CN111810465B - 舵机的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种舵机的液压控制系统，包括：驱动泵模块、控制模块、换向模块和油箱，换向模块具有换向状态和锁止状态，换向模块的换向状态和锁止状态根据换向模块第一油口和第二油口的压力确定，驱动泵模块包括变量泵、控制泵和变量液压缸，变量泵的第一油口和第二油口分别与换向模块的第一油口和第二油口连通，控制模块的第一油口与变量泵的第一油口连通，控制模块的第二油口与换向模块的第二油口连通，控制泵的第一油口与油箱连通，控制泵的第二油口可选择地与控制模块的第一控制油口和/或第二控制油口连通，控制模块具有第一状态和第二状态。本公开能有效防止舵机出现“跑舵”的现象，提高液压系统的安全稳定性。

Description

舵机的液压控制系统

技术领域

本公开涉及液压控制技术领域，特别涉及一种舵机的液压控制系统。

背景技术

舵机是保证船舶安全航行的重要设备，其功能是按照操船者的意图操纵船舵，使得船舵左右偏转或者保持中位，以改变或保持船舶的航向。舵机通常采用液压系统控制，通过液压系统驱动舵机的四个油缸伸缩使舵机转动，从而实现船舶的转向。

相关技术中，驱动舵机的油缸的回油管路上都设置有单向阀，用于在控制舵机停止转动(锁止舵机)时，限制油缸内的油液流动，以阻止四个油缸伸缩，防止舵机转动。

然而，若液压系统内的单向阀关闭不严或出现磨损，使得液压系统不能及时限制油缸内的油液流动，实现自锁。继而导致液压系统的主泵在不工作时，油液也会驱动舵机的油缸动作，造成舵机“跑舵”的现象，使得液压系统的安全稳定性较差。

发明内容

本公开实施例提供了一种舵机的液压控制系统，能有效防止舵机出现“跑舵”的现象，提高液压系统的安全稳定性。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种舵机的液压控制系统，所述液压控制系统包括：驱动泵模块、控制模块、换向模块和油箱，所述换向模块具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述换向模块的第三油口与用于控制舵机顺时针转动的油缸的油腔连通，所述换向模块的第四油口与用于控制舵机逆时针转动的油缸的油腔连通，所述换向模块具有换向状态和锁止状态，所述换向模块位于所述换向状态时，所述换向模块的第一油口和所述换向模块的第三油口连通，所述换向模块的第二油口和所述换向模块的第四油口连通，所述换向模块位于所述锁止状态时，所述换向模块的第三油口与所述换向模块的第一油口单向导通，所述换向模块的第四油口与所述换向模块的第二油口单向导通，且所述换向模块的第一油口和所述换向模块的第二油口为进油口，所述换向模块的第三油口和所述换向模块的第四油口为出油口，所述换向模块的第一油口和所述换向模块的第二油口的压力不同时，所述换向模块位于所述换向状态，所述换向模块的第一油口和所述换向模块的第二油口的压力相同时，所述换向模块位于所述锁止状态，所述驱动泵模块包括变量泵、控制泵和用于控制所述变量泵的斜盘的变量液压缸，所述变量泵和所述控制泵均具有第一油口和第二油口，所述变量泵的第一油口与所述换向模块的第一油口连通，所述变量泵的第二油口与所述换向模块的第二油口连通，所述变量液压缸的活塞杆与所述变量泵的斜盘连接，所述控制模块具有第一油口、第二油口、第一控制油口和第二控制油口，所述控制模块的第一油口与所述变量泵的第一油口连通，所述控制模块的第二油口与所述换向模块的第二油口连通，所述变量液压缸具有第一油腔和第二油腔，所述变量液压缸的第一油腔与所述控制模块的第一控制油口连通，所述变量液压缸的第二油腔与所述控制模块的第二控制油口连通，所述控制泵的第一油口与所述油箱连通，所述控制泵的第二油口可选择地与所述控制模块的第一控制油口和/或所述控制模块的第二控制油口连通，所述控制模块具有第一状态和第二状态，所述控制模块位于所述第一状态时，所述控制模块的第一油口与所述控制模块的第二油口断开，所述控制模块位于所述第二状态时，所述控制模块的第一油口与所述控制模块的第二油口连通，所述控制泵的第二油口与所述控制模块的第一控制油口或所述控制模块的第二控制油口连通时，所述控制模块位于所述第一状态，所述控制泵的第二油口与所述控制模块的第一控制油口和所述控制模块的第二控制油口连通时，所述控制模块位于所述第二状态。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述控制模块包括第一控制阀和第二控制阀，所述第一控制阀具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述第二控制阀具有第一油口、第二油口、第一液控口和第二液控口，所述第一控制阀的第二油口与所述油箱连通，所述第一控制阀的第二油口与所述控制泵的第二油口连通，所述第一控制阀的第三油口与所述第二控制阀的第一液控口连通，所述第一控制阀的第四油口与所述第二控制阀的第二液控口连通，所述第二控制阀的第一油口与所述变量泵的第一油口连通，所述第二控制阀的第二油口与所述换向模块的第二油口连通，所述第一控制阀具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第一控制阀可选择地切换至所述第一位置、所述第二位置或所述第三位置，所述第一控制阀位于所述第一位置时，所述第一控制阀的第一油口与所述第一控制阀的第三油口连通，所述第一控制阀的第二油口与所述第一控制阀的第四油口连通，所述第一控制阀位于所述第二位置时，所述第一控制阀的第一油口与所述第一控制阀的第四油口连通，所述第一控制阀的第二油口与所述第一控制阀的第三油口连通，所述第一控制阀位于所述第三位置时，所述第一控制阀的第一油口同时与所述第一控制阀的第三油口和所述第一控制阀的第四油口连通，所述第一控制阀的第二油口封闭，所述第二控制阀的第一液控口和所述第二控制阀的第二液控口处的压力相同时，所述第二控制阀的第一油口和所述第二控制阀的第二油口连通，所述第二控制阀的第一液控口和所述第二控制阀的第二液控口处的压力不同时，所述第二控制阀的第一油口和所述第二控制阀的第二油口断开，所述变量液压缸的第一油腔连接在所述第一控制阀的第三油口和所述第二控制阀的第一液控口之间的油路上，所述变量液压缸的第二油腔连接在所述第一控制阀的第四油口与所述第二控制阀的第二液控口之间的油路上。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述第一控制阀为三位四通电磁换向阀，所述第二控制阀为三位二通液控换向阀。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述换向模块为三位四通阀，所述三位四通阀具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第一液控口和第二液控口，所述三位四通阀的第一油口与所述变量泵的第一油口连通，所述三位四通阀的第二油口与所述变量泵的第二油口连通，所述三位四通阀的第三油口与用于控制舵机顺时针转动的油缸的油腔连通，所述三位四通阀的第四油口与用于控制舵机逆时针转动的油缸的油腔连通，所述三位四通阀的第一液控口与所述变量泵的第一油口连通，所述三位四通阀的第二液控口与所述变量泵的第二油口连通，所述三位四通阀处于第一位置时，所述三位四通阀的第一油口和所述三位四通阀的第三油口单向导通，且所述三位四通阀的第一油口为进油口，所述三位四通阀的第三油口为出油口，所述三位四通阀的第二油口和所述三位四通阀的第四油口连通，所述三位四通阀处于第二位置时，所述三位四通阀的第一油口和所述三位四通阀的第三油口连通，所述三位四通阀的第二油口和所述三位四通阀的第四油口单向导通，且所述三位四通阀的第二油口为进油口，所述三位四通阀的第四油口为出油口，所述三位四通阀处于第三位置时，所述三位四通阀的第三油口与所述三位四通阀的第一油口单向导通，所述三位四通阀的第四油口与所述三位四通阀的第二油口单向导通，且所述三位四通阀的第一油口和所述三位四通阀的第二油口为进油口，所述三位四通阀的第三油口和所述三位四通阀的第四油口为出油口。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述驱动泵模块还包括第一单向阀、第二单向阀和补油泵，所述第一单向阀的进油口和所述第二单向阀的进油口连通，所述第一单向阀的出油口与所述变量泵的第一油口连通，所述第二单向阀的出油口与所述变量泵的第二油口连通，所述补油泵的第一油口与所述油箱连通，所述补油泵的第二油口连接在所述第一单向阀的进油口和所述第二单向阀的进油口之间的油路上。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述驱动泵模块还包括第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器位于所述控制泵和所述控制模块之间的油路上，所述第二过滤器位于所述补油泵和所述第一单向阀之间的油路上。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述驱动泵模块还包括第一安全阀和所述第二安全阀，所述第一安全阀的进油口与所述控制泵的第二油口连通，所述第一安全阀的出油口与所述油箱连通，所述第二安全阀的进油口与所述补油泵的第二油口连通，所述第二安全阀的出油口与所述油箱连通。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述驱动泵模块还包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述变量泵的传动轴传动，所述变量泵的传动轴、所述控制泵的传动轴和所述补油泵的传动轴均同轴连接。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀的进油口与所述换向模块的第三油口连通，所述第四单向阀的进油口与所述换向模块的第四油口连通，所述第三单向阀的出油口和所述第四单向阀的出油口连通，且所述第三单向阀的出油口与所述油箱连通。

在本公开实施例的一种实现方式中，所述液压控制系统还包括第三安全阀，所述第二安全阀的进油口连接在所述第三单向阀的出油口和所述第四单向阀的出油口之间的油路上，所述第二安全阀的出油口与所述油箱连通。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例的液压控制系统中变量泵的第一油口与换向模块的第一油口连通，变量泵的第二油口与换向模块的第二油口连通，这样变量泵将油液从变量泵的一个油口输送至另一个油口，使变量泵的两个油口出现压力差，从而得以将变量泵处的油液输送至换向模块的第一油口和第二油口。

由于换向模块具有换向状态和锁止状态，且换向模块位于换向状态时，换向模块的第一油口和换向模块的第三油口连通，换向模块的第二油口和换向模块的第四油口连通。同时，由于变量泵的两个油口存在压力差时，换向模块处于换向状态，也即在换向状态下，变量泵开始工作，且变量泵输出的油液可以泵送至换向模块的第三油口或换向模块的第四油口，并通过换向模块输送至控制舵机转动的油缸，控制舵机的油缸伸缩，从而实现控制舵机转动的目的。

且换向模块位于锁止状态时，换向模块的第三油口与换向模块的第一油口单向导通，换向模块的第四油口与换向模块的第二油口单向导通。同时，由于换向模块的第一油口和换向模块的第二油口的压力相同时，换向模块位于锁止状态。也即在锁止状态下，变量泵停止工作，变量泵的两个油口处的压力相同，此时变量泵不泵送油液驱动控制舵机的油缸工作。此时，由于换向模块的第三油口与换向模块的第一油口单向导通，换向模块的第四油口与换向模块的第二油口单向导通，因而能防止控制舵机的油缸内的油液流动，从而避免进入驱动舵机的油缸内的油液会继续驱动舵机的油缸动作，实现初步防止舵机“跑舵”的问题。

同时，控制模块具有第一状态和第二状态，控制模块位于第一状态时，控制模块的第一油口与控制模块的第二油口断开。由于控制泵的第二油口与控制模块的第一控制油口或控制模块的第二控制油口连通时，控制模块位于第一状态，且变量液压缸的两个油腔分别与两个控制油口连通。也即是，控制模块位于第一状态时，变量液压缸的油腔会进油，从而控制变量泵的斜盘变化，得以控制变量液压泵正转或反转，使得变量泵工作。此时换向模块也对应进入到换向状态，且控制模块的第一油口与控制模块的第二油口是断开的，避免控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵中压力较高的油口，而使控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵中压力较低的油口，实现变量泵和控制舵机的油缸之间油路的循环，使得变量泵和控制舵机的油缸能正常工作。

而控制模块位于第二状态时，控制模块的第一油口与控制模块的第二油口连通。由于控制泵的第二油口与控制模块的第一控制油口和控制模块的第二控制油口连通时，控制模块位于第二状态，且变量液压缸的两个油腔分别与两个控制油口连通。也即是，控制模块位于第二状态时，变量液压缸的两个油腔会同时进油，由于变量液压缸的两个油腔均由控制泵输送油液，也即变量液压缸的两个油腔处的压力相同，因此控制变量泵的斜盘无偏转，使得变量泵停止工作变量泵的两个油口处的压力相同。此时换向模块也对应进入到锁止状态，且控制模块的第一油口与控制模块的第二油口是连通的，使得控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵，且使得变量泵的两个油口处于连通状态，以使得油液也不会继续通过换向模块进入到控制舵机的油缸。即使出现液压控制系统不能及时限制油缸内的油液流动，无法自锁的情况，由于变量泵的两个油口是连通的，也即变量泵的两个油口通过控制模块实现油路的循环，可以避免变量泵不工作时，变量泵中的油液会进入控制舵机的油缸，从而避免油液进入驱动舵机的油缸驱动舵机的油缸动作，进一步防止舵机出现“跑舵”的问题，提高液压系统的安全稳定性。

同时，该液压控制系统的变量泵工作过程中，变量泵和控制舵机的油缸之间油路是循环的，即形成了一种闭式回路，因而无需为变量泵设置油箱，同时闭式回路能隔离外界干扰，使液压控制系统的稳定性较好；且该液压控制系统中设置的油箱是用于控制泵的油液输出，由于控制泵的排量较小，因而油箱的体积也较小，因此使得整个液压控制系统的油箱管路占用体积小，可以与舵机集成一体，大大节约安装空间。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种舵机的液压控制系统的示意图；

图2是本公开实施例提供的一种舵机的液压控制系统的液压原理图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

图1是本公开实施例提供的一种舵机的液压控制系统的示意图。如图1所示，该液压控制系统包括：驱动泵模块200、控制模块300、换向模块100和油箱400。

如图1所示，换向模块100具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，换向模块100的第三油口103与用于控制舵机顺时针转动的油缸501的油腔连通，换向模块100的第四油口104与用于控制舵机逆时针转动的油缸502的油腔连通。

其中，换向模块100具有换向状态和锁止状态，换向模块100位于换向状态时，换向模块100的第一油口101和换向模块100的第三油口103连通，换向模块100的第二油口102和换向模块100的第四油口104连通。换向模块100位于锁止状态时，换向模块100的第三油口103与换向模块100的第一油口101单向导通，换向模块100的第四油口104与换向模块100的第二油口102单向导通，且换向模块100的第一油口101和换向模块100的第二油口102为进油口，换向模块100的第三油口103和换向模块100的第四油口104为出油口。换向模块100的第一油口101和换向模块100的第二油口102的压力不同时，换向模块100位于换向状态。换向模块100的第一油口101和换向模块100的第二油口102的压力相同时，换向模块100位于锁止状态。

如图1所示，驱动泵模块200包括变量泵210、控制泵220和用于控制变量泵210的斜盘的变量液压缸230，变量泵210和控制泵220均具有第一油口和第二油口，变量泵210的第一油口211与换向模块100的第一油口101连通，变量泵210的第二油口212与换向模块100的第二油口102连通，变量液压缸230的活塞杆与变量泵210的斜盘连接，控制模块300具有第一油口、第二油口、第一控制油口和第二控制油口，控制模块300的第一油口301与变量泵210的第一油口211连通，控制模块300的第二油口302与换向模块100的第二油口102连通，变量液压缸230具有第一油腔和第二油腔，变量液压缸230的第一油腔231与控制模块300的第一控制油口303连通，变量液压缸230的第二油腔232与控制模块300的第二控制油口304连通。

如图1所示，控制泵220的第一油口与油箱400连通，控制泵220的第二油口可选择地与控制模块300的第一控制油口303和/或控制模块300的第二控制油口304连通。

其中，控制模块300具有第一状态和第二状态，控制模块300位于第一状态时，控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302断开。控制模块300位于第二状态时，控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302连通。控制泵220的第二油口与控制模块300的第一控制油口303或控制模块300的第二控制油口304连通时，控制模块300位于第一状态。控制泵220的第二油口与控制模块300的第一控制油口303和控制模块300的第二控制油口304连通时，控制模块300位于第二状态。

本公开实施例的液压控制系统中变量泵210的第一油口211与换向模块100的第一油口101连通，变量泵210的第二油口212与换向模块100的第二油口102连通，这样变量泵210将油液从变量泵210的一个油口输送至另一个油口，使变量泵210的两个油口出现压力差，从而得以将变量泵210处的油液输送至换向模块100的第一油口101和第二油口。

由于换向模块100具有换向状态和锁止状态，且换向模块100位于换向状态时，换向模块100的第一油口101和换向模块100的第三油口103连通，换向模块100的第二油口102和换向模块100的第四油口104连通。同时，由于变量泵210的两个油口存在压力差时，换向模块100处于换向状态，也即在换向状态下，变量泵210开始工作，且变量泵210输出的油液可以泵送至换向模块100的第三油口103或换向模块100的第四油口104，并通过换向模块100输送至控制舵机转动的油缸，控制舵机的油缸伸缩，从而实现控制舵机转动的目的。

且换向模块100位于锁止状态时，换向模块100的第三油口103与换向模块100的第一油口101单向导通，换向模块100的第四油口104与换向模块100的第二油口102单向导通。同时，由于换向模块100的第一油口101和换向模块100的第二油口102的压力相同时，换向模块100位于锁止状态。也即在锁止状态下，变量泵210停止工作，变量泵210的两个油口处的压力相同，此时变量泵210不泵送油液驱动控制舵机的油缸工作。此时，由于换向模块100的第三油口103与换向模块100的第一油口101单向导通，换向模块100的第四油口104与换向模块100的第二油口102单向导通，因而能防止控制舵机的油缸内的油液流动，从而避免进入驱动舵机的油缸内的油液会继续驱动舵机的油缸动作，实现初步防止舵机“跑舵”的问题。

同时，控制模块300具有第一状态和第二状态，控制模块300位于第一状态时，控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302断开。由于控制泵220的第二油口与控制模块300的第一控制油口303或控制模块300的第二控制油口304连通时，控制模块300位于第一状态，且变量液压缸230的两个油腔分别与两个控制油口连通。也即是，控制模块300位于第一状态时，变量液压缸230的油腔会进油，从而控制变量泵210的斜盘变化，得以控制变量液压泵正转或反转，使得变量泵210工作。此时换向模块100也对应进入到换向状态，且控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302是断开的，避免控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵210中压力较高的油口，而使控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵210中压力较低的油口，实现变量泵210和控制舵机的油缸之间油路的循环，使得变量泵210和控制舵机的油缸能正常工作。

而控制模块300位于第二状态时，控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302连通。由于控制泵220的第二油口与控制模块300的第一控制油口303和控制模块300的第二控制油口304连通时，控制模块300位于第二状态，且变量液压缸230的两个油腔分别与两个控制油口连通。也即是，控制模块300位于第二状态时，变量液压缸230的两个油腔会同时进油，由于变量液压缸230的两个油腔均由控制泵220输送油液，也即变量液压缸230的两个油腔处的压力相同，因此控制变量泵210的斜盘无偏转，使得变量泵210停止工作变量泵210的两个油口处的压力相同。此时换向模块100也对应进入到锁止状态，且控制模块300的第一油口301与控制模块300的第二油口302是连通的，使得控制舵机的油缸回流的油液返回至变量泵210，且使得变量泵210的两个油口处于连通状态，以使得油液也不会继续通过换向模块100进入到控制舵机的油缸。即使出现液压控制系统不能及时限制油缸内的油液流动，无法自锁的情况，由于变量泵210的两个油口是连通的，也即变量泵210的两个油口通过控制模块300实现油路的循环，可以避免变量泵210不工作时，变量泵210中的油液会进入控制舵机的油缸，从而避免油液进入驱动舵机的油缸驱动舵机的油缸动作，进一步防止舵机出现“跑舵”的问题，提高液压系统的安全稳定性。

同时，该液压控制系统的变量泵210工作过程中，变量泵210和控制舵机的油缸之间油路是循环的，即形成了一种闭式回路，因而无需为变量泵210设置油箱400，同时闭式回路能隔离外界干扰，使液压控制系统的稳定性较好；且该液压控制系统中设置的油箱400是用于控制泵220的油液输出，由于控制泵220的排量较小，因而油箱400的体积也较小，因此使得整个液压控制系统的油箱400管路占用体积小，可以与舵机集成一体，大大节约安装空间。

图2是本公开实施例提供的一种舵机的液压控制系统的液压原理图。如图2所示，控制模块300包括第一控制阀310和第二控制阀320，第一控制阀310具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，第二控制阀320具有第一油口、第二油口、第一液控口和第二液控口。第一控制阀310的第二油口312与油箱400连通，第一控制阀310的第二油口312与控制泵220的第二油口连通，第一控制阀310的第三油口313与第二控制阀320的第一液控口323连通，第一控制阀310的第四油口314与第二控制阀320的第二液控口324连通，第二控制阀320的第一油口321与变量泵210的第一油口211连通，第二控制阀320的第二油口322与换向模块100的第二油口102连通。

其中，第一控制阀310具有第一位置、第二位置和第三位置，第一控制阀310可选择地切换至第一位置、第二位置或第三位置，第一控制阀310位于第一位置时，第一控制阀310的第一油口311与第一控制阀310的第三油口313连通，第一控制阀310的第二油口312与第一控制阀310的第四油口314连通，第一控制阀310位于第二位置时，第一控制阀310的第一油口311与第一控制阀310的第四油口314连通，第一控制阀310的第二油口312与第一控制阀310的第三油口313连通，第一控制阀310位于第三位置时，第一控制阀310的第一油口311同时与第一控制阀310的第三油口313和第一控制阀310的第四油口314连通，第一控制阀310的第二油口312封闭。

其中，第二控制阀320的第一液控口323和第二控制阀320的第二液控口324处的压力相同时，第二控制阀320的第一油口321和第二控制阀320的第二油口322连通，第二控制阀320的第一液控口323和第二控制阀320的第二液控口324处的压力不同时，第二控制阀320的第一油口321和第二控制阀320的第二油口322断开。

如图2所示，变量液压缸230的第一油腔231连接在第一控制阀310的第三油口313和第二控制阀320的第一液控口323之间的油路上，变量液压缸230的第二油腔232连接在第一控制阀310的第四油口314与第二控制阀320的第二液控口324之间的油路上。

上述实现方式中，控制模块300的工作过程如下：当控制第一控制阀310切换至第一位置时，控制泵220泵送的油液经第一控制阀310的第一油口311流动至第一控制阀310的第三油口313，并输送至变量液压缸230的第一油腔231。如图2所示，变量液压缸230的第一油腔231为有杆腔，此时变量液压缸230的活塞杆向左移动，并带动变量泵210的斜盘向左调整一定角度。变量泵210的第二油口212为泵送油液的出油口，变量泵210的第一油口211为回收油液的进油口，此时变量泵210的第二油口212的油液压力高于变量泵210的第一油口211的油液压力。因而使得换向模块100处于换向状态，并使得变量泵210泵送的油液输入至控制舵机的油缸，以实现舵机的转向。

当控制第一控制阀310切换至第二位置时，控制泵220泵送的油液经第一控制阀310的第一油口311流动至第一控制阀310的第四油口314，并输送至变量液压缸230的第二油腔232。如图2所示，变量液压缸230的第二油腔232为无杆腔，此时变量液压缸230的活塞杆向右移动，并带动变量泵210的斜盘向右调整一定角度。变量泵210的第一油口211为泵送油液的出油口，变量泵210的第二油口212为回收油液的进油口，此时变量泵210的第一油口211的油液压力高于变量泵210的第二油口212的油液压力。因而使得换向模块100处于换向状态，并使得变量泵210泵送的油液输入至控制舵机的油缸，以实现舵机的转向。

当控制第一控制阀310切换至第三位置时，控制泵220泵送的油液经第一控制阀310的第一油口311同时流动至第一控制阀310的第三油口313和第一控制阀310的第四油口314，并同时输送至变量液压缸230的第一油腔231和变量液压缸230的第二油腔232。由于变量液压缸230的第一油腔231和变量液压缸230的第二油腔232的油液压力相同，因此变量液压缸230的活塞杆不移动，并变量泵210的斜盘处于中位。变量泵210的第一油口211和变量泵210的第二油口212连通，且变量泵210的第一油口211和变量泵210的第二油口212之间无压力差，即变量泵210不工作，无任何流量输出。因而使得换向模块100处于锁止状态，并使得控制舵机的油缸内的油液无法继续回流至变量泵210，且由于第二控制阀320的第一油口321和第二控制阀320的第二油口322连通，使得变量泵210的两个油口也是连通的，也即变量泵210的两个油口通过控制模块300实现油路的循环，可以避免变量泵210不工作时，变量泵210中的油液会进入控制舵机的油缸，从而防止舵机出现“跑舵”的问题，提高液压系统的安全稳定性。

示例性地，第一控制阀310为三位四通电磁换向阀，该三位四通电磁换向阀具有两个电磁铁，当其中一个电磁铁得电时，三位四通电磁换向阀处于第一位置，当另一个电磁铁得电时，三位四通电磁换向阀处于第二位置，当两个电磁体均不得电是，三位四通电磁换向阀处于第三位置。三位四通电磁换向阀处于不同位置时，实现不同的油口连通或隔断。

如图2所示，该三位四通电磁换向阀的右侧磁铁得电时，三位四通电磁换向阀处于第一位置，且三位四通电磁换向阀的第一位置与第一控制阀310的第一位置的状态相同；该三位四通电磁换向阀的左侧磁铁得电时，三位四通电磁换向阀处于第二位置，且三位四通电磁换向阀的第二位置与第一控制阀310的第二位置的状态相同；该三位四通电磁换向阀的两侧磁铁均不得电时，三位四通电磁换向阀处于第三位置，且三位四通电磁换向阀的第三位置与第一控制阀310的第三位置的状态相同。

示例性地，如图2所示，第二控制阀320为三位二通液控换向阀。该三位二通液控换向阀的左右两侧设置有两个液控口，当右侧的第一液控口的压力大于左侧的第二液控口的压力时，该三位二通液控换向阀处于右位，即三位二通液控换向阀的第一油口和三位二通液控换向阀的第二油口断开。当左侧的第一液控口的压力大于右侧的第二液控口的压力时，该三位二通液控换向阀处于左位，即三位二通液控换向阀的第一油口和三位二通液控换向阀的第二油口断开。当左侧的第一液控口的压力与右侧的第二液控口的压力相同时，该三位二通液控换向阀处于中位，即三位二通液控换向阀的第一油口和三位二通液控换向阀的第二油口连通。

如图2所示，换向模块100为三位四通阀110，三位四通阀110具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第一液控口和第二液控口，三位四通阀110的第一油口111与变量泵210的第一油口211连通，三位四通阀110的第二油口112与变量泵210的第二油口212连通，三位四通阀110的第三油口113与用于控制舵机顺时针转动的油缸501的油腔连通，三位四通阀110的第四油口114与用于控制舵机逆时针转动的油缸502的油腔连通，三位四通阀110的第一液控口115与变量泵210的第一油口211连通，三位四通阀110的第二液控口116与变量泵210的第二油口212连通，三位四通阀110处于第一位置时，三位四通阀110的第一油口111和三位四通阀110的第三油口113单向导通，且三位四通阀110的第一油口111为进油口，三位四通阀110的第三油口113为出油口，三位四通阀110的第二油口112和三位四通阀110的第四油口114连通，三位四通阀110处于第二位置时，三位四通阀110的第一油口111和三位四通阀110的第三油口113连通，三位四通阀110的第二油口112和三位四通阀110的第四油口114单向导通，且三位四通阀110的第二油口112为进油口，三位四通阀110的第四油口114为出油口，三位四通阀110处于第三位置时，三位四通阀110的第三油口113与三位四通阀110的第一油口111单向导通，三位四通阀110的第四油口114与三位四通阀110的第二油口112单向导通，且三位四通阀110的第一油口111和三位四通阀110的第二油口112为进油口，三位四通阀110的第三油口113和三位四通阀110的第四油口114为出油口。

上述实现方式中，三位四通阀110的工作过程如下：当变量泵210的两个油口的压力不同时，三位四通阀110的两个液控口的油液压力不同，此时三位四通阀110处于第一位置或者第二位置，也即换向模块100处于换向状态。若变量泵210的第一油口211压力大于变量泵210的第二油口212的压力，则三位四通阀110处于第一位置，即如图2所示的三位四通阀110的右位，使得变量泵210泵送的油液从三位四通阀110的第三油口113输入至用于控制舵机顺时针转动的油缸501的油腔，从而实现控制舵机顺时针转动的目的。若变量泵210的第二油口212压力大于变量泵210的第一油口211的压力，则三位四通阀110处于第二位置，即如图2所示的三位四通阀110的左位，使得变量泵210泵送的油液从三位四通阀110的第四油口114输入至用于控制舵机逆时针转动的油缸502的油腔，从而实现控制舵机逆时针转动的目的。当变量泵210的两个油口的压力相同时，此时变量泵210停止工作，三位四通阀110的两个液控口的油液压力相同，此时三位四通阀110处于第三位置，也即换向模块100处于锁止状态。三位四通阀110的第三位置为如图2所示的三位四通阀110的中位，此时进入控制舵机的油缸的油液无法回流至变量泵210，因而能防止控制舵机的油缸内的油液流动，避免油液会继续驱动舵机的油缸动作，防止舵机“跑舵”。

如图2所示，驱动泵模块200还包括第一单向阀241、第二单向阀242和补油泵250，第一单向阀241的进油口和第二单向阀242的进油口连通，第一单向阀241的出油口与变量泵210的第一油口211连通，第二单向阀242的出油口与变量泵210的第二油口212连通，补油泵250的第一油口与油箱400连通，补油泵250的第二油口连接在第一单向阀241的进油口和第二单向阀242的进油口之间的油路上。

上述实现方式中，由于变量泵210工作时，变量泵210的第一油口211和变量泵210的第二油口212始终存在一个油口的油液压力较低。为防止变量泵210工作过程中，变量泵210的一个油口出的油液压力过低，而影响正常工作，通过在变量泵210的第一油口211和变量泵210的第二油口212的油路上设置补油泵250，并利用第一单向阀241和第二单向阀242限压，得以使得补油泵250输出的油液始终输送至变量泵210的上压力较低的油口，以保证变量泵210稳定地工作。

可选地，驱动泵模块200还包括第一过滤器261和第二过滤器262，第一过滤器261位于控制泵220和控制模块300之间的油路上，第二过滤器262位于补油泵250和第一单向阀241之间的油路上。如图2所示，第一过滤器261位于控制泵220和第一控制阀310之间的油路上，第二过滤器262位于补油泵250和第一单向阀241之间的油路上。通过设置第一过滤器261和第二过滤器262能过滤掉油箱400内的残渣、杂质等颗粒物质，防止颗粒物质输送至液压控制系统内的各个部件中，对各个部件造成损伤，从而提高安全性。

如图2所示，驱动泵模块200还包括第一安全阀271和第二安全阀272，第一安全阀271的进油口与控制泵220的第二油口连通，第一安全阀271的出油口与油箱400连通，第二安全阀272的进油口与补油泵250的第二油口连通，第二安全阀272的出油口与油箱400连通。设置第一安全阀271能限制控制泵220输出的最大压力，当控制泵220输出油液压力超过第一安全阀271的限压值时，部分油液则会通过第一安全阀271返回油箱400，从而降低控制泵220输出的油液的压力，提高安全性。设置第二安全阀272能限制补油泵250输出的最大压力，当补油泵250输出油液压力超过第二安全阀272的限压值时，部分油液则会通过第二安全阀272返回油箱400，从而降低补油泵250输出的油液的压力，提高安全性。

如图2所示，驱动泵模块200还包括驱动电机280，驱动电机280的输出轴与变量泵210的传动轴传动，变量泵210的传动轴、控制泵220的传动轴和补油泵250的传动轴均同轴连接。驱动电机280的输出轴与变量泵210的传动轴同轴连接，从而将驱动电机280的动力输出至变量泵210，变量泵210的传动轴带动变量泵210的叶轮转动，使变量泵210工作。同时通过将变量泵210的传动轴、控制泵220的传动轴和补油泵250的传动轴同轴连接在一起，使得控制泵220、补油泵250和变量泵210均共用一个驱动电机280，以节省成本。

如图2所示，液压控制系统还包括第三单向阀601和第四单向阀602，第三单向阀601的进油口与换向模块100的第三油口103连通，第四单向阀602的进油口与换向模块100的第四油口104连通，第三单向阀601的出油口和第四单向阀602的出油口连通，且第三单向阀601的出油口与油箱400连通。

上述实现方式中，当控制舵机的油缸的油腔内的油液压力过大时，且油液压力超过第三单向阀601和第四单向阀602的限压值时，第三单向阀601和第四单向阀602就会导通，从而使得控制舵机的油缸得以将部分油液排至油箱400，提高液压控制系统的安全性。

如图2所示，液压控制系统还包括第三安全阀603，第二安全阀272的进油口连接在第三单向阀601的出油口和第四单向阀602的出油口之间的油路上，第二安全阀272的出油口与油箱400连通。设置第三安全阀603能限制控制舵机的油缸返排回油箱400的油液最小压力，当控制舵机的油缸输出油液压力超过第三安全阀603的限压值时，才允许部分油液通过第三安全阀603返回油箱400，从而防止控制舵机的油缸内的油液压力过低，提高液压控制系统的可靠性。

以上仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舵机的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统包括：换向模块(100)、驱动泵模块(200)、控制模块(300)和油箱(400)，

所述换向模块(100)具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述换向模块(100)的第三油口(103)与用于控制舵机顺时针转动的油缸的油腔连通，所述换向模块(100)的第四油口(104)与用于控制舵机逆时针转动的油缸的油腔连通，

所述换向模块(100)具有换向状态和锁止状态，所述换向模块(100)位于所述换向状态时，所述换向模块(100)的第一油口(101)和所述换向模块(100)的第三油口(103)连通，所述换向模块(100)的第二油口(102)和所述换向模块(100)的第四油口(104)连通，所述换向模块(100)位于所述锁止状态时，所述换向模块(100)的第三油口(103)与所述换向模块(100)的第一油口(101)单向导通，所述换向模块(100)的第四油口(104)与所述换向模块(100)的第二油口(102)单向导通，且所述换向模块(100)的第一油口(101)和所述换向模块(100)的第二油口(102)为进油口，所述换向模块(100)的第三油口(103)和所述换向模块(100)的第四油口(104)为出油口，所述换向模块(100)的第一油口(101)和所述换向模块(100)的第二油口(102)的压力不同时，所述换向模块(100)位于所述换向状态，所述换向模块(100)的第一油口(101)和所述换向模块(100)的第二油口(102)的压力相同时，所述换向模块(100)位于所述锁止状态，

所述驱动泵模块(200)包括变量泵(210)、控制泵(220)和用于控制所述变量泵(210)的斜盘的变量液压缸(230)，所述变量泵(210)和所述控制泵(220)均具有第一油口和第二油口，所述变量泵(210)的第一油口(211)与所述换向模块(100)的第一油口(101)连通，所述变量泵(210)的第二油口(212)与所述换向模块(100)的第二油口(102)连通，所述变量液压缸(230)的活塞杆与所述变量泵(210)的斜盘连接，

所述控制模块(300)具有第一油口、第二油口、第一控制油口和第二控制油口，所述控制模块(300)的第一油口(301)与所述变量泵(210)的第一油口(211)连通，所述控制模块(300)的第二油口(302)与所述换向模块(100)的第二油口(102)连通，所述变量液压缸(230)具有第一油腔和第二油腔，所述变量液压缸(230)的第一油腔(231)与所述控制模块(300)的第一控制油口(303)连通，所述变量液压缸(230)的第二油腔(232)与所述控制模块(300)的第二控制油口(304)连通，

所述控制泵(220)的第一油口与所述油箱(400)连通，所述控制泵(220)的第二油口可选择地与所述控制模块(300)的第一控制油口(303)和/或所述控制模块(300)的第二控制油口(304)连通，

所述控制模块(300)具有第一状态和第二状态，所述控制模块(300)位于所述第一状态时，所述控制模块(300)的第一油口(301)与所述控制模块(300)的第二油口(302)断开，所述控制模块(300)位于所述第二状态时，所述控制模块(300)的第一油口(301)与所述控制模块(300)的第二油口(302)连通，所述控制泵(220)的第二油口与所述控制模块(300)的第一控制油口(303)或所述控制模块(300)的第二控制油口(304)连通时，所述控制模块(300)位于所述第一状态，所述控制泵(220)的第二油口与所述控制模块(300)的第一控制油口(303)和所述控制模块(300)的第二控制油口(304)连通时，所述控制模块(300)位于所述第二状态。

2.根据权利要求1的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述控制模块(300)包括第一控制阀(310)和第二控制阀(320)，所述第一控制阀(310)具有第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述第二控制阀(320)具有第一油口、第二油口、第一液控口和第二液控口，所述第一控制阀(310)的第二油口(312)与所述油箱(400)连通，所述第一控制阀(310)的第一油口(311)与所述控制泵(220)的第二油口连通，所述第一控制阀(310)的第三油口(313)与所述第二控制阀(320)的第一液控口(323)连通，所述第一控制阀(310)的第四油口(314)与所述第二控制阀(320)的第二液控口(324)连通，所述第二控制阀(320)的第一油口(321)与所述变量泵(210)的第一油口(211)连通，所述第二控制阀(320)的第二油口(322)与所述换向模块(100)的第二油口(102)连通，

所述第一控制阀(310)具有第一位置、第二位置和第三位置，所述第一控制阀(310)可选择地切换至所述第一位置、所述第二位置或所述第三位置，所述第一控制阀(310)位于所述第一位置时，所述第一控制阀(310)的第一油口(311)与所述第一控制阀(310)的第三油口(313)连通，所述第一控制阀(310)的第二油口(312)与所述第一控制阀(310)的第四油口(314)连通，所述第一控制阀(310)位于所述第二位置时，所述第一控制阀(310)的第一油口(311)与所述第一控制阀(310)的第四油口(314)连通，所述第一控制阀(310)的第二油口(312)与所述第一控制阀(310)的第三油口(313)连通，所述第一控制阀(310)位于所述第三位置时，所述第一控制阀(310)的第一油口(311)同时与所述第一控制阀(310)的第三油口(313)和所述第一控制阀(310)的第四油口(314)连通，所述第一控制阀(310)的第二油口(312)封闭，

所述第二控制阀(320)的第一液控口(323)和所述第二控制阀(320)的第二液控口(324)处的压力相同时，所述第二控制阀(320)的第一油口(321)和所述第二控制阀(320)的第二油口(322)连通，所述第二控制阀(320)的第一液控口(323)和所述第二控制阀(320)的第二液控口(324)处的压力不同时，所述第二控制阀(320)的第一油口(321)和所述第二控制阀(320)的第二油口(322)断开，

所述变量液压缸(230)的第一油腔(231)连接在所述第一控制阀(310)的第三油口(313)和所述第二控制阀(320)的第一液控口(323)之间的油路上，所述变量液压缸(230)的第二油腔(232)连接在所述第一控制阀(310)的第四油口(314)与所述第二控制阀(320)的第二液控口(324)之间的油路上。

3.根据权利要求2所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述第一控制阀(310)为三位四通电磁换向阀，所述第二控制阀(320)为三位二通液控换向阀。

4.根据权利要求1所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述换向模块(100)为三位四通阀(110)，所述三位四通阀(110)具有第一油口、第二油口、第三油口、第四油口、第一液控口和第二液控口，所述三位四通阀(110)的第一油口(111)与所述变量泵(210)的第一油口(211)连通，所述三位四通阀(110)的第二油口(112)与所述变量泵(210)的第二油口(212)连通，所述三位四通阀(110)的第三油口(113)与用于控制舵机顺时针转动的油缸的油腔连通，所述三位四通阀(110)的第四油口(114)与用于控制舵机逆时针转动的油缸的油腔连通，所述三位四通阀(110)的第一液控口(115)与所述变量泵(210)的第一油口(211)连通，所述三位四通阀(110)的第二液控口(116)与所述变量泵(210)的第二油口(212)连通，

所述三位四通阀(110)处于第一位置时，所述三位四通阀(110)的第一油口(111)和所述三位四通阀(110)的第三油口(113)单向导通，且所述三位四通阀(110)的第一油口(111)为进油口，所述三位四通阀(110)的第三油口(113)为出油口，所述三位四通阀(110)的第二油口(112)和所述三位四通阀(110)的第四油口(114)连通，

所述三位四通阀(110)处于第二位置时，所述三位四通阀(110)的第一油口(111)和所述三位四通阀(110)的第三油口(113)连通，所述三位四通阀(110)的第二油口(112)和所述三位四通阀(110)的第四油口(114)单向导通，且所述三位四通阀(110)的第二油口(112)为进油口，所述三位四通阀(110)的第四油口(114)为出油口，

所述三位四通阀(110)处于第三位置时，所述三位四通阀(110)的第三油口(113)与所述三位四通阀(110)的第一油口(111)单向导通，所述三位四通阀(110)的第四油口(114)与所述三位四通阀(110)的第二油口(112)单向导通，且所述三位四通阀(110)的第一油口(111)和所述三位四通阀(110)的第二油口(112)为进油口，所述三位四通阀(110)的第三油口(113)和所述三位四通阀(110)的第四油口(114)为出油口。

5.根据权利要求1至4任一项所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述驱动泵模块(200)还包括第一单向阀(241)、第二单向阀(242)和补油泵(250)，所述第一单向阀(241)的进油口和所述第二单向阀(242)的进油口连通，所述第一单向阀(241)的出油口与所述变量泵(210)的第一油口(211)连通，所述第二单向阀(242)的出油口与所述变量泵(210)的第二油口(212)连通，所述补油泵(250)的第一油口与所述油箱(400)连通，所述补油泵(250)的第二油口连接在所述第一单向阀(241)的进油口和所述第二单向阀(242)的进油口之间的油路上。

6.根据权利要求5所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述驱动泵模块(200)还包括第一过滤器(261)和第二过滤器(262)，所述第一过滤器(261)位于所述控制泵(220)和所述控制模块(300)之间的油路上，所述第二过滤器(262)位于所述补油泵(250)和所述第一单向阀(241)之间的油路上。

7.根据权利要求5所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述驱动泵模块(200)还包括第一安全阀(271)和第二安全阀(272)，所述第一安全阀(271)的进油口与所述控制泵(220)的第二油口连通，所述第一安全阀(271)的出油口与所述油箱(400)连通，所述第二安全阀(272)的进油口与所述补油泵(250)的第二油口连通，所述第二安全阀(272)的出油口与所述油箱(400)连通。

8.根据权利要求5所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述驱动泵模块(200)还包括驱动电机(280)，所述驱动电机(280)的输出轴与所述变量泵(210)的传动轴传动，所述变量泵(210)的传动轴、所述控制泵(220)的传动轴和所述补油泵(250)的传动轴均同轴连接。

9.根据权利要求1至4任一项所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第三单向阀(601)和第四单向阀(602)，所述第三单向阀(601)的进油口与所述换向模块(100)的第三油口(103)连通，所述第四单向阀(602)的进油口与所述换向模块(100)的第四油口(104)连通，所述第三单向阀(601)的出油口和所述第四单向阀(602)的出油口连通，且所述第三单向阀(601)的出油口与所述油箱(400)连通。

10.根据权利要求9所述的舵机的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括第三安全阀(603)，所述第三安全阀(603)的进油口连接在所述第三单向阀(601)的出油口和所述第四单向阀(602)的出油口之间的油路上，所述第三安全阀(603)的出油口与所述油箱(400)连通。

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