CN112412901A - 一种水下伺服油缸液压系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下伺服油缸液压系统及其工作方法，该系统包括油缸、连接于所述油缸的压力补偿装置、以及设置在所述油缸和所述压力补偿装置之间的阀组，所述油缸具有有杆腔和无杆腔；所述阀组用于控制所述油缸和所述压力补偿装置之间的油路的通断，和用于控制所述油缸的动作；所述压力补偿装置包括油缸压力补偿器和阀组压力补偿器，所述油缸压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔，以使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等；所述阀组压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组，以使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等。

Description

一种水下伺服油缸液压系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及水下伺服液压控制系统技术领域，特别是涉及一种水下伺服油缸液压系统及其工作方法。

背景技术

当前对于水下(包括深海)领域的科学和工程研究越来越多，液压控制技术作为重要的工程技术手段，应用必不可少。其中伺服液压系统因其具备高响应速度和高精密的控制特性而被广泛应用于深海领域。例如深海作业机器人ROV的主推进器的伺服控制，深海机械手各动作的伺服控制，深海AUV的伺服控制等等。在深海领域中，伺服液压系统需要克服高压环境进行工作。现有的深海伺服控制系统在驱动马达时，可以通过马达卸油口连通补偿油箱进行压力补偿，但是由于油缸两腔与补偿油箱隔绝，现有的深海伺服控制系统无法在伺服阀处于中位时进行压力补偿。因此现有的深海伺服控制系统在深海环境下工作时，油缸会承受较高的外压而存在油缸被压坏的风险，甚至有可能导致整个深海伺服控制系统无法正常工作。

发明内容

本发明的一目的是，提供一种水下伺服油缸液压系统，所述水下伺服油缸液压系统无论在其工作状态还是非工作状态，均可以有效地进行压力补偿，因此可以在深海高压环境下使用。

本发明在一方面提供了一种水下伺服油缸液压系统，包括油缸、连接于所述油缸的压力补偿装置、以及设置在所述油缸和所述压力补偿装置之间的阀组，所述油缸具有有杆腔和无杆腔；所述阀组用于控制所述油缸和所述压力补偿装置之间的油路的通断，和用于控制所述油缸的动作；所述压力补偿装置包括油缸压力补偿器和阀组压力补偿器，所述油缸压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔，以使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等；所述阀组压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组，以使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等。

在本发明的一实施例中，所述油缸压力补偿器包括第一弹簧腔和连接于所述第一弹簧腔的第一液压油箱，所述第一弹簧腔具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第一液压油箱的两侧分别连接于所述有杆腔和所述无杆腔。

在本发明的一实施例中，所述阀组包括第一电磁开关阀和第二电磁开关阀，所述第一电磁开关阀设置在所述有杆腔和所述第一液压油箱之间，用于控制所述有杆腔和所述第一液压油箱之间油路的通断；所述第二电磁开关阀设置在所述无杆腔和所述第一液压油箱之间，用于控制所述无杆腔和所述第一液压油箱之间的油路的通断。

在本发明的一实施例中，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均为常开开关阀。

在本发明的一实施例中，所述阀组还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀设置在所述第一电磁开关阀和所述第一液压油箱之间，以使得所述第一液压油箱中的液压油仅能够单向自所述第一单向阀流向所述第一电磁开关阀；所述第二单向阀设置在所述第二电磁开关和所述第一液压油箱之间，以使得所述第一液压油箱中的液压油仅能够单向自所述第二单向阀流向所述第二电磁开关阀。

在本发明的一实施例中，所述阀组还包括伺服阀，所述伺服阀具有两个入口和两个出口，所述伺服阀的两个入口均连接于所述第一液压油箱，所述伺服阀的两个出口分别连接于所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔，所述伺服阀基于控制信号控制所述油缸的动作。

在本发明的一实施例中，所述伺服阀的两个所述出口分别为第一出口和第二出口，其中所述第一出口分别连接于所述有杆腔和所述第一电磁开关阀；所述第二出口分别连接于所述无杆腔和所述第二电磁开关阀。

在本发明的一实施例中，所述伺服阀的两个所述入口分别为第一入口和第二入口，所述水下伺服油缸液压系统还包括液压泵，所述液压泵的两端分别连接于所述第一液压油箱和所述第一入口，所述液压泵通过所述第一入口为所述伺服阀提供液压源；所述第二入口连接于所述第一液压箱。

在本发明的一实施例中，所述水下伺服油缸液压系统还包括潜水电机，所述潜水电机连接于所述液压泵，为所述液压泵提供驱动力矩。

在本发明的一实施例中，所述阀组还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀具有连接于所述液压泵的入口和连接于所述第一液压箱的出口，所述安全溢流阀用于所述水下伺服油缸液压系统的压力保护。

在本发明的一实施例中，所述阀组还包括阀箱，所述第一电磁开关阀、所述第一单向阀、所述第二电磁开关阀、所述第二单向阀以及所述伺服阀均设置在所述阀箱内。

在本发明的一实施例中，所述阀箱为封闭腔体且所述阀箱内充满白矿油。

在本发明的一实施例中，所述阀组压力补偿器包括第二弹簧腔和连接于所述第二弹簧腔的第二液压油箱，所述第二弹簧腔具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第二液压油箱连接于所述阀箱且所述第二液压油箱充满白矿油。

在本发明的一实施例中，所述水下伺服油缸液压系统还包括设置于所述油缸的位移传感器，所述位移传感器用于检测所述油缸的活塞杆的位移。

本发明在另一方面还提供了一种水下伺服油缸液压系统的工作方法，所述水下伺服油缸液压系统包括油缸、连接于所述油缸的压力补偿装置、以及设置在所述油缸和所述压力补偿装置之间的阀组，所述油缸具有有杆腔和无杆腔并具有工作状态和非工作状态，所述压力补偿装置包括油缸压力补偿器和阀组压力补偿器，所述油缸压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸，所述阀组压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组，所述阀组包括第一电磁开关阀、第二电磁开关阀以及伺服阀，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均为常开开关阀，所述伺服阀为常闭开关阀，包括以下步骤：

切换所述油缸至所述非工作状态，所述伺服阀不得电而处于关闭状态，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均不得电而处于打开状态，所述油缸压力补偿器的液压油分别通过所述第一电磁开关阀流至所述有杆腔和通过所述第二电磁开关阀流至所述无杆腔，以使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等，所述阀组压力补偿器始终为所述阀组提供压力补偿而使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等；和

切换所述油缸至所述工作状态，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀得电而处于关闭状态，所述伺服阀得电而处于打开状态，所述伺服阀基于控制信号控制所述油缸进行动作，所述油缸压力补偿器为所述伺服阀提供液压油源，并通过所述伺服阀为所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔提供压力补偿，使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等，所述阀组压力补偿器始终为所述阀组提供压力补偿而使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等。

本发明的所述水下伺服油缸液压系统在所述工作状态时，所述油缸压力补偿器的所述第一液压油箱分别通过所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关对所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔进行压力补偿，以使得所述油缸两缸压力相等，且与水下环境的压力相等；在所述非工作状态时，所述油缸压力补偿器的所述第一液压油箱通过所述伺服阀分别对所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔进行压力补偿，以使得所述油缸两缸压力相等，且与水下环境的压力相等；另外，无论是在所述工作状态还是所述非工作状态，所述阀组压力补偿器始终使得所述阀组的压力和水下环境压力相等，因此，所述水下伺服油缸液压系统无论是在所述工作状态还是所述非工作状态下，所述水下伺服油缸液压系统的内部压力始终能够与外界环境的压力维持一致，能够避免出现所述油缸因外压过高而进水或者是被损坏的情况，因此本发明提供了一种能够适应高压环境工作的所述水下伺服油缸液压系统。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

附图说明

图1为根据本发明的一优选实施例的所述水下伺服油缸液压系统的结构示意图。

附图标号说明：

水下伺服油缸液压系统100；油缸10；有杆腔11；无杆腔12；压力补偿装置20；油缸压力补偿器21；第一弹簧腔211；第一液压油箱212；阀组压力补偿器22；第二弹簧腔221；第二液压油箱222；阀组30；第一电磁开关阀31；第二电磁开关阀32；第一单向阀33；第二单向阀34；伺服阀35；第一出口351；第二出口352；第一入口353；第二入口354；安全溢流阀36；阀箱37；液压泵40；潜水电机50；位移传感器60。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、形变方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，根据本发明的一优选实施例的所述水下伺服油缸液压系统100的具体结构被阐明。如图1所示，所述水下伺服油缸液压系统100包括油缸10、连接于所述油缸10的压力补偿装置20、以及设置在所述油缸10和所述压力补偿装置20之间的阀组30，所述油缸10具有有杆腔11和无杆腔12；所述阀组30用于控制所述油缸10和所述压力补偿装置20之间的油路的通断，和用于控制所述油缸10的动作；所述压力补偿装置20包括油缸压力补偿器21和阀组压力补偿器22，所述油缸压力补偿器21的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12，以使得所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12的压力与水下环境的压力相等；所述阀组压力补偿器22的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组30，以使得所述阀组30的压力和水下环境的压力相等。

可以理解的是，水下环境包括河水、湖水、海水等水下应用环境，本发明的所述水下伺服油缸液压系统100适用于各种高压的水下环境，本发明对所述水下伺服油缸液压系统100的应用环境不作限制，在本发明的这一优选实施例中，以深海环境为例对所述水下伺服油缸液压系统100的具体结构进行阐明。

具体地，所述油缸压力补偿器21包括第一弹簧腔211和连接于所述第一弹簧腔211的第一液压油箱212，所述第一弹簧腔211具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第一液压油箱212的两侧分别连接于所述有杆腔11和所述无杆腔12。

可以理解的是，由于所述第一弹簧腔211具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，在所述水下伺服油缸液压系统100在水下环境工作时，水可以经所述敞口端进入所述第一弹簧腔211内，并经由所述弹簧的弹性作用力，使得所述第一液压油箱212和所述弹簧腔的压力均与水下环境的压力相等；并进一步由于所述第一液压油箱212连通所述有杆腔11和所述无杆腔12，从而使得所述有杆腔11和所述无杆腔12的压力与水下环境的压力相等。

进一步地，所述阀组30包括第一电磁开关阀31和第二电磁开关阀32，所述第一电磁开关阀31设置在所述有杆腔11和所述第一液压油箱212之间，用于控制所述有杆腔11和所述第一液压油箱212之间油路的通断；所述第二电磁开关阀32设置在所述无杆腔12和所述第一液压油箱212之间，用于控制所述无杆腔12和所述第一液压油箱212之间的油路的通断。

值得一提的是，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32均为常开开关阀，即所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32在通电时关闭，断电时打开，换句话说，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32在得电时处于关闭状态，在不得电时处于打开状态。

进一步地，所述阀组30还包括第一单向阀33和第二单向阀34，所述第一单向阀33设置在所述第一电磁开关阀31和所述第一液压油箱212之间，以使得所述第一液压油箱212中的液压油仅能够单向自所述第一单向阀33流向所述第一电磁开关阀31；所述第二单向阀34设置在所述第二电磁开关和所述第一液压油箱212之间，以使得所述第一液压油箱212中的液压油仅能够单向自所述第二单向阀34流向所述第二电磁开关阀32。

换句话说，所述第一电磁开关阀31和所述第一单向阀33处于同一油路上，用于实现所述油缸10的所述有杆腔11与所述油缸压力补偿器21的所述第一液压油箱212之间油路的通断功能；所述第二电磁开关阀32和所述第二单向阀34处于同一油路上，用于实现所述油缸10的所述无杆腔12与所述油缸压力补偿器21的所述第一液压油箱212之间油路的通断功能。

更进一步地，所述阀组30还包括伺服阀35，所述伺服阀35具有两个入口和两个出口，所述伺服阀35的两个入口均连接于所述第一液压油箱212，所述伺服阀35的两个出口分别连接于所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12，所述伺服阀35基于控制信号控制所述油缸10的动作，具体地，所述伺服阀35基于控制信号控制所述油缸10的位移和速度。

值得一提的是，所述水下伺服油缸液压系统100还包括设置于所述油缸10的位移传感器60，所述位移传感器60用于检测所述油缸10的活塞杆的位移。

具体地，所述伺服阀35的两个所述出口分别为第一出口351和第二出口352，其中所述第一出口351分别连接于所述有杆腔11和所述第一电磁开关阀31；所述第二出口352分别连接于所述无杆腔12和所述第二电磁开关阀32。

更具体地，所述伺服阀35的所述第一出口351对应于图1所示的A出口，所述第二出口352对应于图1所示的B出口，如图1所示，所述伺服阀35的A出口连接于所述油缸10的所述有杆腔11，且A出口连接于所述第一电磁开关阀31的入口，所述第一电磁开关阀31的出口连接于所述第一单向阀33；所述伺服阀35的B出口连接于所述油缸10的所述无杆腔12，且B出口连接于所述第二电磁开关阀32的入口，所述第二电磁开关阀32的出口连接于所述第二单向阀34。

具体地，所述伺服阀35的两个所述入口分别为第一入口353和第二入口354，所述水下伺服油缸液压系统100还包括液压泵40，所述液压泵40的两端分别连接于所述第一液压油箱212和所述第一入口353，所述液压泵40通过所述第一入口353为所述伺服阀35提供液压源；所述第二入口354连接于所述第一液压箱。

更具体地，所述伺服阀35的所述第一入口353对应于图1所示的P入口，所述第二入口354对应于图1所示的T入口，所述伺服阀35的P入口连接于所述液压泵40，T入口直接连接于所述第一液压箱，所述第一液压箱经由T入口为所述液压泵40进行供油；所述液压泵40经由P入口为所述伺服阀35提供液压源。

特别地，在本发明的这一优选实施例中，所述伺服阀35为常闭开关阀，即在所述伺服阀35通电即得电时，所述伺服阀35处于打开状态，对应于所述伺服阀35处在中位。在所述伺服阀35断电即不得电时，所述伺服阀35处于关闭状态。

值得一提的是，所述水下伺服油缸液压系统100还包括潜水电机50，所述潜水电机50连接于所述液压泵40，为所述液压泵40提供驱动力矩。

此外，还得一提的是，所述阀组30还包括安全溢流阀36，所述安全溢流阀36具有连接于所述液压泵40的入口和连接于所述第一液压箱的出口，所述安全溢流阀36用于所述水下伺服油缸液压系统100的压力保护。

也就是说，所述液压泵40的出口管路分为两路，一路与所述安全溢流阀36的入口相连，另一路与所述伺服阀35的P入口相连。

特别地，所述阀组30还包括阀箱37，所述第一电磁开关阀31、所述第一单向阀33、所述第二电磁开关阀32、所述第二单向阀34以及所述伺服阀35均设置在所述阀箱37内。

值得一提的是，所述阀箱37为封闭腔体且所述阀箱37内充满白矿油。

此外，还值得一提的是，所述阀组压力补偿器22包括第二弹簧腔221和连接于所述第二弹簧腔221的第二液压油箱222，所述第二弹簧腔221具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第二液压油箱222连接于所述阀箱37且所述第二液压油箱222充满白矿油。

可以理解的是，由于所述第二弹簧腔221具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，在所述水下伺服油缸液压系统100在水下环境工作时，水可以经所述敞口端进入所述第二弹簧腔221内，并经由所述弹簧的弹性作用力，使得所述第二液压油箱222和所述弹簧腔的压力均与水下环境的压力相等；并进一步由于所述第二液压油箱222连通所述阀箱37，从而使得所述阀箱37的压力与水下环境的压力相等，以此确保所述阀箱37内的所述第一电磁开关阀31、所述第一单向阀33、所述第二电磁开关阀32、所述第二单向阀34以及所述伺服阀35均能够在与水下环境等压的环境下工作，避免所述阀箱37因受高压而进水或损坏。

参照表1和图1，在本发明的这一优选实施例中，所述水下伺服油缸液压系统100的所述阀组30的动作表可以描述为：

在所述油缸10处于非工作状态时，开关阀的动作要求为所述伺服阀35的电磁铁DT1不得电，所述伺服阀35处在中位；与此同时，所述第一电磁开关阀31的电磁铁DT2和所述第二电磁开关阀32的电磁铁DT3不得电，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32均处于打开状态。

在所述油缸10处于工作状态时，开关阀的动作要求为所述伺服阀35的电磁铁DT1得电，所述伺服阀35处于打开状态；与此同时，所述第一电磁开关阀31的电磁铁DT2和所述第二电磁开关阀32的电磁铁DT3得电，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32均处于关闭状态。

表1：所述水下伺服油缸液压系统100的所述阀组30动作表

油缸10工况	电磁铁DT1	电磁铁DT2	电磁铁DT3
				非工作状态	不得电	不得电	不得电
工作状态	得电	得电	得电

在本发明的这一优选实施例中，以在深海环境下使用为例，所述水下伺服油缸液压系统100的工作方法包括：

在所述水下伺服油缸液压系统100随深海设备进入水下，所述伺服阀35处在中位且其电磁铁DT1不得电，此时所述油缸10不动作，所述油缸压力补偿器21的所述第一弹簧腔211始终与海水相接触，使得所述油缸压力补偿器21的所述第一液压油箱212和所述第一弹簧腔211的压力与海水压力相等。所述液压泵40的出口与所述伺服阀35之间的管路压力均与海水压力相等。与此同时，所述第一电磁开关阀31的电磁铁DT2和所述第二电磁开关阀32的电磁铁DT3不通电，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32均处于打开状态，此时所述第一液压油箱212的液压油通过所述第一单向阀33和所述第一电磁开关阀31流通至所述油缸10的有杆腔11；和通过所述第二单向阀34和所述第二电磁开关阀32流通至所述油缸10的所述无杆腔12，使得所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12均与所述第一液压油箱212相连，即所述油缸10的两腔压力均与海水压力相等。所述阀组压力补偿器22的所述第二弹簧腔221始终与海水连通，所述第二液压油箱222与所述阀箱37连接，因此所述阀箱37内部的压力与海水压力相同。整个所述水下伺服油缸液压系统100在进入水面之后，所述水下伺服油缸液压系统100的所述油缸10、管路以及电控的阀件均能够很好地被压力补偿；因此所述水下伺服油缸液压系统100所有的管路、油缸10腔体以及液压元件均处于内外压力平衡的状态，不会因为深海压力过高而进水或被压坏。

在切换所述油缸10至所述工作状态时，所述潜水电机50启动，所述液压泵40开始工作。所述伺服阀35的电磁铁DT1得电而控制油缸108进行动作，于此同时，所述第一电磁开关阀31的电磁铁DT2和所述第二电磁开关阀32的电磁铁DT3得电，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32处于关闭状态，因此不会造成流量的损失。

总的来讲,本发明在另一方面还提供了一种水下伺服油缸液压系统100的工作方法，包括以下步骤：

切换所述油缸10至所述非工作状态，所述伺服阀35不得电而处于关闭状态，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32均不得电而处于打开状态，所述油缸压力补偿器21的液压油分别通过所述第一电磁开关阀31流至所述有杆腔11和通过所述第二电磁开关阀32流至所述无杆腔12，以使得所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12的压力与海水压力相等，所述阀组压力补偿器22始终为所述阀组30提供压力补偿而使得所述阀组30的压力和海水压力相等；和

切换所述油缸10至所述工作状态，所述第一电磁开关阀31和所述第二电磁开关阀32得电而处于关闭状态，所述伺服阀35得电而处于打开状态，所述伺服阀35基于控制信号控制所述油缸10进行动作，所述油缸压力补偿器21为所述伺服阀35提供液压油源，并通过所述伺服阀35为所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12提供压力补偿，使得所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12的压力与海水压力相等，所述阀组压力补偿器22始终为所述阀组30提供压力补偿而使得所述阀组30的压力和海水压力相等。

可以理解的是，所述水下伺服油缸液压系统100在整个工作过程中，所述油缸压力补偿器21始终为所述水下伺服油缸液压系统100提供液压油源和压力补偿，所述阀组压力补偿器22始终为所述阀箱37提供压力补偿。总的来讲，所述水下伺服油缸液压系统100无论在所述油缸10处于所述工作状态还是所述非工作状态，所述水下伺服油缸液压系统100的每一个管路、腔体、电磁阀均能够得到压力补偿，均能够在深海高压环境下正常工作而不会存在被海水压力压坏的风险。

换句话说，本发明的所述水下伺服油缸液压系统100，一方面可以实现所述油缸10的伺服液压控制；另一方面所述水下伺服油缸液压系统100还能够适应水下高压环境而正常工作，特别是在所述伺服阀35处在中位时，所述油缸10的所述有杆腔11和所述无杆腔12均与所述油缸压力补偿器21连通从而实现海水压力补偿。所述水下伺服油缸液压系统100的所述油缸10两腔得到充分的压力补偿，不会出现所述油缸10因外压过高而进水或损坏的情况。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种水下伺服油缸液压系统，其特征在于，包括油缸、连接于所述油缸的压力补偿装置、以及设置在所述油缸和所述压力补偿装置之间的阀组，所述油缸具有有杆腔和无杆腔；所述阀组用于控制所述油缸和所述压力补偿装置之间的油路的通断，和用于控制所述油缸的动作；所述压力补偿装置包括油缸压力补偿器和阀组压力补偿器，所述油缸压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔，以使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等；所述阀组压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组，以使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等。

2.根据权利要求1所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述油缸压力补偿器包括第一弹簧腔和连接于所述第一弹簧腔的第一液压油箱，所述第一弹簧腔具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第一液压油箱的两侧分别连接于所述有杆腔和所述无杆腔。

3.根据权利要求2所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组包括第一电磁开关阀和第二电磁开关阀，所述第一电磁开关阀设置在所述有杆腔和所述第一液压油箱之间，用于控制所述有杆腔和所述第一液压油箱之间油路的通断；所述第二电磁开关阀设置在所述无杆腔和所述第一液压油箱之间，用于控制所述无杆腔和所述第一液压油箱之间的油路的通断。

4.根据权利要求3所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均为常开开关阀。

5.根据权利要求3所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组还包括第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀设置在所述第一电磁开关阀和所述第一液压油箱之间，以使得所述第一液压油箱中的液压油仅能够单向自所述第一单向阀流向所述第一电磁开关阀；所述第二单向阀设置在所述第二电磁开关和所述第一液压油箱之间，以使得所述第一液压油箱中的液压油仅能够单向自所述第二单向阀流向所述第二电磁开关阀。

6.根据权利要求5所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组还包括伺服阀，所述伺服阀具有两个入口和两个出口，所述伺服阀的两个入口均连接于所述第一液压油箱，所述伺服阀的两个出口分别连接于所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔，所述伺服阀基于控制信号控制所述油缸的动作。

7.根据权利要求6所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述伺服阀的两个所述出口分别为第一出口和第二出口，其中所述第一出口分别连接于所述有杆腔和所述第一电磁开关阀；所述第二出口分别连接于所述无杆腔和所述第二电磁开关阀。

8.根据权利要求6所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述伺服阀的两个所述入口分别为第一入口和第二入口，所述水下伺服油缸液压系统还包括液压泵，所述液压泵的两端分别连接于所述第一液压油箱和所述第一入口，所述液压泵通过所述第一入口为所述伺服阀提供液压源；所述第二入口连接于所述第一液压箱。

9.根据权利要求8所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述水下伺服油缸液压系统还包括潜水电机，所述潜水电机连接于所述液压泵，为所述液压泵提供驱动力矩。

10.根据权利要求8所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组还包括安全溢流阀，所述安全溢流阀具有连接于所述液压泵的入口和连接于所述第一液压箱的出口，所述安全溢流阀用于所述水下伺服油缸液压系统的压力保护。

11.根据权利要求6-10中任一所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组还包括阀箱，所述第一电磁开关阀、所述第一单向阀、所述第二电磁开关阀、所述第二单向阀以及所述伺服阀均设置在所述阀箱内。

12.根据权利要求11所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀箱为封闭腔体且所述阀箱内充满白矿油。

13.根据权利要求11所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述阀组压力补偿器包括第二弹簧腔和连接于所述第二弹簧腔的第二液压油箱，所述第二弹簧腔具有弹簧和用于贯通水下环境的敞口端，所述第二液压油箱连接于所述阀箱且所述第二液压油箱充满白矿油。

14.根据权利要求1-10中任一所述的水下伺服油缸液压系统，其特征在于，所述水下伺服油缸液压系统还包括设置于所述油缸的位移传感器，所述位移传感器用于检测所述油缸的活塞杆的位移。

15.一种水下伺服油缸液压系统的工作方法，所述水下伺服油缸液压系统包括油缸、连接于所述油缸的压力补偿装置、以及设置在所述油缸和所述压力补偿装置之间的阀组，所述油缸具有有杆腔和无杆腔并具有工作状态和非工作状态，所述压力补偿装置包括油缸压力补偿器和阀组压力补偿器，所述油缸压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述油缸，所述阀组压力补偿器的一端能够贯通水下环境且其另一端连接于所述阀组，所述阀组包括第一电磁开关阀、第二电磁开关阀以及伺服阀，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均为常开开关阀，所述伺服阀为常闭开关阀，其特征在于，包括以下步骤：

切换所述油缸至所述非工作状态，所述伺服阀不得电而处于关闭状态，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀均不得电而处于打开状态，所述油缸压力补偿器的液压油分别通过所述第一电磁开关阀流至所述有杆腔和通过所述第二电磁开关阀流至所述无杆腔，以使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等，所述阀组压力补偿器始终为所述阀组提供压力补偿而使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等；和

切换所述油缸至所述工作状态，所述第一电磁开关阀和所述第二电磁开关阀得电而处于关闭状态，所述伺服阀得电而处于打开状态，所述伺服阀基于控制信号控制所述油缸进行动作，所述油缸压力补偿器为所述伺服阀提供液压油源，并通过所述伺服阀为所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔提供压力补偿，使得所述油缸的所述有杆腔和所述无杆腔的压力与水下环境的压力相等，所述阀组压力补偿器始终为所述阀组提供压力补偿而使得所述阀组的压力和水下环境的压力相等。

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