǎn)速信號對轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)，從而實現(xiàn)對液粘調(diào)速離合器轉(zhuǎn)速最佳控制，具有控制設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠，調(diào)速靈敏、響應(yīng)快、沖擊及轉(zhuǎn)速波動小等特點。
文檔編號F16D48/00GK201173259SQ20082005688
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者張亦弛, 張淇鑫, 楊桂康, 王志敏 申請人:上海交通大學(xué)