CN113944661A - 一种水陆两用便携式液压动力系统及应用该系统的装置 - Google Patents

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刘小建
田宇
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Abstract

本发明涉及液压动力领域，具体涉及一种水陆两用便携式液压动力系统及应用该系统的装置，为解决目前基于泵控系统原理的液压动力系统使用中在水中使用故障、不能便携、维修困难的问题，本方案电机与双向液压泵连接，双向液压泵的一个出油端通过第一高压软管与执行元件的一个容腔连接，双向液压泵的另一个出油端通过第二高压软管与执行元件连接的另一个容腔连接；双向液压泵的入油端与增压油箱连接，压力传感器设置在增压油箱上；第一回路上设有第一液控单向阀；第二回路上设有第二液控单向阀，本发明体积小、质量轻、工作压力大、系统安全性好等优点，且与常规的液压动力系统相比较其密封效果更好，可在海水和陆地两种环境下使用，更加便携。

Description

一种水陆两用便携式液压动力系统及应用该系统的装置
技术领域
本发明涉及液压动力领域，具体涉及一种水陆两用便携式液压动力系统及应用该系统的装置，单人即可操作并可在陆上和水下两种环境下使用，用其给液压执行元件油缸或液压马达提供液压能源。
背景技术
液压动力系统其基本组成有电机、液压泵、油箱、液压油、液压管路等附件组成，基本原理是将原动机的机械能通过液压泵转换为液体的压力动能表现为压力、流量，其作用是为液压系统提供压力油，是系统的动力源。液压动力系统按照液压控制元件的不同可以分为阀控系统阀节流控制和泵控系统变量泵容积调速。
阀控系统采用阀按节流原理控制流向执行机构的流量或压力，而液压泵所输出的多余流量则通过溢流阀回到油箱，此系统的增益较高、频带宽、响应速度快，动态特性好，但由于阀对传动介质要求高，污染的油液会使元件和机构磨损甚至堵塞而降低其性能，系统的故障往往与阀不正常工作有关，所以系统工作可靠性差。另外系统无法避免节流损失和溢流阀损失所造成的系统温升高、散热难、效率低等问题。
泵控系统：一般由电动机带动液压泵，通过驱动器控制电机来控制液压泵流向执行机构的流量或压力。与阀控系统相比，泵控系统的功率损失小、效率较高、节能等优点。
在海军特战队员执行任务水下时，施工员需要对障碍物进行破拆作业。还有在陆上消防队员执行任务时，需要对车辆、房门等进行破拆时，本发明可以作为破拆工具(液压缸)的液压动力源，为破拆工作工具动作时提供所需的液动力。
常规方案是：
1)电机1和驱动器2分开放置，连同锂电池3一起放置在外罩圆筒9内，当动力源意外损坏进水时电机1、驱动器2和锂电池都会发生损坏；
2)充电口/控制口5和上电开关8设置在动力源上端面，其凸出设备外表面，因设备意外倾倒时容易造成损坏；
3)动力源外罩由上盖板4和外罩圆筒9组成，增加了密封位置，也就是风险点，安全性不好；
4)外罩圆筒9通过螺母6、螺杆7固定在阀块上，锁紧效果不好，存在松动风险。
目前基于泵控系统原理的液压动力系统在使用中经常会碰到以下问题：
(1)陆上使用的动力源在海水中时密封失效以致海水进入系统造成系统故障；
(2)动力源质量较重多为设置在固定位置，不可携带使用；
(3)普通油箱当设备摆动时会造成液压泵由于吸油吸空而损坏；
(4)油箱液位、电量无法查看造成维修定位困难；
(5)液压、电气硬件凸出设备表面使用时容易损坏。
针对以上问题此款水陆两用便携式液压动力系统可一一解决。
发明内容
本发明的目的：本发明为了解决目前基于泵控系统原理的液压动力系统在使用中经常会碰到以下问题，提出一种水陆两用便携式液压动力系统及应用该系统装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种水陆两用便携式液压动力系统，本发明包括电机、双向液压泵、增压油箱、压力传感器、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一溢流阀、第二溢流阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀、第一高压软管、第二高压软管和执行元件；
所述电机与双向液压泵连接，双向液压泵的一个出油端通过第一高压软管与执行元件的一个容腔连接，所述第三液控单向阀设置在第一高压软管上，双向液压泵的另一个出油端通过第二高压软管与执行元件连接的另一个容腔连接，第四液控单向阀设置在第二高压软管上；
电机正向转动时通过控制双向液压泵正转将增压油箱内的油液介质通过第一高压胶管注入到执行元件的一个容腔内，使执行元件产生正向动作；电机反向转动时通过控制双向液压泵反转将增压油箱内的油液介质通过第二高压胶管注入到执行元件的另一个容腔内；执行元件产生反向动作；
所述双向液压泵的入油端与增压油箱连接，压力传感器设置在增压油箱上；
增压油箱通过第一回路与第一高压软管连接，且第一回路与第一高压软管连接处位于双向液压泵和第三液控单向阀之间，所述第一回路上设有第一液控单向阀；
增压油箱还通过第二回路与第二高压软管连接；且第二回路与第二高压软管连接处位于双向液压泵和第四液控单向阀之间，所述第二回路上设有第二液控单向阀。
进一步地，所述液压动力系统还包括第三回路和第四回路；
所述第三回路的一端设置在第一回路与第一高压软管连接处和第三液控单向阀之间，第三回路的另一端设置在第二回路与第二高压软管和第四液控单向阀之间，第三回路上设有第一溢流阀；
所述第四回路的一端设置在第一回路与第一高压软管连接处和第三液控单向阀之间，第四回路的另一端设置在第二回路与第二高压软管和第四液控单向阀之间，第四回路上设有第二溢流阀。
一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述装置包括电机、阀块、双向液压泵、增压油箱、电池、过滤器、压力传感器、第二液控单向阀、注油接头、第一液控单向阀、第一溢流阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀、第二溢流阀、第一高压软管、第二高压软管和水密航插座和操作手柄；
所述电机的电量输入端与电池连接，电机的动力输出端与双向液压泵的动力输入端连接，双向液压泵的进油端与增压油箱连接，阀块设置在电机和增压油箱之间，并套设在双向液压泵的上部，过滤器设置在双向液压泵上，压力传感器设置在阀块上；
所述第二液控单向阀设置在阀块的上端，注油接头、第一液控单向阀、第一溢流阀、第三液控单向阀、第四液控单向阀、第二溢流阀、第一高压软管、第二高压软管和水密航插座均设置在阀块的侧部，
所述操作手柄固定在水密航插座上。
进一步地，所述电池的下端设有托盘，托盘上设有多个电池限位装置，电池设置在多个电池限位装置之间。
所述电池限位装置包括尼龙棒、螺杆、组合密封垫圈和两个螺母，螺杆竖直设置，两个螺母均与螺杆螺纹连接，下端的螺母固定设置在托盘上，螺杆上端与尼龙棒(35)连接，上端的螺母与尼龙棒之间设有组合密封垫圈。
再进一步地，所述电机和电池外部设有外罩圆筒，所述外罩圆筒与阀块可拆卸连接。
所述外罩圆筒通过第五螺钉与阀块连接，所述第五螺钉外部套设有第二垫圈。
进一步地，所述电池上设有电源指示灯和上电开关。
再进一步地，所述第一高压软管上设有快换接头公头，第二高压软管上设有快换接头母头，第一高压软管和快换接头公头通过一个端直通连接，第二高压软管和快换接头母头通过另一个端直通连接。
进一步地，第一高压软管和第二高压软管均与阀块之间设有滤网。
再进一步地，所述电机通过联轴器与双向液压泵连接。
进一步地，所述增压油箱的顶部底部设有气囊，所述气囊设置在双向液压泵的外部。
具体包括以下优点：
本发明体积小、质量轻、工作压力大、系统安全性好等优点，且与常规的液压动力系统相比较其密封效果更好，可在海水和陆地两种环境下使用；质量更轻便于携带；增加油箱也可保证设备在任意位置时液压泵的可靠吸油；可检测系统油箱液位、电量参数便于设备维修定位；电气、液压元件不凸出于设备外表面可有效避免意外损伤的发生；设备设置了自锁功能，当液压泵不工作时，执行元件也不会发生误操作，可有效保证设备和人员安全；液压泵输出油液直接供给执行元件，中间无阀类节流影响，系统效率更高、功率损坏更小。
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为本发明的一种水陆两用便携式液压动力系统的示意图；
图2为本发明的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置的示意图一；
图3为本发明的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置的示意图二；
图4为本发明的电路原理图；
图5为液压动力源常规方案示意图；
图6为图5的A-A向视图。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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。
具体实施方式一：一种水陆两用便携式液压动力系统，本发明包括电机1、双向液压泵13、增压油箱15、压力传感器49、第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第一高压软管18、第二高压软管23和执行元件50；
所述电机1与双向液压泵13连接，双向液压泵13的一个出油端通过第一高压软管18与执行元件50的一个容腔连接，所述第三液控单向阀10设置在第一高压软管18上，双向液压泵13的另一个出油端通过第二高压软管23与执行元件连接13的另一个容腔连接，第四液控单向阀41设置在第二高压软管18上；
所述双向液压泵13的入油端与增压油箱15连接，压力传感器49设置在增压油箱15上；
增压油箱15通过第一回路51与第一高压软管18连接，且第一回路51与第一高压软管18连接处位于双向液压泵13和第三液控单向阀10之间，所述第一回路51上设有第一液控单向阀8；
增压油箱15还通过第二回路52与第二高压软管23连接；且第二回路52与第二高压软管23连接处位于双向液压泵13和第四液控单向阀41之间，所述第二回路52上设有第二液控单向阀4。
本实施方式中：结合图1解释本实施方式，电机1为私服电机，伺服电机含驱动器，系统包括电机1、双向液压泵13、增压油箱15、压力传感器49、第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第一高压软管18、第二高压软管23和执行元件50；由伺服电机1正向转动时通过控制双向液压泵13正转将增压油箱15内的油液介质通过第一高压软管18注入到执行元件50的一个容腔内，使执行元件50产生动作；反之当伺服电机1反向转动时通过控制双向液压泵13反转将增压油箱15内的油液介质通过第二高压软管23注入到执行元件50的另一个容腔内，使执行元件50产生反向动作。电机1正转使执行元件50前进时，由于执行元件50两端体积差，回到双向液压泵13的油液比双向液压泵13打出去的油液少，增压油箱15就通过第二液控单向阀4往双向液压泵13里面补油，也就是说执行元件50回油和增压油箱15的补油一起给双向液压泵13供油。电机1反转使执行元件50回程时，由于执行元件50两端容腔体积差，回来的油液比打出去的多，多的油液通过第一液控单向阀8回到增压油箱15。
具体实施方式二：一种水陆两用便携式液压动力系统，所述液压动力系统还包括第三回路53和第四回路54；
所述第三回路53的一端设置在第一回路51与第一高压软管18连接处和第三液控单向阀10之间，第三回路53的另一端设置在第二回路52与第二高压软管23和第四液控单向阀41之间，第三回路53上设有第一溢流阀9；
所述第四回路54的一端设置在第一回路51与第一高压软管18连接处和第三液控单向阀10之间，第四回路54的另一端设置在第二回路52与第二高压软管23和第四液控单向阀41之间，第四回路54上设有第二溢流阀42。
本实施方式中：结合图1解释本实施方式，双向液压泵13发生油液吸空时损害最大，会直接影响其使用寿命，使用增压油箱15的目的就是保证设备在使用过程中液压泵13的可靠吸油，增压油箱13使用前会通过注油器将其油液压力提高至0.2～0.4MPa。第一溢流阀7、第二溢流阀8在动力系统中起到安全阀作用，当执行元件50负载过大时溢流阀开启，将多余油液压力泄回增压油箱15,压力传感器49与增压油箱15相连接，通过压力传感器49可以检测出增压油箱15的油液压力也就可以反映出当前增压油箱15的液位值，低于0.2MPa时系统就需要对增压油箱15进行补油了。第三液控单向阀10、第四液控单向阀41在系统中起到自锁功能，正常使用时，双向液压泵13有高压油液供到执行元件50时，另一侧液压单向阀(第三液控单向阀10的另一侧为第四液控单向阀41，第四液控单向阀41的另一侧为第三液控单向阀10)通过控制油路被打开，这样另一侧油液就可以回到增压油箱15内，当系统液压泵13不能正常工作时，由于系统内第三液控单向阀10、第四液控单向阀41的存在也可保证执行器保持在原处，可保证设备和人员安全。
其他实施方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，使用液压动力系统制作一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置；
所述装置包括电机1、阀块6、双向液压泵13、增压油箱15、电池31、过滤器46、压力传感器49、第二液控单向阀4、注油接头7、第一液控单向阀8、第一溢流阀9、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第二溢流阀42、第一高压软管18、第二高压软管23和水密航插座25和操作手柄；
所述电机1的电量输入端与电池31连接，电机1的动力输出端与双向液压泵13的动力输入端连接，双向液压泵13的进油端与增压油箱15连接，阀块6设置在电机1和增压油箱15之间，并套设在双向液压泵13的上部，过滤器46设置在双向液压泵13上，压力传感器49设置在阀块6上；
所述第二液控单向阀4设置在阀块6的上端，注油接头7、第一液控单向阀8、第一溢流阀9、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第二溢流阀42、第一高压软管18、第二高压软管23和水密航插座25均设置在阀块6的侧部，
所述操作手柄22固定在水密航插座25上。
本实施方式中：结合图2-3说明本实施方式，操作手柄22上有“前进”、“收回”两个按钮，可以通过水密航插座25与电机(含驱动器)相连接，按下按钮会产生相应电信号给到电机(驱动器)。电机1通过第一螺钉2和第三O型圈29固定在阀块6上，驱动器放置在电机壳体内并对出线位置和尾端封堵处做密封处理，当动力源内意外情况下进水时，电机1也不会发生短路损坏，设备安全性更高。电机壳体采用7075铝合金材质，质量更轻。电机1与双向液压泵13通过联轴器48连接在一起，驱动器可以通过控制电机1来改变液压泵输出油液的方向、压力和流量。
第一高压软管18、第二高压软管23分别通过端直通21与快换接头公头19和快换接头母头20相连接，并通过对应的快换接头与执行元件(液压缸或液压马达)两个腔体相连，高压胶管耐压达到44MPa远高于系统最大工作压力35MPa，系统安全裕度更大。
第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、集成在阀块6内，按照原理图中要求实现系统各功能(安全保护、自锁功能和系统补油)。
具体实施方式四：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述电池31的下端设有托盘30，托盘30上设有多个电池限位装置，电池31设置在多个电池限位装置之间。
所述电池限位装置包括尼龙棒35、螺杆36、组合密封垫圈37和两个螺母38，螺杆36竖直设置，两个螺母38均与螺杆36螺纹连接，下端的螺母38固定设置在托盘30上，螺杆36上端与尼龙棒35连接，上端的螺母38与尼龙棒35之间设有组合密封垫圈37。
本实施方式中：结合图2-3说明本实施方式：电池31通过尼龙棒35、螺杆36、组合密封垫圈37和螺母38固定在外罩圆筒32底部，作为电机1(驱动器)供电，锂电池31安装完成后用灌胶工艺对出线位置和托板与外罩圆筒间隙处进行处理，保证动力源因损坏进水时，锂电池31不会发生短路损坏。
动力源外形尺寸(最大外径和高度)：Φ200mm×495mm(不含油管和操作手柄)，外罩圆筒32、阀块6和增压油箱15材质铝合金(牌号：7075)表面硬质阳极化并喷漆处理，动力源质量：14.5kg(不含油液、油管和操作手柄)，动力源体积小、质量轻，便于单人携带。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述电机1和电池31外部设有外罩圆筒32，所述外罩圆筒32与阀块6可拆卸连接。
所述外罩圆筒32通过第五螺钉34与阀块6连接，所述第五螺钉34外部套设有第二垫圈33。
本实施方式中：电机和驱动器采取一体化设计，减少电子设备外露，驱动器放置在电机壳体内并对出线位置和尾端封堵处做密封处理，当动力源内意外情况下进水时，电机1也不会发生短路损坏，设备安全性更高。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式六：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述电池31上设有电源指示灯12和上电开关11。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式七：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述第一高压软管18上设有快换接头公头19，第二高压软管23上设有快换接头母头20，第一高压软管18和快换接头公头19通过一个端直通21连接，第二高压软管23和快换接头母头20通过另一个端直通21连接。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式八：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，第一高压软管18和第二高压软管23均与阀块6之间设有滤网27。
其他实施方式与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述电机1通过联轴器48与双向液压泵13连接。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
具体实施方式十：一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述增压油箱15的内设有气囊44，所述气囊44设置在双向液压泵13的外部。
本实施方式中：气囊44放置在增压油箱15内，增压油箱15通过第二O型圈28、垫圈16、螺钉17安装在阀块6，阀块6材质选择合金材质，质量更轻，便于携带，注油器可通过注油接头7向增压油箱15内注油，并通过压力传感器49来检测油箱内油液压力是否满足系统预设压力值。系统通过过滤器46、滤网27来对油液进行过滤，保证系统清洁度满足系统要求，减少油液污染对液压元件产生损伤，特别是液压泵，可有效延长液压泵的使用寿命。
其他实施方式与具体实施方式三相同。
其他实施方式，结合图4说明本具体实施方式，通过1#和2#线外接DC48V充电器为锂电池31进行充电，液压动力系统由锂电池31为驱控系统(电机和驱动器)供电。驱控设备通过3#和4#线为液压动力系统提供DC24V控制电源。开关S1(上电开关11)通过5#线接至驱控制器，控制设备上电/掉电。霍尔开关S2和S3(操作手柄22上有“前进”、“收回”两个按钮)通过6#和7#线将信号反馈至驱动器，驱动器控制电机1驱动双向液压泵13运转。液压动力系统通过8#和9#线将设备状态反馈至双色指示灯12，当电压大于设定值时显示绿色，电压小于设定值时显示红色，系统异常时显示橙色(两灯同时亮起)。电机在运转时，电流大于设定值使低速转，电流小于设定值时高速转，电流等于设定值时维持当前状态。
其他实施方式：
电机1通过第一螺钉2与阀块6连接，双向液压泵13通过第二螺钉14与阀块6连接，电源指示灯12通过螺母5固定在阀块6上，增压油箱15通过第三螺钉17与阀块6连接，第三螺钉17外部套设有第一垫圈16，
水密航插座25通过第四螺钉24与阀块6连接，水密航插座25与阀块6之间设有第二O型圈26
阀块6的上下两端均设有第二O型圈28，电机1和阀块6之间设有第三O型圈29，
所述阀块6的底部设有多个第一螺塞3，阀块6的侧部设有多个第二螺塞40，双向液压泵13上设有第三螺塞45。
所述阀块6的侧部设有多个第一内六角堵头39和多个第二内六角堵头45。
结合图1-4说明本实施方式：
一种水陆两用便携式液压动力系统，本发明包括电机1、双向液压泵13、增压油箱15、压力传感器49、第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第一高压软管18、第二高压软管23和执行元件50；
所述电机1与双向液压泵13连接，双向液压泵13的一个出油端通过第一高压软管18与执行元件50的一个容腔连接，双向液压泵13的另一个出油端通过第二高压软管23与执行元件连接13的另一个容腔连接；
所述电机1与双向液压泵13连接，双向液压泵13的一个出油端通过第一高压软管18与执行元件50的一个容腔连接，所述第三液控单向阀10设置在第一高压软管18上，双向液压泵13的另一个出油端通过第二高压软管23与执行元件连接13的另一个容腔连接，第四液控单向阀41设置在第二高压软管18上；
所述双向液压泵13的入油端与增压油箱15连接，压力传感器49设置在增压油箱15上；
增压油箱15通过第一回路51与第一高压软管18连接，且第一回路51与第一高压软管18连接处位于双向液压泵13和第三液控单向阀10之间，所述第一回路51上设有第一液控单向阀8；
增压油箱15还通过第二回路52与第二高压软管23连接；且第二回路52与第二高压软管23连接处位于双向液压泵13和第四液控单向阀41之间，所述第二回路52上设有第二液控单向阀4。
所述液压动力系统还包括第三回路53和第四回路54；
所述第三回路53的一端设置在第一回路51与第一高压软管18连接处和第三液控单向阀10之间，第三回路53的另一端设置在第二回路52与第二高压软管23和第四液控单向阀41之间，第三回路53上设有第一溢流阀9；
所述第四回路54的一端设置在第一回路51与第一高压软管18连接处和第三液控单向阀10之间，第四回路54的另一端设置在第二回路52与第二高压软管23和第四液控单向阀41之间，第四回路54上设有第二溢流阀42。
一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，所述装置包括电机1、阀块6、双向液压泵13、增压油箱15、电池31、过滤器46、压力传感器49、第二液控单向阀4、注油接头7、第一液控单向阀8、第一溢流阀9、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第二溢流阀42、第一高压软管18、第二高压软管23和水密航插座25和操作手柄；
所述电机1的电量输入端与电池31连接，电机1的动力输出端与双向液压泵13的动力输入端连接，双向液压泵13的进油端与增压油箱15连接，阀块6设置在电机1和增压油箱15之间，并套设在双向液压泵13的上部，过滤器46设置在双向液压泵13上，压力传感器49设置在阀块6上；
所述第二液控单向阀4设置在阀块6的上端，注油接头7、第一液控单向阀8、第一溢流阀9、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第二溢流阀42、第一高压软管18、第二高压软管23和水密航插座25均设置在阀块6的侧部，
所述操作手柄22固定在水密航插座25上。
所述电池31的下端设有托盘30，托盘30上设有多个电池限位装置，电池31设置在多个电池限位装置之间。
所述电池限位装置包括尼龙棒35、螺杆36、组合密封垫圈37和两个螺母38，螺杆36竖直设置，两个螺母38均与螺杆36螺纹连接，下端的螺母38固定设置在托盘30上，螺杆36上端与尼龙棒35连接，上端的螺母38与尼龙棒35之间设有组合密封垫圈37。
所述电机1和电池31外部设有外罩圆筒32，所述外罩圆筒32与阀块6可拆卸连接。
所述外罩圆筒32通过第五螺钉34与阀块6连接，所述第五螺钉34外部套设有第二垫圈33。
所述电池31上设有电源指示灯12和上电开关11。
所述第一高压软管18上设有快换接头公头19，第二高压软管23上设有快换接头母头20，第一高压软管18和快换接头公头19通过一个端直通21连接，第二高压软管23和快换接头母头20通过另一个端直通21连接。
第一高压软管18和第二高压软管23均与阀块6之间设有滤网27。
所述电机1通过联轴器48与双向液压泵13连接。
所述增压油箱15的底部设有气囊44，所述气囊44设置在双向液压泵13的外部。
工作原理：结合图1-4解释本原理，电机1为私服电机，伺服电机含驱动器，系统包括电机1、双向液压泵13、增压油箱15、压力传感器49、第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、第一高压软管18、第二高压软管23和执行元件50；由伺服电机1正向转动时通过控制双向液压泵13正转将增压油箱15内的油液介质通过第一高压软管18注入到执行元件50的一个容腔内，使执行元件50产生动作；反之当伺服电机1反向转动时通过控制双向液压泵13反转将增压油箱15内的油液介质通过第二高压软管23注入到执行元件50的另一个容腔内，使执行元件50产生反向动作。电机1正转使执行元件50前进时，由于执行元件50两端体积差，回到双向液压泵13的油液比双向液压泵13打出去的油液少，增压油箱15就通过第二液控单向阀4往双向液压泵13里面补油，也就是说执行元件50回油和增压油箱15的补油一起给双向液压泵13供油。电机1反转使执行元件50回程时，由于执行元件50两端容腔体积差，回来的油液比打出去的多，多的油液通过第一液控单向阀8回到增压油箱15。
双向液压泵13发生油液吸空时损害最大，会直接影响其使用寿命，使用增压油箱15的目的就是保证设备在使用过程中液压泵13的可靠吸油，增压油箱13使用前会通过注油器将其油液压力提高至0.2～0.4MPa。第一溢流阀7、第二溢流阀8在动力系统中起到安全阀作用，当执行元件50负载过大时溢流阀开启，将多余油液压力泄回增压油箱15,压力传感器49与增压油箱15相连接，通过压力传感器49可以检测出增压油箱15的油液压力也就可以反映出当前增压油箱15的液位值，低于0.2MPa时系统就需要对增压油箱15进行补油了。第三液控单向阀10、第四液控单向阀41在系统中起到自锁功能，正常使用时，双向液压泵13有高压油液供到执行元件50时，另一侧液压单向阀(第三液控单向阀10的另一侧为第四液控单向阀41，第四液控单向阀41的另一侧为第三液控单向阀10)通过控制油路被打开，这样另一侧油液就可以回到增压油箱15内，当系统液压泵13不能正常工作时，由于系统内第三液控单向阀10、第四液控单向阀41的存在也可保证执行器保持在原处，可保证设备和人员安全。
操作手柄22上有“前进”、“收回”两个按钮，可以通过水密航插座25与电机(含驱动器)相连接，按下按钮会产生相应电信号给到电机(驱动器)。电机1通过第一螺钉2和第三O型圈29固定在阀块6上，驱动器放置在电机壳体内并对出线位置和尾端封堵处做密封处理，当动力源内意外情况下进水时，电机1也不会发生短路损坏，设备安全性更高。电机壳体采用7075铝合金材质，质量更轻。电机1与双向液压泵13通过联轴器48连接在一起，驱动器可以通过控制电机1来改变液压泵输出油液的方向、压力和流量。
第一高压软管18、第二高压软管23分别通过端直通21与快换接头公头19和快换接头母头20相连接，并通过对应的快换接头与执行元件(液压缸或液压马达)两个腔体相连，高压胶管耐压达到44MPa远高于系统最大工作压力35MPa，系统安全裕度更大。
第一液控单向阀8、第二液控单向阀4、第一溢流阀7、第二溢流阀8、第三液控单向阀10、第四液控单向阀41、集成在阀块6内；
电池31通过尼龙棒35、螺杆36、组合密封垫圈37和螺母38固定在外罩圆筒32底部，作为电机1(驱动器)供电，锂电池31安装完成后用灌胶工艺对出线位置和托板与外罩圆筒间隙处进行处理，保证动力源因损坏进水时，锂电池31不会发生短路损坏。
动力源外形尺寸(最大外径和高度)：Φ200mm×495mm(不含油管和操作手柄)，外罩圆筒32、阀块6和增压油箱15材质铝合金(牌号：7075)表面硬质阳极化并喷漆处理，动力源质量：14.5kg(不含油液、油管和操作手柄)，动力源体积小、质量轻，便于单人携带。
电机和驱动器采取一体化设计，减少电子设备外露，驱动器放置在电机壳体内并对出线位置和尾端封堵处做密封处理，当动力源内意外情况下进水时，电机1也不会发生短路损坏，设备安全性更高。
气囊44放置在增压油箱15内，增压油箱15通过第二O型圈28、垫圈16、螺钉17安装在阀块6，阀块6材质选择合金材质，质量更轻，便于携带，注油器可通过注油接头7向增压油箱15内注油，并通过压力传感器49来检测油箱内油液压力是否满足系统预设压力值。系统通过过滤器46、滤网27来对油液进行过滤，保证系统清洁度满足系统要求，减少油液污染对液压元件产生损伤，特别是液压泵，可有效延长液压泵的使用寿命。
通过1#和2#线外接DC48V充电器为锂电池31进行充电，液压动力系统由锂电池31为驱控系统(电机和驱动器)供电。驱控设备通过3#和4#线为液压动力系统提供DC24V控制电源。开关S1(上电开关11)通过5#线接至驱控制器，控制设备上电/掉电。霍尔开关S2和S3(操作手柄22上有“前进”、“收回”两个按钮)通过6#和7#线将信号反馈至驱动器，驱动器控制电机1驱动双向液压泵13运转。液压动力系统通过8#和9#线将设备状态反馈至双色指示灯12，当电压大于设定值时显示绿色，电压小于设定值时显示红色，系统异常时显示橙色(两灯同时亮起)。
本发明由于整体尺寸小、质量轻、便于携带、工作压力大、可靠性好、安全性高等优点更适合于此环境下的使用。
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 (10)

1.一种水陆两用便携式液压动力系统，其特征在于：本发明包括电机(1)、双向液压泵(13)、增压油箱(15)、压力传感器(49)、第一液控单向阀(8)、第二液控单向阀(4)、第一溢流阀(7)、第二溢流阀(8)、第三液控单向阀(10)、第四液控单向阀(41)、第一高压软管(18)、第二高压软管(23)和执行元件(50)；
所述电机(1)与双向液压泵(13)连接，双向液压泵(13)的一个出油端通过第一高压软管(18)与执行元件(50)的一个容腔连接，所述第三液控单向阀(10)设置在第一高压软管(18)上，双向液压泵(13)的另一个出油端通过第二高压软管(23)与执行元件连接(13)的另一个容腔连接，第四液控单向阀(41)设置在第二高压软管(18)上；
所述双向液压泵(13)的入油端与增压油箱(15)连接，压力传感器(49)设置在增压油箱(15)上；
增压油箱(15)通过第一回路(51)与第一高压软管(18)连接，且第一回路(51)与第一高压软管(18)连接处位于双向液压泵(13)和第三液控单向阀(10)之间，所述第一回路(51)上设有第一液控单向阀(8)；
增压油箱(15)还通过第二回路(52)与第二高压软管(23)连接；且第二回路(52)与第二高压软管(23)连接处位于双向液压泵(13)和第四液控单向阀(41)之间，所述第二回路(52)上设有第二液控单向阀(4)。
2.根据权利要求1所述的一种水陆两用便携式液压动力系统，其特征在于：所述液压动力系统还包括第三回路(53)和第四回路(54)；
所述第三回路(53)的一端设置在第一回路(51)与第一高压软管(18)连接处和第三液控单向阀(10)之间，第三回路(53)的另一端设置在第二回路(52)与第二高压软管(23)和第四液控单向阀(41)之间，第三回路(53)上设有第一溢流阀(9)；
所述第四回路(54)的一端设置在第一回路(51)与第一高压软管(18)连接处和第三液控单向阀(10)之间，第四回路(54)的另一端设置在第二回路(52)与第二高压软管(23)和第四液控单向阀(41)之间，第四回路(54)上设有第二溢流阀(42)。
3.一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：使用权利要求1-2所述的液压动力系统制作一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置；
所述装置包括电机(1)、阀块(6)、双向液压泵(13)、增压油箱(15)、电池(31)、过滤器(46)、压力传感器(49)、第二液控单向阀(4)、注油接头(7)、第一液控单向阀(8)、第一溢流阀(9)、第三液控单向阀(10)、第四液控单向阀(41)、第二溢流阀(42)、第一高压软管(18)、第二高压软管(23)和水密航插座(25)和操作手柄；
所述电机(1)的电量输入端与电池(31)连接，电机(1)的动力输出端与双向液压泵(13)的动力输入端连接，双向液压泵(13)的进油端与增压油箱(15)连接，阀块(6)设置在电机(1)和增压油箱(15)之间，并套设在双向液压泵(13)的上部，过滤器(46)设置在双向液压泵(13)上，压力传感器(49)设置在阀块(6)上；
所述第二液控单向阀(4)设置在阀块(6)的上端，注油接头(7)、第一液控单向阀(8)、第一溢流阀(9)、第三液控单向阀(10)、第四液控单向阀(41)、第二溢流阀(42)、第一高压软管(18)、第二高压软管(23)和水密航插座(25)均设置在阀块(6)的侧部，
所述操作手柄(22)固定在水密航插座(25)上。
4.根据权利要求3所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述电池(31)的下端设有托盘(30)，托盘(30)上设有多个电池限位装置，电池(31)设置在多个电池限位装置之间。
所述电池限位装置包括尼龙棒(35)、螺杆(36)、组合密封垫圈(37)和两个螺母(38)，螺杆(36)竖直设置，两个螺母(38)均与螺杆(36)螺纹连接，下端的螺母(38)固定设置在托盘(30)上，螺杆(36)上端与尼龙棒(35)连接，上端的螺母(38)与尼龙棒(35)之间设有组合密封垫圈(37)。
5.根据权利要求3所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述电机(1)和电池(31)外部设有外罩圆筒(32)，所述外罩圆筒(32)与阀块(6)可拆卸连接。
所述外罩圆筒(32)通过第五螺钉(34)与阀块(6)连接，所述第五螺钉(34)外部套设有第二垫圈(33)。
6.根据权利要求3所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述电池(31)上设有电源指示灯(12)和上电开关(11)。
7.根据权利要求3所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述第一高压软管(18)上设有快换接头公头(19)，第二高压软管(23)上设有快换接头母头(20)，第一高压软管(18)和快换接头公头(19)通过一个端直通(21)连接，第二高压软管(23)和快换接头母头(20)通过另一个端直通(21)连接。
8.根据权利要求7所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：第一高压软管(18)和第二高压软管(23)与阀块(6)之间均设有滤网(27)。
9.根据权利要求3所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述电机(1)通过联轴器(48)与双向液压泵(13)连接。
10.根据权利要求1所述的一种应用水陆两用便携式液压动力系统的装置，其特征在于：所述增压油箱(15)的底部设有气囊(44)，所述气囊(44)设置在双向液压泵(13)的外部。
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