CN112664492B - 一种双阀组并联控制液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于液压伺服控制技术领域，特别涉及一种双阀组并联控制液压系统。包括比例多路阀组、比例伺服阀组及电磁换向阀组，比例多路阀组包括并联连接在高压进油管路和回油管路之间的多个比例多路阀，各比例多路阀的工作油口通过供油管路Ⅰ与液压执行元件连接，供油管路Ⅰ上连接有逻辑阀组Ⅰ；比例伺服阀组包括并联连接在高压进油管路和回油管路之间的多个比例伺服阀，各比例伺服阀的工作油口通过供油管路Ⅱ分别与多个比例多路阀的供油管路Ⅰ并联连接；供油管路Ⅱ上连接有逻辑阀组Ⅱ；电磁换向阀组连接在高压进油管路与逻辑阀组Ⅰ和逻辑阀组Ⅱ之间。本发明使液压驱动重载机器人具有高精度、高稳定性的特点，能实现高速运行。

Description

一种双阀组并联控制液压系统

技术领域

本发明属于液压伺服控制技术领域，特别涉及一种双阀组并联控制液压系统。

背景技术

随着生产中对大型构件的吊装稳定性、精度及操作方便性要求越来越高，液压驱动重载机器人正得到越来越多的应用，其具有稳定、高精度及可按规划轨迹自动运行的特点。

液压驱动重载机器人一般采用比例伺服阀进行控制，其具有频响高、滞环小、重复精度高，可满足机器人带载时的稳定及高精度要求，但比例伺服阀流量较小，因此在空载时机器人的速度也无法提高，严重降低了工作效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种双阀组并联控制液压系统，以解决现有液压驱动重载机器人采用比例伺服阀进行控制时，存在比例伺服阀流量较小，因此在空载时机器人的速度也无法提高，严重降低了工作效率的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双阀组并联控制液压系统，包括：

比例多路阀组，所述比例多路阀组包括并联连接在高压进油管路和回油管路之间的多个比例多路阀，各所述比例多路阀的工作油口通过供油管路Ⅰ与液压执行元件连接；所述供油管路Ⅰ上连接有用于控制各所述比例多路阀导通或关闭的逻辑阀组Ⅰ；

比例伺服阀组，所述比例伺服阀组包括并联连接在高压进油管路和回油管路之间的多个比例伺服阀，各所述比例伺服阀的工作油口通过供油管路Ⅱ分别与多个比例多路阀的供油管路Ⅰ并联连接；所述供油管路Ⅱ上连接有用于控制各所述比例伺服阀导通或关闭的逻辑阀组Ⅱ；

电磁换向阀组，连接在所述高压进油管路与所述逻辑阀组Ⅰ和所述逻辑阀组Ⅱ之间，用于控制所述逻辑阀组Ⅰ的导通或关闭及控制所述逻辑阀组Ⅱ的导通或关闭。

所述电磁换向阀组包括进油端均与所述高压进油管路连接的电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ，所述电磁换向阀Ⅰ的出油端与所述逻辑阀组Ⅰ连接，所述电磁换向阀Ⅱ的出油端与所述逻辑阀组Ⅱ连接。

所述逻辑阀组Ⅰ包括分别连接在各所述供油管路Ⅰ上的多个逻辑阀Ⅰ，各所述逻辑阀Ⅰ的控制油口与所述电磁换向阀Ⅰ连接，泄油口与泄油管路连接。

所述逻辑阀组Ⅱ包括分别连接在各所述供油管路Ⅱ上的多个逻辑阀Ⅱ，各所述逻辑阀Ⅱ的控制油口与所述电磁换向阀Ⅱ连接，泄油口与泄油管路连接。

当所述电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ均断电时，所述逻辑阀组Ⅰ处于开启状态，所述逻辑阀组Ⅱ处于关闭状态；当所述电磁换向阀Ⅰ和电磁换向阀Ⅱ均通电时，所述逻辑阀组Ⅰ处于关闭状态，所述逻辑阀组Ⅱ处于开启状态。

各所述比例多路阀的工作油口连接有负载反馈管路。

各所述比例多路阀的进油口P均与高压进油管路连接，回油口T均与回油管路连接，所述比例多路阀的工作油口A和工作油口B分别与一所述供油管路Ⅰ连接。

各所述比例伺服阀的进油口P均与高压进油管路连接，回油口T均与所述回油管路连接，所述比例伺服阀的工作油口A和工作油口B分别与一所述供油管路Ⅱ连接。

所述比例伺服阀的进油口P处设有叠加式的压力补偿器。

本发明的优点及有益效果是：

本发明使液压驱动重载机器人除了具有高精度、高稳定性的特点外，还能实现高速运行，极大提高了机器人的工作效率，并且控制简单，操作方便，可靠性高。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明中比例多路阀组的结构示意图；

图3为本发明中电磁换向阀组的结构示意图；

图4为本发明中比例伺服阀组的结构示意图；

图5为本发明中比例伺服阀的结构示意图。

图中：1为比例多路阀组，11为比例多路阀，2为逻辑阀组Ⅰ，21为逻辑阀，3为电磁换向阀组，31为电磁换向阀Ⅰ，32为电磁换向阀Ⅱ，4为供油管路Ⅰ，5为逻辑阀组Ⅱ，51为逻辑阀Ⅱ，6为压力补偿器，7为比例伺服阀，8为供油管路Ⅱ，9为高压进油管路，10为回油管路，12为泄油管路，13为负载反馈管路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1-2所示，本发明提供的一种双阀组并联控制液压系统，包括比例多路阀组1、逻辑阀组Ⅰ2、比例伺服阀组、电磁换向阀组3及逻辑阀组Ⅱ5，其中比例多路阀组1包括并联连接在高压进油管路9和回油管路10之间的多个比例多路阀11，各比例多路阀11的工作油口通过供油管路Ⅰ4与液压执行元件连接，供油管路Ⅰ4上连接有用于控制各比例多路阀11导通或关闭的逻辑阀组Ⅰ2。

比例伺服阀组包括并联连接在高压进油管路9和回油管路10之间的多个比例伺服阀7，各比例伺服阀7的工作油口通过供油管路Ⅱ8分别与多个比例多路阀11的供油管路Ⅰ4并联连接，供油管路Ⅱ8上连接有用于控制各比例伺服阀7导通或关闭的逻辑阀组Ⅱ5。

如图1、图3所示，电磁换向阀组3连接在高压进油管路9与逻辑阀组Ⅰ2和逻辑阀组Ⅱ5之间，用于控制逻辑阀组Ⅰ2的导通或关闭及控制逻辑阀组Ⅱ5的导通或关闭。电磁换向阀组3包括进油端均与高压进油管路9连接的电磁换向阀Ⅰ31和电磁换向阀Ⅱ32，电磁换向阀Ⅰ31的出油端与逻辑阀组Ⅰ2连接，电磁换向阀Ⅱ32的出油端与逻辑阀组Ⅱ5连接。

如图2所示，逻辑阀组Ⅰ2包括分别连接在各供油管路Ⅰ4上的多个逻辑阀Ⅰ21，各逻辑阀Ⅰ21的控制油口与电磁换向阀Ⅰ31连接，泄油口与泄油管路12连接。

各比例多路阀11的工作油口连接有负载反馈管路13，比例多路阀11上还设有测压口M。为减小系统功率和发热量，比例多路阀11工作时，泵处于负载反馈状态。为提高响应速度和控制精度，比例伺服阀7工作时，泵处于恒压状态。

如图4-5所示，逻辑阀组Ⅱ5包括分别连接在各供油管路Ⅱ8上的多个逻辑阀Ⅱ51，各逻辑阀Ⅱ51的控制油口与电磁换向阀Ⅱ32连接，泄油口与泄油管路12连接。

各比例多路阀11的进油口P均与高压进油管路9连接，回油口T均与回油管路10连接，比例多路阀11的工作油口A和工作油口B分别与一供油管路Ⅰ4连接。

各比例伺服阀7的进油口P均与高压进油管路9连接，回油口T均与回油管路10连接，比例伺服阀7的工作油口A和工作油口B分别与一供油管路Ⅱ8连接。

进一步地，比例伺服阀7的进油口P处设有叠加式的压力补偿器6，比例伺服阀7与压力补偿器6配合使用，提高控制精度。

当电磁换向阀Ⅰ31断电时，逻辑阀Ⅰ21的控制油与泄油管路12相通，逻辑阀Ⅰ21处于开启状态；电磁换向阀Ⅰ31通电时，逻辑阀Ⅰ21处于关闭状态。当电磁换向阀Ⅱ32断电时，逻辑阀Ⅱ51处于关闭状态；电磁换向阀Ⅱ32通电时，逻辑阀组Ⅱ5的控制油与泄油管路12相通，逻辑阀Ⅱ51处于开启状态。

本发明的实施例中，比例多路阀组1包括三个比例多路阀11，逻辑阀组Ⅰ2包括六个逻辑阀Ⅰ21、且分别连接在三个比例多路阀11的供油管路Ⅰ4上。比例伺服阀组包括三个比例伺服阀7，逻辑阀组Ⅱ5包括六个逻辑阀Ⅱ51、且分别连接在三个比例伺服阀7的供油管路Ⅱ8上。第一个比例多路阀11的工作油口B和工作油口A分别与两个逻辑阀Ⅰ21连接，两个逻辑阀Ⅰ21的出油端B1"和出油端A1"分别与相对应的两个逻辑阀Ⅱ51的出油端A1'和出油端B1'并联连接，再与总供液端A1和总供液端B1连接，总供液端A1和总供液端B1与执行元件连接。依此类推，连接另外两组比例多路阀11和比例伺服阀7。每个比例多路阀11的工作油口B"、A"与比例伺服阀7的工作油口A'、B'并联向液压执行元件供油，并通过逻辑阀组分隔。六个逻辑阀Ⅰ21集成于一个阀块内，形成逻辑阀组Ⅰ2，控制比例多路阀组1的六个工作油口开闭。六个逻辑阀Ⅱ51与比例伺服阀7集成于一个阀块内，逻辑阀Ⅱ51控制比例伺服阀的六个工作油口的开闭。电磁换向阀Ⅰ31和电磁换向阀Ⅱ32集成于一个阀块内，其通过管路与逻辑阀组Ⅰ2和逻辑阀组Ⅱ5相连，控制逻辑阀的开闭。

高速时，电磁换向阀Ⅰ31和电磁换向阀Ⅱ32断电，逻辑阀Ⅰ21的控制油与泄油管路12相通，逻辑阀Ⅰ21处于弹簧复位状态，即开启状态，此时比例多路阀11的工作油口B"、A"与液压执行元件相通，由其控制执行元件运动；此时逻辑阀Ⅱ51的控制油与高压油相通，逻辑阀组Ⅱ5换向，处于关闭状态，比例伺服阀7的工作油口A'、B'与油缸不通，并防止比例多路阀11的工作油由比例伺服阀7泄走。

低速时，电磁换向阀Ⅰ31和电磁换向阀Ⅱ32得电，逻辑阀Ⅰ21的控制油与高压油相通，逻辑阀组Ⅰ2换向，处于关闭状态，比例多路阀11的工作油口B"、A"与油缸隔断，并防止比例伺服阀7的工作油由比例多路阀11泄走；此时逻辑阀Ⅱ51的控制油与泄油管路12相通，逻辑阀Ⅱ51处于弹簧复位状态，即开启状态，比例伺服阀7的工作油口A'、B'与油缸相通，由其控制油缸运动。

此种设计保证了在带载低速时的工作稳定性及高精度，同时在空载时实现了高速运动，在实际应用中取得了很好的效果。

控制系统断电时，比例多路阀工作油口A、B处的逻辑阀组Ⅰ2处于开启状态，比例伺服阀7工作油口A、B处的逻辑阀组Ⅱ5处于关闭状态，可使用比例多路阀进行手动控制。两组逻辑阀为液控截止阀，分别安装于比例多路阀及比例伺服阀A、B出油口，其控制两组阀与油缸的通断，两组逻辑阀分别由两个电磁换向阀控制开闭，使液压驱动重载机器人既具有带载时稳定、高精度的优点，又实现空载时高速，提高其工作效率。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双阀组并联控制液压系统，其特征在于，包括：

比例多路阀组（1），所述比例多路阀组（1）包括并联连接在高压进油管路（9）和回油管路（10）之间的多个比例多路阀（11），各所述比例多路阀（11）的工作油口通过供油管路Ⅰ（4）与液压执行元件连接；

所述供油管路Ⅰ（4）上连接有用于控制各所述比例多路阀（11）导通或关闭的逻辑阀组Ⅰ（2）；

比例伺服阀组，所述比例伺服阀组包括并联连接在高压进油管路（9）和回油管路（10）之间的多个比例伺服阀（7），各所述比例伺服阀（7）的工作油口通过供油管路Ⅱ（8）分别与多个比例多路阀（11）的供油管路Ⅰ（4）并联连接；

所述供油管路Ⅱ（8）上连接有用于控制各所述比例伺服阀（7）导通或关闭的逻辑阀组Ⅱ（5）；

电磁换向阀组（3），连接在所述高压进油管路（9）与所述逻辑阀组Ⅰ（2）和所述逻辑阀组Ⅱ（5）之间，用于控制所述逻辑阀组Ⅰ（2）的导通或关闭及控制所述逻辑阀组Ⅱ（5）的导通或关闭；

所述电磁换向阀组（3）包括进油端均与所述高压进油管路（9）连接的电磁换向阀Ⅰ（31）和电磁换向阀Ⅱ（32），所述电磁换向阀Ⅰ（31）的出油端与所述逻辑阀组Ⅰ（2）连接，所述电磁换向阀Ⅱ（32）的出油端与所述逻辑阀组Ⅱ（5）连接；

所述逻辑阀组Ⅰ（2）包括分别连接在各所述供油管路Ⅰ（4）上的多个逻辑阀Ⅰ（21），各所述逻辑阀Ⅰ（21）的控制油口与所述电磁换向阀Ⅰ（31）连接，泄油口与泄油管路（12）连接；

所述逻辑阀组Ⅱ（5）包括分别连接在各所述供油管路Ⅱ（8）上的多个逻辑阀Ⅱ（51），各所述逻辑阀Ⅱ（51）的控制油口与所述电磁换向阀Ⅱ（32）连接，泄油口与泄油管路（12）连接；

当所述电磁换向阀Ⅰ（31）和电磁换向阀Ⅱ（32）均断电时，所述逻辑阀组Ⅰ（2）处于开启状态，所述逻辑阀组Ⅱ（5）处于关闭状态；当所述电磁换向阀Ⅰ（31）和电磁换向阀Ⅱ（32）均通电时，所述逻辑阀组Ⅰ（2）处于关闭状态，所述逻辑阀组Ⅱ（5）处于开启状态。

2.根据权利要求1所述的双阀组并联控制液压系统，其特征在于，各所述比例多路阀（11）的工作油口连接有负载反馈管路（13）。

3.根据权利要求1所述的双阀组并联控制液压系统，其特征在于，各所述比例多路阀（11）的进油口P均与高压进油管路（9）连接，回油口T均与回油管路（10）连接，所述比例多路阀（11）的工作油口A和工作油口B分别与一所述供油管路Ⅰ（4）连接。

4.根据权利要求1所述的双阀组并联控制液压系统，其特征在于，各所述比例伺服阀（7）的进油口P均与高压进油管路（9）连接，回油口T均与所述回油管路（10）连接，所述比例伺服阀（7）的工作油口A和工作油口B分别与一所述供油管路Ⅱ（8）连接。

5.根据权利要求4所述的双阀组并联控制液压系统，其特征在于，所述比例伺服阀（7）的进油口P处设有叠加式的压力补偿器（6）。

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