CN113554928A - 一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，包括：远程控制模块；远程控制模块通过无线或有线传输模块连接有液压伺服控制工作台模块，液压伺服控制工作台模块包括：伺服加载模块、伺服控制模块、伺服驱动模块、检测模块、油源模块，伺服加载模块、伺服控制模块、伺服驱动模块、检测模块、油源模块、稳压模块I、稳压模块II通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接，本装置能实现在线上或者在线下完成各种不同的实验，进而减少时间的浪费，提高学习和实践效率，实用性强，值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及液压伺服控制教学技术领域，特别涉及一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统。
背景技术
近年来液压专业课程大纲的修订以及高校人才培养计划进行了较大的调整，更加注重学生实践能力的培养与提高。现有液压伺服控制系统教学实验设备结构单一固定、简单，已经不能满足现代教学的要求。
液压控制系统实验台所进行的实验过少且多为透明设备或手动连接液压软管组成液压控制系统，液压教学实验设备自动化程度低，回路组成灵活性差，实验设备耐压低，实验现场泄露大、极易污染实验场地，设备危险性高。经常地拆卸液压软管去组成回路系统，造成液压元件、附件、管件的损坏，使用寿命短及油液的损失，每做一次实验，前期的准备，后期的清理，整顿工作量大；用软管连接组成回路后，软管布局繁杂、混乱；系统中关键点位的性能参数难以测量。连接位置因经常的拆卸、磨损，容易造成系统加压后的脱落，产生教学中的危险和事故。教师、学生、各级领导都非常担心在做实验时的危险。
尤其是在液压伺服控制教学，需要对伺服阀和助力器的性能进行测量分析、对马达进行速度、位置、力的控制，以及对油缸进行力和位置的精确控制时，由于该过程中进行的实验比较多，现有的实验教学系统中实验台，只能做一种实验，其实验性能单一，在进行其他实验时需要更换实验台，从而需要记录很多实验数据，且由于需要不停的切换实验台，进而导致实验耗费时间较长，因此，需要提供一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统予以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，在于现有的实验教学系统中实验台，只能做一种实验，其实验性能单一，在进行其他实验时需要更换实验台，从而需要记录很多实验数据，且由于需要不停的切换实验台，进而导致实验耗费时间较长的问题。
本发明提供了一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，包括：
包括：
液压伺服控制工作台模块，其包括：伺服加载模块，包括多种不同的电加载结构和多种不同的液压加载结构，且多种不同的电加载结构并联、多种不同的液压加载结构并联，每个液压加载结构的进出口管道I上均设置有开关阀I、每个电加载结构的线路上均设置电磁开关阀；
伺服控制模块，包括多个不同的伺服阀，多个不同的伺服阀并联设置，且伺服阀的进出口均连接有管道II，且管道II上设置有开关阀II，管道II进口和供油端连接，其中，每个伺服阀上均连接有流量计；
伺服驱动模块，与油源模块的管道背离伺服控制模块的一端连通，其包括：多种不同的伺服驱动结构，多种不同的伺服驱动结构并联，每个伺服驱动结构的进出口的管道III上均设置有开关阀III，伺服驱动结构的输出端和对应的伺服加载结构的输出端连接；
检测模块，通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接，用于检测对应的伺服驱动结构的输出端的位移、扭矩、拉压力或者角度；
油源模块，其供油端通过稳压模块I和伺服阀的进口连通、通过稳压模块II和伺服加载结构的进口连通，其回油端和油源模块的油箱连通；
远程控制模块，通过无线或有线传输模块与伺服加载结构、检测模块、伺服阀、油源模块、稳压模块I、稳压模块II连接。
优选地，液压加载结构为双作用双杆液压缸I或者双作用单杆液压缸II，电加载结构为伺服电动缸、伺服电机或者电动静液作动器。
优选地，伺服驱动结构为助力器、双作用单杆液压缸II、双作用双杆液压缸II或者液压马达，助力器的输出端和电动静液作动器的输出端连接、双作用单杆液压缸II的输出端和伺服电动缸的输出端连接、双作用双杆液压缸II的输出端和双作用双杆液压缸I的输出端连接、液压马达的输出端和伺服电机的输出端连接。
优选地，伺服阀为喷嘴挡板式电液伺服阀、射流管式伺服阀、偏转板式伺服阀或者动压反馈伺服阀。
优选地，油源模块包括油泵和油箱，油泵的出口管道和供油端连通，油箱和回油端连通。
优选地，稳压模块I包括连接在油泵出口和伺服阀的主管道I，主管道I上设置有减压阀I，减压阀I上连接有二位四通电磁换向阀，主管道I上还连接有两个分管道I，两个分管道I均设置有温度传感器I、压力传感器I、蓄能器I、压力表I，温度传感器I、压力传感器I、蓄能器I、压力表I和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
优选地，稳压模块II包括连接在油泵出口和比例阀的主管道II，主管道II上设置有减压阀II，主管道II上还连接有分管道II，分管道II均设置有压力传感器II和压力表II，压力传感器II和压力表II和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
优选地，远程控制模块包括：管理设备终端、教师终端和学生终端。
优选地，还包括模拟器模块，模拟器为质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器，质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器一一对应连接在电加载结构或者液压加载结构的输出端。
优选地，还包括二位二通电磁换向阀，二位二通电磁换向阀和多种不同的伺服加载结构并联。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，能大规模使用。
2、本发明提供的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，通过设置多个并联且不同的伺服加载结构、设置多个并联且不同的伺服驱动结构、设置多个并联且不同的伺服阀及对应的检测模块，来完成各个实验，即根据实验目的，本系统只需要在控制开关阀I或者电磁开关阀、开关阀III的伺服加载结构开启或者关闭，来切换至不同的伺服加载结构和对应的伺服驱动结构来进行不同的实验；通过控制开关阀II的关闭或者开启，来切换至不同的伺服阀，来进行不同的实验，实现在线上或者在线下完成各种不同的实验，进而减少时间的浪费，提高学习和实践效率，实用性强，值得推广。
附图说明
图1为本发明整体结构的示意图；
图2为本发明伺服加载模块的结构示意图；
图3为本发明伺服驱动模块的结构示意图；
图4为本发明其中一个伺服阀的结构示意图；
图5为本发明伺服加载模块、检测模块、模拟器模块及伺服驱动模块之间的连接关系图；
图6为本发明伺服加载模块、检测模块、模拟器模块及伺服驱动模块之间的连接关系的其中一个具体实施例的图。
具体实施方式
下面结合附图1到图4，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1、2、3所示，本发明实施例提供了一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，包括：远程控制模块；远程控制模块通过无线或有线传输模块连接有液压伺服控制工作台模块，液压伺服控制工作台模块包括：伺服加载模块、伺服控制模块、伺服驱动模块、检测模块、油源模块，伺服加载模块、伺服控制模块、伺服驱动模块、检测模块、油源模块通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接。
如图4所示，伺服加载模块，包括多种不同的电加载结构和多种不同的液压加载结构，且多种不同的电加载结构并联、多种不同的液压加载结构并联，每个液压加载结构的进出口管道I上均设置有开关阀I、每个电加载结构的线路上均设置电磁开关阀，具体的，液压加载结构为双作用双杆液压缸I36或者双作用单杆液压缸II，电加载结构为伺服电动缸38、伺服电机37或者电动静液作动器39；伺服控制模块，包括多个不同的伺服阀10，具体的，伺服阀10为喷嘴挡板式电液伺服阀、射流管式伺服阀、偏转板式伺服阀或者动压反馈伺服阀，多个不同的伺服阀10并联设置，且伺服阀10的进出口均连接有管道II，且管道II上设置有开关阀II，管道II进口和供油端连接；伺服驱动模块，与油源模块的管道背离伺服控制模块的一端连通，其包括：多种不同的伺服驱动结构，多种不同的伺服驱动结构并联，每个伺服驱动结构的进出口的管道III上均设置有开关阀III，伺服驱动结构的输出端和对应的伺服加载结构的输出端连接；其中，如图4所示，每个伺服阀10上的T端口连接有流量计9，管道II和伺服阀10的P端口连接，伺服阀10的A，B端口和多种不同的伺服驱动结构并联的管道连通，且伺服阀10的A，B端口均连接有压力表A21和压力传感器B20。
其中，检测模块为直线传感器、编码器、压力传感器或者扭矩传感器，直线传感器、编码器、压力传感器或者扭矩传感器通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接，用于检测对应的伺服驱动结构的输出端的位移、角度、扭矩或者压力；油源模块，其供油端通过稳压模块I和伺服阀10的进口连通、通过稳压模块II和伺服加载结构的进油口连通，其回油端和油源模块的油箱连通；远程控制模块，通过无线或有线传输模块与伺服加载结构、检测模块、伺服阀10、油源模块连接。
其中，伺服驱动结构为助力器25、双作用单杆液压缸II24、双作用双杆液压缸II23或者液压马达22，助力器25的输出端和电动静液作动器39的输出端连接、双作用单杆液压缸II24的输出端和伺服电动缸38的输出端连接、双作用双杆液压缸II23的输出端和双作用双杆液压缸I36的输出端连接、液压马达22的输出端和伺服电机37的输出端连接。
其中，油源模块包括油泵和油箱，油泵的出口管道和供油端连通，油箱和回油端连通，油箱和回油端之间的回油管道上还设置有先导式溢流阀6，油泵通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接。
其中，为了给伺服阀10保证稳定的供油压力，稳压模块I包括连接在油泵出口和伺服阀10的主管道I，主管道I上设置有截止阀1和减压阀I8，减压阀I8上连接有二位四通电磁换向阀7，主管道I上还连接有两个分管道I，两个分管道I均设置有温度传感器I2、压力传感器I3、蓄能器I4、压力表I5，温度传感器I2、压力传感器I3、蓄能器I4、压力表I5和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
其中，为了比例阀33保证稳定的供油压力，稳压模块II包括连接在油泵出口和比例阀33的主管道II，主管道II上设置有减压阀II30，主管道II上还连接有分管道II，分管道II均设置有压力传感器II31和压力表II32，压力传感器II31和压力表II32和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
其中，远程控制模块包括：管理设备终端、教师终端和学生终端，其次本系统可以设置一个预约系统，通过学生端学生可以预约实验，从学生端控制液压伺服控制工作台模块来进行实验，同样的老师通过教师终端也可以控制液压伺服控制工作台模块来进行实验教学，使得实验教学效果更好，学生实验更为方便。
其中，如图5和6所示，还包括模拟器模块，模拟器为质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器，质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器一一对应连接在电加载结构或者液压加载结构的输出端，即质量模拟器和直线传感器通过将模拟器设置在对应的伺服加载模块和伺服驱动模块之间，来对这几种形式的模拟器进行研究和实验。
其中，还包括二位二通电磁换向阀34，二位二通电磁换向阀34和多种不同的伺服加载结构并联。
实验原理
在实验时，对伺服阀和助力器的性能进行测量分析、对马达进行速度、位置、力的控制，以及对油缸进行力和位置的精确控制时，选择其中一项实验时。
实施例1，当选择对液压缸进行力和位置的精确控制时，即关闭伺服加载模块的其他伺服加载模块上的开关阀I35，打开双作用双杆液压缸I36或者伺服电缸38的出口管道I上的开关阀I35，同时打开和双作用双杆液压缸I36或者伺服电缸38连接的双作用双杆液压缸II23或者双作用单杆液压缸II24的出口管道III上的开关阀III，然后给油源模块的油泵接通电源，通过伺服加载模块的双作用双杆液压缸I36或者伺服电缸38的输出端推动双作用双杆液压缸II23或者双作用单杆液压缸II24的液压杆动作，在液压杆运动的同时检测模块的直线位移传感器对液压杆的移动距离进行检测，并实时发送至远程控制模块进行存储。
其次，通过更换不同的伺服阀10，来控制双作用双杆液压缸II23或者双作用单杆液压缸II24作用，从而反向推动双作用双杆液压缸I36或者伺服电缸38，同时通过检测模块的直线位移传感器对液压杆的移动距离进行检测，并实时发送至远程控制模块进行存储，即通过主动加载和反向的负载来进行实验，来完成伺服阀液压控制实验。
实施例2
当选择对液压马达22进行速度、位置、力的控制时，即关闭伺服加载模块的其他伺服加载模块上的开关阀I35，打开伺服电机37的出口管道I上的开关阀I35，同时打开伺服电机37输出端连接的液压马达22的出口管道II上的开关阀II，然后给油源模块的油泵接通电源，通过伺服加载模块的伺服电机37的输出端带动液压马达22的输出端动作，在输出端转动的同时检测模块的扭矩传感器来检测，并实时将检测的信息发送至远程控制模块进行存储。
其次，通过更换不同的伺服阀10，来控制液压马达22工作，从而反向带动伺服电机37，同时通过检测模块的直线位移传感器对液压杆的移动距离进行检测，并实时发送至远程控制模块进行存储，即通过主动加载和反向的负载来进行实验，来完成伺服阀液压控制实验。
综上所述，本发明实施例提供的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，通过设置多个并联且不同的伺服加载结构、设置多个并联且不同的伺服驱动结构、设置多个并联且不同的伺服阀及对应的检测模块，来完成各个实验，即根据实验目的，本系统只需要在控制开关阀I或者电磁开关阀、开关阀III的伺服加载结构开启或者关闭，来切换至不同的伺服加载结构和对应的伺服驱动结构来进行不同的实验；通过控制开关阀II的关闭或者开启，来切换至不同的伺服阀，来进行不同的实验，实现在线上或者在线下完成各种不同的实验，进而减少时间的浪费，提高学习和实践效率，实用性强，值得推广。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，包括：
液压伺服控制工作台模块，其包括：伺服加载模块，包括多种不同的电加载结构和多种不同的液压加载结构，且多种不同的电加载结构并联、多种不同的液压加载结构并联，每个液压加载结构的进出口管道I上均设置有开关阀I(35)、每个电加载结构的线路上均设置电磁开关阀；
伺服控制模块，包括多个不同的伺服阀(10)，所述多个不同的伺服阀(10)并联设置，且伺服阀(10)的进出口均连接有管道II，且管道II上设置有开关阀II，管道II进口和供油端连接，其中，每个伺服阀(10)上均连接有流量计(9)；
伺服驱动模块，与油源模块的管道背离伺服控制模块的一端连通，其包括：多种不同的伺服驱动结构，多种不同的伺服驱动结构并联，每个伺服驱动结构的进出口的管道III上均设置有开关阀III，所述伺服驱动结构的输出端和对应的伺服加载结构的输出端连接；
检测模块，通过无线或有线传输模块和远程控制模块连接，用于检测对应的伺服驱动结构的输出端的位移、扭矩、拉压力或者角度；
油源模块，其供油端通过稳压模块I和伺服阀(10)的进口连通、通过稳压模块II和伺服加载结构的进口连通，其回油端和油源模块的油箱连通；
远程控制模块，通过无线或有线传输模块与伺服加载结构、检测模块、伺服阀(10)、油源模块、稳压模块I、稳压模块II连接。
2.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，液压加载结构为双作用双杆液压缸I(36)或者双作用单杆液压缸II，电加载结构为伺服电动缸(38)、伺服电机(37)或者电动静液作动器(39)。
3.如权利要求2所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，伺服驱动结构为助力器(25)、双作用单杆液压缸II(24)、双作用双杆液压缸II(23)或者液压马达(22)，助力器(25)的输出端和电动静液作动器(39)的输出端连接、双作用单杆液压缸II(24)的输出端和伺服电动缸(38)的输出端连接、双作用双杆液压缸II(23)的输出端和双作用双杆液压缸I(36)的输出端连接、液压马达(22)的输出端和伺服电机(37)的输出端连接。
4.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，伺服阀(10)为喷嘴挡板式电液伺服阀、射流管式伺服阀、偏转板式伺服阀或者动压反馈伺服阀。
5.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，油源模块包括油泵和油箱，所述油泵的出口管道和供油端连通，油箱和回油端连通。
6.如权利要求5所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，稳压模块I包括连接在油泵出口和伺服阀(10)的主管道I，所述主管道I上设置有减压阀I(8)，减压阀I(8)上连接有二位四通电磁换向阀(7)，主管道I上还连接有两个分管道I，两个分管道I均设置有温度传感器I(2)、压力传感器I(3)、蓄能器I(4)、压力表I(5)，所述温度传感器I(2)、压力传感器I(3)、蓄能器I(4)、压力表I(5)和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
7.如权利要求5所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，稳压模块II包括连接在油泵出口和比例阀(33)的主管道II，所述主管道II上设置有减压阀II(30)，主管道II上还连接有分管道II，分管道II均设置有压力传感器II(31)和压力表II(32)，压力传感器II(31)和压力表II(32)和远程控制模块通过无线或有线传输模块连接。
8.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，所述远程控制模块包括：管理设备终端、教师终端和学生终端。
9.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，还包括模拟器模块，所述模拟器模块为质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器，质量模拟器、刚度模拟器或者阻尼模拟器一一对应连接在电加载结构或者液压加载结构的输出端。
10.如权利要求1所述的一种基于互联网液压伺服控制系统的教学系统，其特征在于，还包括二位二通电磁换向阀(34)，所述二位二通电磁换向阀(34)和多种不同的伺服加载结构并联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211026 |