CN109268325A - 面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其包括液压缸、排气阀、磁致位置传感器和温度传感器,以及安装在集成阀块上的电机、齿轮泵、液控单向阀、溢流阀组成的液压泵站,预设压力的蓄能器做油箱与液压缸无杆腔集成在一起,集成阀块固定在液压缸上,集成阀块油路出口与液压缸有杆腔通过管路连接,集成块入口与液压缸无杆腔连接;本发明实现双向出力,单向长时间保压;其液压系统简单,集成化程度高,液压系统进气量少,油液污染物进入量少,可靠性高,解决了现有电液驱动单元实现存在外力的情况下单方向输出、单方向保压、往复回程作用时液压系统结构复杂、油液污染物进入严重、液压缸气泡含量高、易产生振动噪声等问题。
Description
技术领域
本发明涉及液压技术领域,具体涉及一种面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元。
背景技术
现有电液驱动单元可以实现单作用和双作用工况的基本要求。电液驱动单元用于实现单作用工况多用单作用缸,这种促动器位置精度控制不是特别高,达不到某些特殊场合的要求。双作用缸用在单作用工况时,液压系统结构复杂,管路布置复杂,导致系统的整体可靠性较低,造成运行一定时间会产生各种故障,并且造成系统油液污染源增多,现在的许多工况都是只需要单作用,开发一种新的结构简单的电液驱动单元十分必要。
发明内容
针对现有技术中的不足之处,本发明的目的在于提出一种面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,采用闭式回路的电液驱动单元,具有简化的液压系统结构,能实现单作用和双作用工况的高精度电液驱动。
本发明的技术方案如下:
一种面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其包括固定支架、液压泵站、液压缸、排气阀、位置传感器和温度传感器;所述液压泵站通过所述固定支架固定至所述液压缸,所述液压泵站为液压集成阀块,其包括电机、齿轮泵、液控单向阀、溢流阀和蓄能器,所述齿轮泵由所述电机驱动以输出高压油,所述齿轮泵的泄漏油口通过管路T1连接至蓄能器;所述液压集成阀块设置有进油口A和出油口B,所述齿轮泵设置有进油口和出油口;所述齿轮泵的进油口与所述液压集成阀块的进油口A通过管路连通;齿轮泵的进油口与所述液控单向阀的控制油口连通;所述液压缸设有有杆腔和无杆腔,所述液压集成阀块的出油口B与所述液压缸的有杆腔相连通,所述液压集成阀块的进油口A分别与所述液压缸的无杆腔和所述蓄能器相连通,所述液压集成阀块的出油口B和所述齿轮泵的出油口之间设置液控单向阀,所述液压集成阀块上设置有与所述液压缸的有杆腔接通的压力传感器,所述齿轮泵的出油口与液压集成阀块的出油口之间通过管路连通;所述溢流阀的入口与齿轮泵的出油口相连通,溢流阀的出口通过管路T连接至蓄能器,所述位置传感器设置在所述液压缸内,所述位置传感器检测液压缸伸出的位置,液压缸设置有排气阀;液压集成阀块设置有与液压缸的无杆腔接通的测压接口KB,所述测压接口KB位于齿轮泵2的进油口和蓄能器之间;所述温度传感器与所述蓄能器相连,所述温度传感器实时输出蓄能器中的油液的温度。
优选地,所述压力传感器设置在所述液控单向阀的出口与所述液压集成阀块的出油口B之间。
优选地,所述蓄能器与所述液压缸的无杆腔通过第一管路连通;所述液压集成阀块的出油口与所述液压缸的有杆腔通过第二管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述液压缸的无杆腔通过第三管路连通;所述齿轮泵的出油口与所述液压集成阀块的出油口之间通过第四管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述蓄能器通过第五管路直接连通。
优选地,所述压力传感器设置在所述液控单向阀和所述液压集成阀块的出油口B之间的第四管路上。
优选地,所述排气阀包括第一排气阀和第二排气阀,其分别设置在所述液压缸的缸体的两个端部,所述第一排气阀连通所述有杆腔,所述第二排气阀连通无杆腔,所述第一排气阀和第二排气阀用于系统含气量大时,排出系统气泡。
优选地,所述蓄能器用作油箱,且蓄能器具有第一预设压力。
优选地,所述位置传感器设置在液压缸的正中心,所述位置传感器设置在液压缸的推杆上。
优选地,所述位置传感器为磁致位置传感器。
优选地,所述液压集成阀块的进油口A通过三通接头分别与液压缸的无杆腔和蓄能器相连通。
进一步地,所述液压集成阀块的进油口和所述液压缸的无杆腔之间设置优先重液阀,以便促动器伸出时实现先给蓄能器冲液,然后油液再进入液压缸的无杆腔。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明结构简单,采用了液压系统中的闭式回路的设计概念,尽可能的减少液压阀的使用,与以往的电液驱动单元相比,其液压系统结构简单,系统的可靠性高。
(2)面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元采用闭式回路,需要的油液量较少,促动器的液压泵站的整体体积和重量得到减轻,容易实现集成化,方便运输。
(3)液压缸的无杆腔不存在负压,以及液压缸的有杆腔和无杆腔各自的排气阀的安装会使系统和油箱产生气体的现象减轻。
(4)本发明中的液压系统阀少,经过变化的孔道次数少;能减少液压冲击,使振动减小,气体产生的现象减轻,减轻气蚀等现象。
(5)面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元的液压缸的有杆腔和无杆腔都有压力,使得系统在环境恶劣的工况下能够减少污染物的进入。
(6)面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元的液压缸有杆腔与齿轮泵反转时的出油口之间装有液控单向阀,能够实现促动器长时间的有源保压和无源保压。
(7)蓄能器做带压油箱,为液压缸的无杆腔建立预设的压力,提高液控单向阀的开启速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是根据本发明的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元液压系统的结构示意图。
图2是根据本发明的优选实施例的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元液压系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述。
如图1所示,根据本发明的实施例的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其包括固定支架、液压泵站、液压缸6、排气阀、位置传感器7和温度传感器5。
液压泵站通过固定支架固定至液压缸6。液压泵站为液压集成阀块,其包括电机1、齿轮泵2、液控单向阀4、溢流阀3和蓄能器10,齿轮泵2由电机1驱动以输出高压油。齿轮泵2的泄漏油口通过管路T1连接至蓄能器10。
液压集成阀块设置有进油口A和出油口B,齿轮泵2设置有进油口和出油口。齿轮泵2的进油口与液压集成阀块的进油口A通过管路连通。齿轮泵2的进油口,例如,通过管路,与液控单向阀4的控制油口连通。
液压缸6具有有杆腔和无杆腔,液压集成阀块的出油口B与液压缸6的有杆腔相连通,液压集成阀块的进油口A分别与液压缸的无杆腔和蓄能器相连通,优选地,液压集成阀块的进油口A通过三通接头分别与液压缸6的无杆腔和蓄能器10相连通。
优选地,蓄能器10与液压缸6的无杆腔通过第一管路连通。
优选地,液压集成阀块的出油口与液压缸的有杆腔通过第二管路连通。
优选地,液压集成阀块的进油口与液压缸的无杆腔通过第三管路连通。
优选地,液压集成阀块的进油口与蓄能器通过第五管路直接连通。
齿轮泵2的出油口与液压集成阀块的出油口之间通过第四管路连通。液压集成阀块的出油口和齿轮泵的出油口之间设置液控单向阀4。液压集成阀块上设置有与液压缸6的有杆腔接通的压力传感器8,压力传感器8设置在液控单向阀4的出口与液压集成阀块的出油口之间;溢流阀3的入口与齿轮泵2的出油口相连通,溢流阀的出口通过管路T连接至蓄能器10。优选地,压力传感器8设置在第四管路上。优选地,压力传感器8设置在液控单向阀4和液压集成阀块的出油口之间的第四管路上;压力传感器8设置在液压集成阀块的内部。
溢流阀3设置在齿轮泵2的出口与液压集成阀块的出油口之间;也就是说,溢流阀3的入口连接至齿轮泵2的出口,溢流阀3的出口连接至蓄能器10。溢流阀3控制阀前压力,利用溢流阀3的进油口的油液作用于阀芯上的液压力和弹簧力相平衡控制阀芯移动,进行泄压。
优选地,溢流阀3的入口连接至液控单向阀4的入口与齿轮泵2的出口之间的管路上。
压力传感器8实时检测液压缸6的有杆腔的压力,当压力传感器8所检测到的压力值大于第一预设值时,溢流阀3开启,进行泄压。
液压缸6设置位置传感器7,位置传感器7检测液压缸6伸出的位置,液压缸6设置有排气阀。
液压集成阀块设置有与液压缸6的无杆腔接通的测压接口KB,测压接口KB位于齿轮泵2的进油口和蓄能器10之间,进一步,测压接口KB设置在齿轮泵2的进油口和液压集成阀块的出油口之间,其配置用于检测液压缸6的无杆腔的压力。
排气阀包括第一排气阀9.1和第二排气阀9.2,其分别设置在液压缸6的缸体的两个端部。
优选地,液压缸6上、下部分别安装连通有杆腔和无杆腔的第一排气阀和第二排气阀,用于系统含气量大时,排出系统气泡,当系统保位精度较低时,说明无杆腔油液气体含量较高,第二排气阀工作排出油液中气体,当液压缸无杆腔与阀块连接管路振动较大时,说明液压缸无杆腔中的油液含气量较高,第一排气阀工作,排出油液中的气体。
蓄能器10用作油箱,且蓄能器10具有第一预设压力。
将液压集成阀块的出油口与第四管路相连的端部设置为第一端,液压集成阀块的出油口与第二管路相连的端部设置为第二端。
位置传感器7磁滞线设置在液压缸活塞杆的正中心,优选地,位置传感器7设置在液压缸6的底部。优选地,位置传感器7为磁致位置传感器,通过活塞杆在磁滞线的移动确定液压缸6伸出的位置。
优选地,温度传感器5与蓄能器10相连,温度传感器5实时输出蓄能器10中的油液的温度,在油液温度过高时停止工作温度过高。当电液驱动单元,例如,促动器回缩时,电机1驱动齿轮泵2反转,齿轮泵2的进油口从液压缸6的无杆腔吸油;
齿轮泵2的出油口将高压油经过液控单向阀4送到液压缸6的有杆腔,有杆腔体积变大,无杆腔体积变小,液压缸6的无杆腔与蓄能器10连通,液压缸6的无杆腔中的多余油液进入蓄能器10,蓄能器10为液压缸缩回时提供背压,提高液压缸运行的稳定性,溢流阀3起到安全作用,防止压力过高,实现液压缸6缩回。
电液驱动单元,例如,促动器需要伸出时,齿轮泵2的进油口通过管路与液控单向阀4的控制油口连通,当控制油口进油后液控单向阀4反向开启,齿轮泵2的出油口此时作为吸油口从液压缸6的有杆腔吸油,电机1正转,齿轮泵2的进油口此时作为出油口,从而使油液进入蓄能器10,蓄能器10中部分液压油进入液压缸6的无杆腔,实现液压缸6伸出,齿轮泵2的泄漏油液通过管路T1流回蓄能器10。
液控单向阀4起到单向有源和无源保压的作用。
液压缸6通过充放液以实现液压缸活塞杆的往复移动;位置传感器7,实时输出液压缸6的活塞杆的位置信息;压力传感器8,实时传递液压缸6的有杆腔的压力;第一排气阀9.1和第二排气阀9.2排出液压缸无杆腔与有杆腔中的气泡;蓄能器10存储液压油,并提供背压;进油口A口连接液压缸6的无杆腔,出油口B口连接液压缸6的有杆腔;溢流阀3的出口通过管路T连接至蓄能器10;齿轮泵2的泄漏油口通过管路T1连接至蓄能器10。
进一步,根据本发明的优选实施例的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其包括固定支架、液压泵站、液压缸、排气阀、位置传感器和温度传感器;所述液压泵站通过所述固定支架固定至所述液压缸,所述液压泵站为液压集成阀块,其包括电机、齿轮泵、液控单向阀、溢流阀和蓄能器,所述齿轮泵由所述电机驱动以输出高压油,所述齿轮泵的泄漏油口通过管路T1连接至蓄能器;所述液压集成阀块设置有进油口A和出油口B,所述齿轮泵设置有进油口和出油口;所述齿轮泵的进油口与所述液压集成阀块的进油口A通过管路连通;齿轮泵的进油口与所述液控单向阀的控制油口连通;所述液压缸设有有杆腔和无杆腔,所述液压集成阀块的出油口B与所述液压缸的有杆腔相连通,所述液压集成阀块的进油口A分别与所述液压缸的无杆腔和所述蓄能器相连通,所述液压集成阀块的出油口B和所述齿轮泵的出油口之间设置液控单向阀,所述液压集成阀块上设置有与所述液压缸的有杆腔接通的压力传感器,所述齿轮泵的出油口与液压集成阀块的出油口之间通过管路连通;所述溢流阀的入口与齿轮泵的出油口相连通,溢流阀的出口通过管路T连接至蓄能器,所述位置传感器设置在所述液压缸内,所述位置传感器检测液压缸伸出的位置,液压缸设置有排气阀;液压集成阀块设置有与液压缸的无杆腔接通的测压接口KB,所述测压接口KB位于齿轮泵2的进油口和蓄能器之间;所述温度传感器与所述蓄能器相连,所述温度传感器实时输出蓄能器中的油液的温度。优选地,所述压力传感器设置在所述液控单向阀的出口与所述液压集成阀块的出油口B之间。优选地,所述蓄能器与所述液压缸的无杆腔通过第一管路连通;所述液压集成阀块的出油口与所述液压缸的有杆腔通过第二管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述液压缸的无杆腔通过第三管路连通;所述齿轮泵的出油口与所述液压集成阀块的出油口之间通过第四管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述蓄能器通过第五管路直接连通。优选地,所述压力传感器设置在所述液控单向阀和所述液压集成阀块的出油口B之间的第四管路上。优选地,所述排气阀包括第一排气阀和第二排气阀,其分别设置在所述液压缸的缸体的两个端部,所述第一排气阀连通所述有杆腔,所述第二排气阀连通无杆腔,所述第一排气阀和第二排气阀用于系统含气量大时,排出系统气泡。优选地,所述蓄能器用作油箱,且蓄能器具有第一预设压力。优选地,所述位置传感器设置在液压缸的正中心,所述位置传感器设置在液压缸的推杆上。优选地,所述位置传感器为磁致位置传感器。优选地,所述液压集成阀块的进油口A通过三通接头分别与液压缸的无杆腔和蓄能器相连通。进一步地,所述液压集成阀块的进油口和所述液压缸的无杆腔之间设置优先重液阀,以便促动器伸出时实现先给蓄能器冲液,然后油液再进入液压缸的无杆腔。液压集成阀块的进油口和液压缸的无杆腔之间设置优先重液阀11,当促动器伸出时实现先给蓄能器冲液,然后油液再进入液压缸的无杆腔,如图2所示。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,其包括固定支架、液压泵站、液压缸、排气阀、位置传感器和温度传感器;
所述液压泵站通过所述固定支架固定至所述液压缸,所述液压泵站为液压集成阀块,其包括电机、齿轮泵、液控单向阀、溢流阀和蓄能器,所述齿轮泵由所述电机驱动以输出高压油,所述齿轮泵的泄漏油口通过管路T1连接至蓄能器;
所述液压集成阀块设置有进油口A和出油口B,所述齿轮泵设置有进油口和出油口;所述齿轮泵的进油口与所述液压集成阀块的进油口A通过管路连通;齿轮泵的进油口与所述液控单向阀的控制油口连通;
所述液压缸设有有杆腔和无杆腔,所述液压集成阀块的出油口B与所述液压缸的有杆腔相连通,所述液压集成阀块的进油口A分别与所述液压缸的无杆腔和所述蓄能器相连通,所述液压集成阀块的出油口B和所述齿轮泵的出油口之间设置液控单向阀,所述液压集成阀块上设置有与所述液压缸的有杆腔接通的压力传感器,所述齿轮泵的出油口与液压集成阀块的出油口之间通过管路连通;所述溢流阀的入口与齿轮泵的出油口相连通,溢流阀的出口通过管路T连接至蓄能器,所述位置传感器设置在所述液压缸内,所述位置传感器检测液压缸伸出的位置,液压缸设置有排气阀;液压集成阀块设置有与液压缸的无杆腔接通的测压接口KB,所述测压接口KB位于齿轮泵2的进油口和蓄能器之间;所述温度传感器与所述蓄能器相连,所述温度传感器实时输出蓄能器中的油液的温度。
2.如权利要求1所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述压力传感器设置在所述液控单向阀的出口与所述液压集成阀块的出油口B之间。
3.如权利要求2所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述蓄能器与所述液压缸的无杆腔通过第一管路连通;所述液压集成阀块的出油口与所述液压缸的有杆腔通过第二管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述液压缸的无杆腔通过第三管路连通;所述齿轮泵的出油口与所述液压集成阀块的出油口之间通过第四管路连通;所述液压集成阀块的进油口与所述蓄能器通过第五管路直接连通。
4.如权利要求3所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述压力传感器设置在所述液控单向阀和所述液压集成阀块的出油口B之间的第四管路上。
5.如权利要求4所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述排气阀包括第一排气阀和第二排气阀,其分别设置在所述液压缸的缸体的两个端部,所述第一排气阀连通所述有杆腔,所述第二排气阀连通无杆腔,所述第一排气阀和第二排气阀用于系统含气量大时,排出系统气泡。
6.如权利要求5所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述蓄能器用作油箱,且蓄能器具有第一预设压力。
7.如权利要求6所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述位置传感器设置在液压缸的正中心,所述位置传感器设置在液压缸的推杆上。
8.如权利要求7所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述位置传感器为磁致位置传感器。
9.如权利要求8所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述液压集成阀块的进油口A通过三通接头分别与液压缸的无杆腔和蓄能器相连通。
10.如权利要求9所述的面向超越负载可精确保位控制的电液驱动单元,其特征在于,所述液压集成阀块的进油口和所述液压缸的无杆腔之间设置优先重液阀,以便促动器伸出时实现先给蓄能器冲液,然后油液再进入液压缸的无杆腔。
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