CN105351278B - 电液复合伺服控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电液复合伺服控制系统，包括中频电机、油箱、液压缸、还包括：负载敏感泵、电液伺服阀和梭阀；其中，中频电机用于驱动负载敏感泵；负载敏感泵的出口连通电液伺服阀的进油口，进油口连通油箱的出口；电液伺服阀的回油口连通油箱的入口，电液伺服阀的第一控制口、第二控制口分别连通液压缸的第一腔室、第二腔室；梭阀的第一比较输入口、第二比较输入口分别连通液压缸的第一腔室、第二腔室；梭阀的压力信号输出口与负载敏感泵上压力补偿器的负载敏感腔连接。压力补偿器的入口连通负载敏感泵的出口，控制口连通负载敏感泵的变量机构，回油口连通油箱。本发明能够使得负载敏感泵出口工作压力能够随负载大小而变化，达到节能目的。

Description

电液复合伺服控制系统
技术领域
本发明涉及液压伺服控制系统，具体地，涉及一种电液复合伺服控制系统。
背景技术
电液伺服控制位置系统是液压伺服控制系统最重要并且应用最广泛的分支，它是指电液伺服阀接收来自控制器电信号控制流入液压缸流量，从而达到精确控制活塞杆位置的目的。在传统电液伺服控制位置系统中，电液伺服阀采用双喷嘴挡板式电液伺服阀，其入口必须保持额定工作压力，否则会影响系统的动态特性和位置控制精度，双喷嘴挡板式结构抗污染能力较差，泄露量大，易于损坏，大大降低了系统的可靠性和节能效率。其入口恒定工作压力由采用定量泵加溢流阀模式的液压油源保证，不能随负载大小而变化，浪费了大量的能量，大大降低了系统的工作效率。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电液复合伺服控制系统。
根据本发明提供的电液复合伺服控制系统，包括中频电机、油箱、液压缸、还包括：负载敏感泵、电液伺服阀和梭阀；
其中，所述中频电机用于驱动所述负载敏感泵；所述负载敏感泵的出口连通所述电液伺服阀的进油口，进油口连通所述油箱的出口；
所述电液伺服阀的回油口连通油箱的入口，电液伺服阀的第一控制口、第二控制口分别连通液压缸的第一腔室、第二腔室；
所述梭阀的第一比较输入口、第二比较输入口分别连通液压缸的第一腔室、第二腔室；所述梭阀的压力信号输出口与负载敏感泵上压力补偿器的负载敏感腔连接。
优选地，还包括粗过滤器、精过滤器和单向阀；
其中，所述粗过滤器的出口通过第一液压流道连通所述变量泵的进油口，入口通过第二液压流道连通所述油箱的出口；
所述单向阀的入口通过第三液压流道连通所述变量泵的出油口，出口通过精过滤器连通所述电液伺服阀的进油口。
优选地，还包括溢流阀；
所述溢流阀的入口通过第四液压流道连通变量泵2的出油口，出口通过第五液压流道连通油箱的入口。
优选地，还包括位置传感器和控制器；
所述位置传感器用于采集液压缸的活塞杆的位移量；所述位置传感器电气连接所述控制器，并且反馈液压缸活塞杆位移量至控制器；
所述控制器的输出端电气连接电液伺服阀的控制端，用于控制电液伺服阀流量和压力。
优选地，所述负载敏感泵包括变量泵、变量机构和压力补偿器；
所述变量机构用于控制变量泵的排量；
所述压力补偿器的入口连通变量泵出口，所述压力补偿器的控制口连通所述变量机构，所述压力补偿器的回油口连通油箱，所述压力补偿器的负载敏感腔连通梭阀压力信号输出口；
所述压力补偿器通过比较变量泵的出口压力与梭阀的压力信号输出口压力控制压力补偿器的开口量，从而控制变量机构，即控制负载敏感泵排量；
优选地，所述电液伺服阀采用电磁直驱伺服阀。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明中负载敏感泵中压力补偿器能够使得其出口工作压力随液压缸高压腔工作压力大小而变化，并且在无功率输出时能够使得变量泵保持最小排量，仅供内部泄漏；即无溢流损失，因此大大提高了系统的工作效率；同时负载敏感泵相对于传统定量泵加溢流阀模式伺服系统中定量泵重量大大减轻，能够有效降低系统重量；
2、本发明中电液伺服阀采用电磁直驱伺服阀，功率阀芯是由电磁直接驱动，入口压力变化不影响其动态响应和位置控制精度，无喷嘴挡板式结构，抗污染能力强和泄露量小、达到了节能和降低重量的目的；
3、本发明中梭阀能够比较液压缸两腔工作压力，并且将压力较高的信号传递给负载敏感泵，从而使得负载敏感泵出口工作压力能够随负载大小而变化，达到节能的目的。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构原理示意图。
图中：
1 为中频电机；
2 为变量泵；
3 为变量机构；
4 为粗过滤器；
5 为压力补偿器；
6 为溢流阀；
7 为油箱；
8 为单向阀；
9 为精过滤器；
10 为电液伺服阀；
11 为梭阀；
12 为液压缸；
13 为位置传感器；
14 为控制器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，如图1所示，本发明提供的电液复合伺服控制系统包括中频电机1、粗过滤器4、溢流阀6、油箱7、单向阀8、液压缸12、位置传感器13和控制器14，其特征在于还包括：负载敏感泵、电液伺服阀10和梭阀11；
所述负载敏感泵包括变量泵2、变量机构3和压力补偿器5。所述变量机构3用于控制变量泵2的排量。所述压力补偿器5入口连通变量泵2出口，控制口连通负载敏感泵变量机构3，回油口连通油箱7，负载敏感腔连通梭阀11压力信号输出口。所述压力补偿器5通过比较变量泵2出口与梭阀11压力信号输出口压力控制压力补偿器5开口量，从而控制变量泵2的变量机构3，即控制负载敏感泵排量。
其中，变量泵2的输入轴与中频电机1通过花键连接，即所述中频电机1用于驱动所述负载敏感泵；所述粗过滤器4的出口通过第一液压流道连通所述变量泵2的进油口，入口通过第二液压流道连通所述油箱7的出口；所述单向阀8的入口通过第三液压流道连通所述变量泵2的出油口，出口通过精过滤器9连通所述电液伺服阀10的进油口。电液伺服阀10的回油口通过油箱7的入口，电液伺服阀10的第一控制口、第二控制口分别通过液压流道连通液压缸12的第一腔室、第二腔室。
所述溢流阀6的入口通过第四液压流道连通变量泵2的出油口，出口通过第五液压流道连通油箱7的入口。所述变量泵2的泄漏口与油箱7的入口连通。
梭阀11的第一比较输入口、第二比较输入口分别通过液压流道连通液压缸12的第一腔室、第二腔室；梭阀11的压力信号输出口与负载敏感泵上压力补偿器5的负载敏感腔连接。
位置传感器13用于采集液压缸12的活塞杆的位移量；控制器14信号接入端与位置传感器13的输出端连接，并且接收液压缸12活塞杆位移量信号。所述控制器14输出端电气连接电液伺服阀10，并且控制电液伺服阀10流量和压力。
所述电液伺服阀10采用电磁直驱伺服阀。
本发明提供的电液复合伺服控制系统的工作过程为：中频电机1以恒定转速运行，当伺服控制器14接收来自上位机程序指令并将其转化为本发明提供的电液复合伺服控制系统可以接收的电信号，当电信号为零时，电液伺服阀10处于关闭状态，变量机构3使变量泵2保持最小排量，本发明提供的电液复合伺服控制系统功率损失仅为内部泄露。当电信号不为零时，电液伺服阀10开启，液压缸12的第一腔室、第二腔室通过梭阀11进行比较输出高压腔压力信号，高压腔压力信号通过压力补偿器5与变量泵2出口压力进行比较，并且使变量泵2的出口压力与高压腔压力信号保持恒定压力差值，因此变量泵2的出口工作压力能够随负载而变化。而电液伺服阀10则通过阀芯开度控制输出流量，从而控制液压缸12的工作速度。位置传感器13通过测试液压缸12的活塞杆位移量传递给控制器14从而形成闭环精确控制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种电液复合伺服控制系统，包括中频电机(1)、油箱(7)、液压缸(12)、其特征在于，还包括：负载敏感泵、电液伺服阀(10)和梭阀(11)；
其中，所述中频电机(1)用于驱动所述负载敏感泵；所述负载敏感泵的出口连通所述电液伺服阀(10)的进油口，进油口连通所述油箱(7)的出口；
所述电液伺服阀(10)的回油口连通油箱(7)的入口，电液伺服阀(10)的第一控制口、第二控制口分别连通液压缸(12)的第一腔室、第二腔室；
所述梭阀(11)的第一比较输入口、第二比较输入口分别连通液压缸(12)的第一腔室、第二腔室；所述梭阀(11)的压力信号输出口与负载敏感泵上压力补偿器(5)的负载敏感腔连接；
所述负载敏感泵包括变量泵(2)、变量机构(3)和压力补偿器(5)；
所述变量机构(3)用于控制变量泵(2)的排量；
所述压力补偿器(5)的入口连通变量泵(2)出口，所述压力补偿器(5)的控制口连通所述变量机构(3)，所述压力补偿器(5)的回油口连通油箱(7)，所述压力补偿器(5)的负载敏感腔连通梭阀(11)压力信号输出口；
所述压力补偿器(5)通过比较变量泵(2)的出口压力与梭阀(11)的压力信号输出口压力控制压力补偿器(5)的开口量，从而控制变量机构(3)，即控制负载敏感泵排量。
2.根据权利要求1所述的电液复合伺服控制系统，其特征在于，还包括粗过滤器(4)、精过滤器(9)和单向阀(8)；
其中，所述粗过滤器(4)的出口通过第一液压流道连通所述变量泵(2)的进油口，入口通过第二液压流道连通所述油箱(7)的出口；
所述单向阀(8)的入口通过第三液压流道连通所述变量泵(2)的出油口，出口通过精过滤器(9)连通所述电液伺服阀(10)的进油口。
3.根据权利要求1所述的电液复合伺服控制系统，其特征在于，还包括溢流阀(6)；
所述溢流阀(6)的入口通过第四液压流道连通变量泵(2)的出油口，出口通过第五液压流道连通油箱(7)的入口。
4.根据权利要求1所述的电液复合伺服控制系统，其特征在于，还包括位置传感器(13)和控制器(14)；
所述位置传感器用于采集液压缸(12)的活塞杆的位移量；所述位置传感器(13)电气连接所述控制器(14)，并且反馈液压缸(12)活塞杆位移量至控制器(14)；
所述控制器(14)的输出端电气连接电液伺服阀(10)的控制端，用于控制电液伺服阀(10)流量和压力。
5.根据权利要求1所述的电液复合伺服控制系统，其特征在于，所述电液伺服阀(10)采用电磁直驱伺服阀。
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