CN111120423B - 一种用于舵机的液压加载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种用于舵机的液压加载系统，包括：阀集成块、第一液压缸、第二液压缸、第一蓄能器、第二蓄能器、台架、伺服阀组件和截止阀组件；阀集成块、第一蓄能器和第二蓄能器固定于所述台架，第一液压缸、第二液压缸分别与阀集成块连接，阀集成块供油口与供油管路连接，阀集成块回油口与回油管路连接；阀集成块供油口与供油管路之间连接有第一蓄能器，所述阀集成块回油口与回油管路之间连接有第二蓄能器；伺服阀组件和截止阀组件安装于所述阀集成块。本发明实施例提供了一种用于舵机的液压加载系统通过阀块上截止阀的开/关的组合并结合伺服阀的控制，实现多种油路配置与液压加载。

Description

一种用于舵机的液压加载系统
技术领域
本发明涉及液压加载技术领域，尤其涉及一种用于舵机的液压加载系统。
背景技术
液压系统具有承载力大、功率-重量比大等优点，在工业生产、航空航天、船舶等领域起着重要的作用。船舶领域作为工业领域的重要分支，其舵机的性能测试在舵机设计中至关重要。
由于水下环境复杂多变，船舶舵机的负载模拟一般具有输出力大、惯性大与负载流量大等特点，常采用液压驱动的方案作为舵机的负载模拟加载方式。然而目前已有的液压加载系统多存在通用性差、整体结构庞大、安装调试不便等缺点，所以设计新型集成化与多功能的液压加载系统是舵机负载加载系统的趋势。
发明内容
本发明的实施例提供了一种用于舵机的液压加载系统，以克服现有技术的缺陷。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种用于舵机的液压加载系统，包括：
阀集成块、第一液压缸、第二液压缸、第一蓄能器、第二蓄能器、台架、伺服阀组件和截止阀组件；
所述阀集成块、第一蓄能器和第二蓄能器固定于所述台架，所述第一液压缸、第二液压缸分别与阀集成块连接，阀集成块供油口与供油管路连接，阀集成块回油口与回油管路连接；
所述阀集成块供油口与供油管路之间连接有第一蓄能器，所述阀集成块回油口与回油管路之间连接有第二蓄能器；
所述伺服阀组件和截止阀组件安装于所述阀集成块。
优选地，所述伺服阀组件包括：第一伺服阀和第二伺服阀；
所述截止阀组件包括：第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀。
优选地，所述第一液压缸和第二液压缸分别包括有杆腔和无杆腔；
所述第一液压缸的有杆腔、第一截止阀和第二液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一液压缸的无杆腔、第二截止阀和第二液压缸的无杆腔依次连接；
所述第二液压缸的无杆腔、第三截止阀和第二液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一液压缸的无杆腔、第四截止阀和第一液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一蓄能器分别与第一伺服阀供油口输入端、第二伺服阀供油口输入端连接，所述第二蓄能器分别与第一伺服阀回油口输入端、第二伺服阀回油口输入端连接，所述第一伺服阀的两个输出端分别与第一液压缸的不同腔室连接，所述第二伺服阀的两个输出端分别与第二液压缸的不同腔室连接。
优选地，所述台架包括：下层台架底座和上层安装架。
优选地，所述系统还包括压力传感器和压力表。
优选地，所述压力传感器包括：第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器；
所述第一压力传感器接入供油管路，用于测量伺服阀的供油口压力；
所述第二压力传感器接入回油管路，用于测量伺服阀的回油口压力；
所述第三压力传感器接入第一液压缸无杆腔油路，测量第一液压缸无杆腔压力；
所述第四压力传感器接入第一液压缸有杆腔油路，测量第一液压缸有杆腔压力；
所述第五压力传感器接入第二液压缸有杆腔油路，测量第二液压缸有杆腔压力；
所述第六压力传感器接入第二液压缸无杆腔油路，测量第二液压缸无杆腔压力。
优选地，所述第一压力传感器连接有第一压力表，所述第二压力传感器连接有第二压力表，所述第三压力传感器连接有第三压力表，所述第四压力传感器连接有第四压力表，所述第五压力传感器连接有第五压力表，所述第六压力传感器连接有第六压力表。
优选地，所述阀集成块通过螺栓固定在台架底座上，所述第一蓄能器、第二蓄能器、第一压力表、第二压力表、第三压力表、第四压力表、第五压力表和第六压力表固定于所述台架的上层安装架。
优选地，所述第一伺服阀和第二伺服阀安装于所述阀集成块的上端面；
所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器安装于所述阀集成块的侧面。
优选地，所述第一伺服阀和第二伺服阀为三位四通电液伺服阀。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供一种用于舵机的液压加载系统，该加载系统能够实现对两个液压缸的多种加载方式，可实现不同的舵机加载测试实验，模块化与集成式的结构设计使其加载系统结构紧凑，通用性强、安装调试方便。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于舵机的液压加载系统的阀集成块原理图；
图2为本发明实施例提供的一种用于舵机的液压加载系统的阀集成块与部分元件装配示意图；
图3为本发明实施例提供的一种用于舵机的液压加载系统的阀集成块与部分元件左视图；
图4为本发明实施例提供的一种用于舵机的液压加载系统的阀集成块与部分元件前视图；
图5为本发明实施例提供的一种用于舵机的液压加载系统的整体装配示意图。
附图标记
1、阀集成块；2、第一液压缸；3、第二液压缸；4、第一蓄能器；5、第二蓄能器；6、台架；7、第一压力传感器；8、第二压力传感器；9、第三压力传感器；10、第四压力传感器；11、第五压力传感器；12、第六压力传感器；13、第一压力表；14、第二压力表；15、第三压力表；16、第四压力表；17、第五压力表；18、第六压力表；19、第一电液伺服阀；20、第二电液伺服阀；21、第一截止阀；22、第二截止阀；23、第三截止阀；24、第四截止阀；25、第一蓄能器接口；26、第二蓄能器接口；27、第一液压缸有杆腔接口；28、第一液压缸无杆腔接口；29、阀集成块供油口P；30、阀集成块回油口T；31、第二液压缸有杆腔接口；32、第二液压缸无杆腔接口；33、第一压力表接口；34、第二压力表接口；35、第三压力表接口；36、第四压力表接口；37、第五压力表接口；38、第六压力表接口；39、压力表安装板；40、下层台架底座；41、上层安装架；42、SAE法兰堵头。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明实施例提供一种用于舵机的液压加载系统，如图1所示，包括：阀集成块1、第一液压缸2、第二液压缸3、第一蓄能器4、第二蓄能器5、台架6、伺服阀组件、截止阀组件、第一压力传感器7、第二压力传感器8、第三压力传感器9、第四压力传感器10、第五压力传感器11、第六压力传感器12、第一压力表13、第二压力表14、第三压力表15、第四压力表16、第五压力表17和第六压力表18。其中，伺服阀组件包括：第一电液伺服阀19和第二电液伺服阀20，第一电液伺服阀19和第二电液伺服阀20为三位四通电液伺服阀；截止阀组件包括：第一截止阀21、第二截止阀22、第三截止阀23和第四截止阀24；第一液压缸2和第二液压缸3分别包括有杆腔和无杆腔。
阀集成块1、第一蓄能器4和第二蓄能器5固定于台架6，第一液压缸2、第二液压缸3分别与阀集成块1连接，阀集成块供油口P与供油管路连接，阀集成块回油口T与回油管路连接。阀集成块供油口P与供油管路之间连接有第一蓄能器4，阀集成块回油口T与回油管路之间连接有第二蓄能器5。伺服阀组件和截止阀组件安装于阀集成块，用于实现多种油路配置与液压加载。
供油管路与第一蓄能器4、第一电液伺服阀供油口输入端、第二电液伺服阀供油口输入端连接；第一电液伺服阀的两个输出端分别与第一液压缸有杆腔、第一液压缸无杆腔连接。第一压力传感器7和第一压力表13接入供油管路，用于测量伺服阀的供油口压力；第三压力传感器9和第三压力表15接入第一液压缸无杆腔油路，测量第一液压缸无杆腔压力；第四压力传感器10和第四压力表16接入第一液压缸有杆腔油路，测量第一液压缸有杆腔压力。
回油管路与第二蓄能器5、第一电液伺服阀回油口输入端、第二电液伺服阀回油口输入端连接；第二电液伺服阀的两个输出端分别与第二液压缸有杆腔、第二液压缸无杆腔连接。第二压力传感器8和第一压力表14接入回油管路，用于测量伺服阀的回油口压力；第五压力传感器11和第五压力表17接入第二液压缸有杆腔油路，测量第二液压缸有杆腔压力；第六压力传感器12和第六压力表18接入第二液压缸无杆腔油路，测量第二液压缸无杆腔压力。
其中，第一液压缸的有杆腔、第一截止阀21和第二液压缸的有杆腔依次连接；第一液压缸的无杆腔、第二截止阀22和第二液压缸的无杆腔依次连接；第二液压缸无杆腔、第三截止阀23和第二液压缸有杆腔依次连接；第一液压缸无杆腔、第四截止阀24和第一液压缸有杆腔依次连接。
如图1所示原理图，根据截止阀的开关组合与伺服阀的控制可实现如下控制方案：
方案1、在进行实验前，关闭第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀与第四截止阀。此时第一电液伺服阀独立加载第一液压缸，同理第二伺服阀独立控制加载第二液压缸。这种状态下可实现两个液压缸同时加载的实验，如其中一个液压缸采用位置闭环控制而另一个液压缸采用力闭环控制，此时的两个液压缸可以实现不同信号加载。也可以通过机械连接方式，使其中一个液压缸模拟负载，而另一个加载液压缸模拟舵机机构，完成实验测试。
方案2、在进行实验前，打开第一截止阀与第二截止阀，关闭第三截止阀与第四截止阀。此时可以实现一阀控双缸，即仅使用任意一个伺服阀，而另一个伺服阀处于中位状态，通过控制一个伺服阀可以实现两个液压缸的同时加载，可满足大扭矩负载的船舶舵机加载实验。
方案3、在进行实验前，关闭第一截止阀与第二截止阀，此时第一液压缸与第二液压缸独立控制。由于伺服阀存在零漂，而且两个液压缸都已安装于舵机加载装置上拆卸不变，如果想要单独调节一个伺服阀补偿零漂，可通过打开另一个伺服阀对应的加载液压缸的截止阀，如调试第一电液伺服阀，可通过打开第三截止阀，此时第四截止阀应处于关闭状态，使加载液压缸处于旁通状态，此时该液压缸两腔的压力基本相同，液压缸输出力保持为零。
如图2-4所示，本发明的具体实施方式如下：
根据不同施工现场情况，为了便于液压系统安装与调试，首先应考虑固定台架位置，综合考虑台架与舵机加载机构，台架与油路管路的距离，同时还要保证设备附近空旷，便于截止阀的操作。
台架6包括：下层台架底座40和上层安装架41。
阀集成块通过螺栓固定在下层台架底座40上，第一蓄能器4、第二蓄能器5、第一压力表13、第二压力表14、第三压力表15、第四压力表16、第五压力表17和第六压力表18固定于台架的上层安装架41。
阀集成块上具有：第一蓄能器接口25、第二蓄能器接口26、第一液压缸有杆腔接口27、第一液压缸无杆腔接口28、阀集成块供油口P29、阀集成块回油口T30、第二液压缸有杆腔接口31、第二液压缸无杆腔接口32、第一压力表接口33、第二压力表接口34、第三压力表接口35、第四压力表接口36、第五压力表接口37、第六压力表接口38和SAE法兰堵头42。
阀集成块的供油口P29与回油口T30通过钢丝增强液压橡胶软管(SAE法兰式软管接头)与SAE法兰连接，软管另一端连接液压油源的供油与回油管路。
由于两个蓄能器的安装位置相对阀集成块固定，采用金属无缝钢管与SAE对开法兰连接。
阀集成块的两侧分别有两个法兰接口，分别对应于第一液压缸与第二液压缸的有杆腔与无杆腔，通过钢丝增强液压橡胶软管连接。
第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀通过螺栓固定于阀集成块的正面，压力传感器为插装式，通过螺纹口安装于阀集成块侧面，压力表与阀集成块上的压力表接口连接。
综上所述，本发明实施例提供一种用于舵机的液压加载系统，通过阀块上的多个截止阀的开/关的组合并结合伺服阀的控制，可以实现多种舵机加载的调试与实验方案，能够适应各种大范围力矩加载与多种不同结构的加载机构的应用，具有较强的通用性，同时集成式的结构使其整体结构紧凑，外置的主要液压元器件方便安装拆卸，便于维护与调试。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于舵机的液压加载系统，其特征在于，包括：
阀集成块、第一液压缸、第二液压缸、第一蓄能器、第二蓄能器、台架、伺服阀组件和截止阀组件；
所述阀集成块、第一蓄能器和第二蓄能器固定于所述台架，所述第一液压缸、第二液压缸分别与阀集成块连接，阀集成块供油口与供油管路连接，阀集成块回油口与回油管路连接；
所述阀集成块供油口与供油管路之间连接有第一蓄能器，所述阀集成块回油口与回油管路之间连接有第二蓄能器；
所述伺服阀组件和截止阀组件安装于所述阀集成块；
所述伺服阀组件包括：第一伺服阀和第二伺服阀；
所述截止阀组件包括：第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀和第四截止阀；
所述第一液压缸和第二液压缸分别包括有杆腔和无杆腔；
所述第一液压缸的有杆腔、第一截止阀和第二液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一液压缸的无杆腔、第二截止阀和第二液压缸的无杆腔依次连接；
所述第二液压缸的无杆腔、第三截止阀和第二液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一液压缸的无杆腔、第四截止阀和第一液压缸的有杆腔依次连接；
所述第一蓄能器分别与第一伺服阀供油口输入端、第二伺服阀供油口输入端连接，所述第二蓄能器分别与第一伺服阀回油口输入端、第二伺服阀回油口输入端连接，所述第一伺服阀的两个输出端分别与第一液压缸的不同腔室连接，所述第二伺服阀的两个输出端分别与第二液压缸的不同腔室连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述台架包括：下层台架底座和上层安装架。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括压力传感器和压力表。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压力传感器包括：第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器；
所述第一压力传感器接入供油管路，用于测量伺服阀的供油口压力；
所述第二压力传感器接入回油管路，用于测量伺服阀的回油口压力；
所述第三压力传感器接入第一液压缸无杆腔油路，测量第一液压缸无杆腔压力；
所述第四压力传感器接入第一液压缸有杆腔油路，测量第一液压缸有杆腔压力；
所述第五压力传感器接入第二液压缸有杆腔油路，测量第二液压缸有杆腔压力；
所述第六压力传感器接入第二液压缸无杆腔油路，测量第二液压缸无杆腔压力。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一压力传感器连接有第一压力表，所述第二压力传感器连接有第二压力表，所述第三压力传感器连接有第三压力表，所述第四压力传感器连接有第四压力表，所述第五压力传感器连接有第五压力表，所述第六压力传感器连接有第六压力表。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述阀集成块通过螺栓固定在台架底座上，所述第一蓄能器、第二蓄能器、第一压力表、第二压力表、第三压力表、第四压力表、第五压力表和第六压力表固定于所述台架的上层安装架。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一伺服阀和第二伺服阀安装于所述阀集成块的上端面；
所述第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器安装于所述阀集成块的侧面。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一伺服阀和第二伺服阀为三位四通电液伺服阀。
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