CN107061422B - 液压缸定位制动过程中的防抖控制装置及方法 - Google Patents

液压缸定位制动过程中的防抖控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种液压缸定位制动过程中的防抖控制装置，包括：压力油源、方向控制阀、防抖控制阀、液压缸、油压检测模块和控制器模块；压力油源与方向控制阀连接，方向控制阀与液压缸连接，防抖控制阀也与液压缸连接；油压检测模块与液压缸的2个工作油腔分别连接，用于检测其油压变化情况；控制器模块根据液压缸工作油腔的油压变化信息，通过切换防抖控制阀的工作状态，实现液压缸2个工作油腔的连通或切断。本发明提供的技术方案能够有效抑制液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。同时，本发明还提供了包括有该防抖控制装置的一种液压缸定位制动过程中的防抖控制方法。

Description

液压缸定位制动过程中的防抖控制装置及方法
技术领域
本发明涉及液压控制技术领域，更具体地，涉及一种液压缸执行机构定位制动过程中的防抖控制装置及方法。
背景技术
随着国民经济的高速发展，机械设备行业发展迅猛，而执行机构运行性能的好环直接影响到机械设备的性能和安全。目前，大量的机械设备都采用了液压缸驱动执行机构进行工作，即利用油液的压力驱动液压缸去实现执行机构的各项作业活动。
在现有技术中，液压缸的定位制动过程主要是通过液压阀回中位时，液压缸的回油腔油路关闭，执行机构由于惯性还会继续向前运动，使得液压缸的回油腔油压急剧升高产生了反向制动力，从而能够实现液压缸定位制动。但当执行机构的运行速度被制动到为零时，此时液压缸的两工作油腔之间的油压差很大，使得执行机构不能立即停止，而是进行了反方向的抖动。在液压缸执行机构的定位制动过程中，这一反向抖动现象一般会重复出现多次，从而导致执行机构在定位制动过程中运行不平稳，严重影响了设备的性能和作业效率，也给设备运行带来了很大的安全隐患。因此，迫切需要找到一种技术能够有效防止或抑制液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
发明内容
为了解决现有液压缸定位制动过程中存在的上述技术问题，本发明提供了一种液压缸定位制动过程中的防抖控制装置及方法，旨在有效防止液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
液压缸定位制动过程中的防抖控制装置及方法，包括：压力油源、方向控制阀、防抖控制阀、液压缸、油压检测模块和控制器模块，其中，所述压力油源提供的高压油连通至所述方向控制阀的高压油进油口，所述方向控制阀的油液回油口与回油路连通，所述方向控制阀的2个工作油口与所述液压缸的2个工作油腔分别连通；所述防抖控制阀的2个工作油口与所述液压缸的2个工作油腔也分别连通，所述防抖控制阀用于连通或切断所述液压缸的2个工作油腔；所述油压检测模块与所述液压缸的2个工作油腔分别连接，所述油压检测模块用于分别检测所述液压缸2个工作油腔的油压情况；所述控制器模块与所述方向控制阀、防抖控制阀和油压检测模块连接，所述控制器模块能够根据所述方向控制阀的制动控制信息和所述油压检测模块的油压变化信息，通过切换所述防抖控制阀的工作状态，从而控制所述液压缸2个工作油腔的连通或切断，最终达到有效抑制液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
在上述技术方案中，优选地，所述防抖控制阀为二位二通的电磁换向阀，所述防抖控制阀的第一位工作状态将所述液压缸的2个工作油腔切断，所述防抖控制阀的第二位工作状态将所述液压缸的2个工作油腔连通。
在上述技术方案中，优选地，所述油压检测模块包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器分别设置于所述液压缸的第一工作油腔和第二工作油腔。
在上述技术方案中，优选地，所述方向控制阀为三位四通电磁换向阀，所述方向控制阀的第一位工作状态和第二位工作状态分别控制所述液压缸驱动执行机构进行向右和向左运动；所述方向控制阀在中位工作状态时，控制所述液压缸进行定位制动。
在上述技术方案中，优选地，所述控制器模块在所述液压缸的定位制动过程中根据所述油压检测模块检测到的所述液压缸的背压油腔的压力下降作为信号来控制所述防抖控制阀将所述液压缸的2个工作油腔连通一段时间，使得所述液压缸2个工作油腔的油压差迅速减小到接近于零，所述液压缸反向运动的驱动力迅速减小，从而能够有效防止或抑制液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
本发明所提供的技术方案具有的显著有益效果：
在液压缸的定位制动过程中，一旦所述液压缸出现反向运动的抖动现象时，所述油压检测模块就能够立即检测到所述液压缸的背压油腔压力在下降，并将其压力下降作为信号及时传递给所述控制器模块，所述控制器模块依此信号迅速控制所述防抖控制阀将所述液压缸的2个工作油腔短时连通，所述液压缸2个工作油腔的油压差瞬间减小到接近于零，使得所述液压缸在出现反向抖动的初始阶段就大幅度失去了反向运动的驱动力，从而有效抑制了该液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
附图说明
图1为本发明所述液压缸定位制动过程中的防抖控制装置结构简图。
图2为本发明所述液压缸定位制动过程中的防抖控制装置控制框图。
图中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1-压力油源；
2-方向控制阀，201-高压油进油口，202-第一工作油口，203-第二工作油口，204-油液回油口，21-第一位工作状态，22-第二位工作状态，23-中位工作状态；
3-防抖控制阀，301-第一工作油口，302-第二工作油口，31-第一位工作状态，32-第二位工作状态；
4-液压缸，41-第一工作油腔，42-第二工作油腔；
5-油压检测模块，51-第一压力传感器，52-第二压力传感器；
6-控制器模块。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1为本发明所述液压缸定位制动过程中的防抖控制装置结构简图；图2为本发明所述液压缸定位制动过程中的防抖控制装置控制框图。
如图1所示，根据本发明的实施例的液压缸执行机构的定位防抖控制装置，包括：压力油源1、方向控制阀2、防抖控制阀3、液压缸4、油压检测模块5和控制器模块6；压力油源1提供的高压油连接至方向控制阀2的高压油进油口201，方向控制阀2的油液回油口204与回油路连通，方向控制阀2的第一工作油口202与液压缸4的第一工作油腔41连通，方向控制阀2的第二工作油口203与液压缸4的第二工作油腔42连通；防抖控制阀3的第一工作油口301与液压缸4的第一工作油腔41连通，防抖控制阀3的第二工作油口302与液压缸4的第二工作油腔42连通，防抖控制阀3是用于连通或切断液压缸4的第一工作油腔41与第二工作油腔42之间的油路；油压检测模块5包括第一压力传感器51和第二压力传感器52，第一压力传感器51与液压缸4的第一工作油腔41连接，第二压力传感器52与液压缸4的第二工作油腔42连接，第一压力传感器51用于检测液压缸4的第一工作油腔41的油压情况，第二压力传感器52用于检测液压缸4的第二工作油腔42的油压情况；控制器模块6与方向控制阀2、防抖控制阀3和油压检测模块5连接，方向控制阀2将液压缸4的制动控制情况传递给控制器模块6，油压检测模块5将第一压力传感器51和第二压力传感器52所检测到的液压缸4的第一工作油腔41和第二工作油腔42的油压变化情况也传递给控制器模块6，控制器模块6能够根据方向控制阀2的制动控制信息和油压检测模块5的油压变化信息，通过切换防抖控制阀3的工作状态，从而控制液压缸4的第一工作油腔41与第二工作油腔42之间相连通或切断，最终达到抑制该液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
在本实施例中，方向控制阀2为O型机能的三位四通电磁换向阀，当方向控制阀2在第一位工作状态21时，压力油源1提供的高压油进入液压缸4的第一工作油腔41驱动执行机构进行向右运动；当方向控制阀2在第二位工作状态22时，压力油源1提供的高压油进入液压缸4的第二工作油腔42驱动执行机构进行向左运动；当方向控制阀2在中位工作状态23时，液压缸4的两工作油腔的油路被关闭，液压缸4驱动执行机构进行制动。
在本实施例中，防抖控制阀3为二位二通的电磁换向阀，当防抖控制阀3在第一位工作状态31时，液压缸4的第一工作油腔41与第二工作油腔42切断；当防抖控制阀3在第二位工作状态32时，液压缸4的第一工作油腔41与第二工作油腔42相连通。
在本实施例中，当液压缸4驱动执行机构在向右运动的状态下进行制动时，液压缸4的第二工作油腔42为背压油腔；当液压缸4驱动执行机构在向左运动的状态下进行制动时，液压缸4的第一工作油腔41为背压油腔。
在本实施例中，仅以液压缸在向右运动状态下进行定位制动时的防抖控制过程为例进行了详细说明，但本发明并不受此限制，本发明可用于液压缸在任意方向运动状态下进行定位制动过程中的防抖控制。
当方向控制阀2处于第一位工作状态21、防抖控制阀3处于第一位工作状态31时，压力油源1的高压油通过方向控制阀2的高压油进油口201和第一工作油口202进入到液压缸4的第一工作油腔41驱动执行机构进行向右运动，液压缸4的第二工作油腔42的油液通过方向控制阀2的第二工作油口203和油液回油口204完成回油。
当液压缸4驱动执行机构进行定位制动时，方向控制阀2由第一位工作状态21切换到中位工作状态23，第一工作油口202和第二工作油口203都被切断，液压缸4的第一工作油腔41和第二工作油腔42都分别形成封闭腔，但执行机构由于惯性还会继续向右运动，液压缸4的第二工作油腔42（即背压油腔）的油压将会迅速升高，第一工作油腔41的油压会有所下降，使得液压缸4的第二工作油腔42与第一工作油腔41形成较大油压差，从而产生反向（向左）的作用力进行制动，液压缸4所驱动的执行机构的运动速度会逐渐减小。当执行机构的运动速度减小到零时，但由于此时液压缸4的第二工作油腔42与第一工作油腔41的油压差仍然很大，执行机构必将会在油压差所产生的反向（向左）作用力的作用下进行反向（向左）运动；一旦液压缸4驱动的执行机构出现反向运动，则液压缸4的第二工作油腔42（即背压油腔）的油压将会下降，油压检测模块5的第二压力传感器52将会迅速检测到第二工作油腔42（即背压油腔）的油压下降信息，并将其作为信号传递给控制器模块6，控制器模块6依此信号立即将防抖控制阀3从第一位工作状态31切换到第二位工作状态32一段时间（本实施例约为0.15秒），将液压缸4的第一工作油腔41和第二工作油腔42短时连通，液压缸4的第二工作油腔42和第一工作油腔41的油压差瞬间减小到接近于零（即油压差所产生的反向作用力也瞬间减小到接近于零），从而使得液压缸4在出现反向抖动的初始阶段就大幅度失去了反向运动的驱动力，反向抖动的幅度得到明显抑制；依此过程，如图2所示，进行防抖控制多次（本实施例为2次），则可使得该液压缸在定位制动过程中的反向抖动现象得到明显改善。
仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种液压缸定位制动过程中的防抖控制装置，其特征在于，包括：压力油源(1)、方向控制阀(2)、防抖控制阀(3)、液压缸(4)、油压检测模块(5)和控制器模块(6)；
所述压力油源(1)提供的高压油连通至所述方向控制阀(2)的高压油进油口(201)，所述方向控制阀(2)的油液回油口(204)与回油路连通，所述方向控制阀(2)的2个工作油口与所述液压缸(4)的2个工作油腔分别连通；
所述防抖控制阀(3)的2个工作油口与所述液压缸(4)的2个工作油腔也分别连通，所述防抖控制阀(3)用于连通或切断所述液压缸(4)的2个工作油腔；
所述油压检测模块(5)与所述液压缸(4)的2个工作油腔分别连接，所述油压检测模块(5)用于分别检测所述液压缸(4)的2个工作油腔的油压情况；
所述控制器模块(6)与所述方向控制阀(2)、防抖控制阀(3)和油压检测模块(5)连接，当所述液压缸(4)出现反向运动的抖动现象时，所述油压检测模块(5)立即检测到所述液压缸(4)的背压油腔压力在下降，并将其压力下降作为信号传递给所述控制器模块(6)，所述控制器模块(6)能够根据所述方向控制阀(2)的制动控制信息和所述油压检测模块(5)的油压变化信息，通过切换所述防抖控制阀(3)的工作状态，控制所述液压缸(4)的2个工作油腔的连通或切断，从而达到有效抑制液压缸定位制动过程中的反向抖动现象；
所述油压检测模块(5)包括第一压力传感器(51)和第二压力传感器(52)，所述第一压力传感器(51)和第二压力传感器(52)分别设置于所述液压缸(4)的第一工作油腔(41)和第二工作油腔(42)。
2.根据权利要求1所述的液压缸定位制动过程中的防抖控制装置，其特征在于，所述防抖控制阀(3)为二位二通的电磁换向阀，所述防抖控制阀(3)的第一位工作状态(31)将所述液压缸(4)的2个工作油腔切断，所述防抖控制阀(3)的第二位工作状态(32)将所述液压缸(4)的2个工作油腔连通。
3.根据权利要求1所述的液压缸定位制动过程中的防抖控制装置，其特征在于，所述方向控制阀(2)为三位四通电磁换向阀，所述方向控制阀(2)的第一位工作状态(21)和第二位工作状态(22)分别控制所述液压缸(4)驱动执行机构进行向右和向左运动；所述方向控制阀(2)在中位工作状态(23)时，控制所述液压缸(4)进行制动。
4.一种基于权利要求1至3中任一项所述的液压缸定位制动过程中的防抖控制装置的液压缸定位制动过程中的防抖控制方法，其特征在于，用于包含有压力油源(1)、方向控制阀(2)、防抖控制阀(3)、液压缸(4)、油压检测模块(5)和控制器模块(6)的防抖控制装置；所述压力油源(1)提供的高压油连通至所述方向控制阀(2)的高压油进油口(201)，所述方向控制阀(2)的油液回油口(204)与回油路连通，所述方向控制阀(2)的2个工作油口与所述液压缸(4)的2个工作油腔分别连通；所述防抖控制阀(3)的2个工作油口与所述液压缸(4)的2个工作油腔也分别连通；所述油压检测模块(5)与所述液压缸(4)的2个工作油腔分别连接；所述控制器模块(6)与所述方向控制阀(2)、防抖控制阀(3)和油压检测模块(5)连接；
所述防抖控制方法：
在液压缸定位制动过程中，当所述液压缸(4)出现反向运动的抖动现象时，所述油压检测模块(5)立即检测到所述液压缸(4)的背压油腔压力在下降，并将其压力下降作为信号传递给所述控制器模块(6)，所述控制器模块(6)依此信号迅速控制所述防抖控制阀(3)将所述液压缸(4)的2个工作油腔短时连通，所述液压缸(4)的2个工作油腔的油压差瞬间减小到接近于零，使得所述液压缸(4)在出现反向抖动的初始阶段就大幅度失去了反向运动的驱动力，从而有效抑制了该液压缸定位制动过程中的反向抖动现象。
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