CN118148973A - 一种特种机器人用比例液压系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种特种机器人用比例液压系统，通过在液压系统中引入多路换向阀，即根据实际情况在比例控制阀组上接入多路控制阀，减少比例控制阀的使用数量，能够大幅度降低了整机液压系统成本，并且比例控制阀组中的每联比例控制阀均能够与多路换向阀连通连接，便于后续液压系统的优化设计，以满足产品多功能且可拓展的要求，并且将不需要同时工作的执行元件与同一个多路换向阀连通连接，进而在在不同工作模式下多路换向阀可以安全互锁，使得连接在同一多路换向阀上的各执行元件只能实现单动，进而能够有效防止误操作，保证作业安全，并且比例控制阀使用数量的减少，能够优化液压系统管路布置，生产安装更加高效。

Description

一种特种机器人用比例液压系统

技术领域

本申请涉及液压系统技术领域，具体地涉及一种特种机器人用比例液压系统。

背景技术

在常见的液压系统中，按功能模块分主要有动力元件(泵)、控制元件(阀)、执行元件(油缸、马达)，以上三种功能模块通过液压辅助元件(接头体、管路、滤油器、油箱等)连接组合起来，构成完整的液压控制系统，实现各类产品的各项动作功能实现。

特种机器人产品功能复杂，需要实现的动作比较多，因此执行元件多，一般控制阀组都做得比较大，做得比较复杂。

在现有产品液压系统设计时，一般情况下执行元件数量和比例控制阀上的联数是一一对应关系，当遇到增加产品功能时，多出来多少的执行动作，就需要增加控制阀相应的联数。而特种机器人因为作业场景特殊、作业对象特殊，经常需要做一些定制化的开发，要求产品多功能并且可以拓展，会遇到比例控制阀组上电控比例阀联数多，成本高，对应的管路数量多、走向复杂布置困难，如果更改比例控制阀组联数或者更换不同规格型号的电控比例阀，会导致产品液压系统重新更改设计，设计任务重，生产周期长，配套件供应困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本申请目的是提供一种特种机器人用比例液压系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

根据本申请的一方面，一种特种机器人用比例液压系统，包括液压油箱、液压泵、比例控制阀组和多路换向阀，所述液压油箱通过主进油管路和主回油管路与比例控制阀组连通连接，所述液压泵串联设于所述主进油管路上，所述比例控制阀组由多联比例控制阀并联连接，且每联所述比例控制阀的主进油口和主回油口均分别与所述主进油管路和所述主回油管路连通连接，且每联所述比例控制阀的工作进油口和工作回油口均能够与所述多路换向阀或机器人的执行元件连通连接，每个所述多路换向阀均能够与机器人的多个执行元件相连接，且同一所述多路换向阀连接的多个执行元件不需要同时工作。

优选地，所述比例控制阀组中的比例控制阀的数量能够根据实际情况进行增加或者减少，并且与所述比例控制阀组连接的所述多路换向阀的数量能够根据实际情况进行增加或者减少。

优选地，所述多路换向阀的控制回路为串并联油路连接方式，所述多路换向阀的每一路换向阀的主进油腔相互串联且每一路换向阀的主回油腔相互并联，且所述多路换向阀的每一路换向阀的工作进油口和工作回油口均能够与机器人的执行元件连通连接，所述多路换向阀的主进油口和主回油口分别与所述比例控制阀的工作进油口和工作回油口连通连接。

优选地，所述多路换向阀选用电磁多路换向阀。

优选地，所述执行元件包括第一油缸、第二油缸、第三油缸、第一马达和第二马达，其中所述第一油缸和所述第一马达不同时工作，所述第二油缸和所述第三油缸不同时工作，所述第一油缸和所述第一马达与一个所述多路换向阀连通连接，所述第二油缸和第三油缸与另一个所述多路换向阀连通连接，所述第二马达与所述比例控制阀组中的一个所述比例控制阀连接连通。

优选地，所述比例控制阀组还包括减压阀，所述减压阀与每一联所述比例控制阀均并联设置。

本申请与现有技术相比的优点在于：通过在液压系统中引入多路换向阀，即根据实际情况将多路控制阀与比例控制阀组进行系统组合，减少比例控制阀的使用数量，进而能够大幅度降低了整机液压系统成本，也便于后续液压系统的优化设计，并且将不需要同时工作的执行元件与同一个多路换向阀连通连接，进而在在不同工作模式下多路换向阀可以安全互锁，使得连接在同一多路换向阀上的各执行元件只能实现单动，进而能够有效防止误操作，保证作业安全，并且比例控制阀使用数量的减少，能够优化液压系统管路布置，生产安装更加高效。

附图说明

图1是现有技术中一种特种机器人用比例液压系统的液压原理图。

图2是根据本申请一实施例的一种特种机器人用比例液压系统的液压原理图。

附图标记：1、液压油箱；2、液压泵；3、比例控制阀组；4、多路换向阀；5、主进油管路；6、主回油管路；7、第一油缸；8、第二油缸；9、第三油缸；10、第一马达；11、第二马达；301、比例控制阀。

具体实施方式

为了使本申请的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在现有产品的液压系统设计时，一般情况下执行元件数量和比例控制阀301的联数是一一对应关系，当遇到增加产品功能时，多出来的执行动作或执行元件，就需要增加比例控制阀301相应的联数来实现。

如图1所示的现有技术中的比例液压系统原理图，液压系统包括液压油箱1、液压泵2、比例控制阀组3以及第一油缸7、第二油缸8、第三油缸9、第一马达10和第二马达11组成的执行元件，其中，比例控制阀组3中并联设置的多联比例控制阀301分别与对应的第一油缸7、第二油缸8、第三油缸9、第一马达10、第二马达11相连接，在实际工作中，第一油缸7、第二油缸8、第三油缸9、第一马达10、第二马达11均能够通过控制比例控制阀组3中的相对应的比例控制阀301来执行动作。

通过对特种机器人真实工况深入详细分析后会发现，特种机器人一般可以分几种作业模式，譬如行走模式、作业模式、怠速模式等不同工作状态。在行走模式主要是行走装置工作，配合少量其他装置的动作；作业模式行走装置不工作，其他各执行元件复合动作；怠速模式行走装置不工作，其他执行装置(液压缸、液压马达)需要动作；在不同模式作业时需要特定的动作组合；综上可知，特种机器人的执行元件在不同工作模式下，一些执行元件不需要同时工作。

在模式分析的基础上，结合特种机器人动作组合实际需求，本申请将比例控制阀组3同多路换向阀4进行系统组合，尽可能减少比例控制阀组3中比例控制阀301的使用数量，增加多路换向阀4，通过优化控制，在不同工作模式下多路换向阀4可以安全互锁，防止误操作。

如图2所示，本申请中的一种特种机器人用比例液压系统，包括液压油箱1、液压泵2、比例控制阀组3和多路换向阀4，液压油箱1通过主进油管路5和主回油管路6与比例控制阀组3连通连接，液压泵2串联设于主进油管路5上，比例控制阀组3由多联比例控制阀301并联连接，比例控制阀组3还包括减压阀，减压阀与每一联比例控制阀301均并联设置，每联比例控制阀301的主进油口和主回油口均分别与主进油管路5和主回油管路6连通连接，且每联比例控制阀301的工作进油口和工作回油口均能够与多路换向阀4或机器人的执行元件连通连接，每个多路换向阀4均能够与机器人的多个执行元件相连接，且同一多路换向阀4连接的多个执行元件不需要同时工作，其中多路换向阀4选用电磁多路换向阀4。

具体地，多路换向阀4的控制回路为串并联油路连接方式，即多路换向阀4的每一路换向阀的主进油腔相互串联且每一路换向阀的主回油腔相互并联，且多路换向阀4的每一路换向阀的工作进油口和工作回油口均能够与机器人的执行元件连通连接，多路换向阀4的主进油口和主回油口分别与比例控制阀301的工作进油口和工作回油口连通连接；多路换向阀4的串并联油路的特点是当一个执行元件工作时，后面的执行元件的进油道被切断，因此多路换向阀4中只能有一个滑阀工作，即各滑阀之间具有互锁功能，各执行元件只能实现单动，因此，不需要同时工作的多个执行元件连接至同一个多路换向阀4上，进而能够有效防止误操作，保证作业安全；并且多路换向阀4的油路数量设置与不需要同时工作的执行元件数量设置相对应。

具体地，结合图2，在具体实施中，执行元件包括第一油缸7、第二油缸8、第三油缸9、第一马达10和第二马达11，其中第一油缸7和第一马达10不同时工作，第二油缸8和第三油缸9不同时工作，因此第一油缸7和第一马达10与一个多路换向阀4连通连接，第二油缸8和第三油缸9与另一个多路换向阀4连通连接，其两个多路换向阀4分别与比例控制阀组3中的两个比例控制阀301连接，第二马达11与比例控制阀组3中的一个比例控制阀301连接连通；在工作过程中，在行走模式下，第二马达11、第一油缸7和第二油缸8同时工作，第一马达10和第三油缸9不工作，此时，比例控制组分别控制第二马达11和两个多路换向阀4，使得第二马达11工作以及两个多路换向阀4分别控制第一油缸7和第二油缸8工作；在作业模式下，第二马达11、第一马达10和第三油缸9同时工作，第一油缸7和第二油缸8不工作，此时比例控制组分别控制第二马达11和两个多路换向阀4，使得第二马达11工作以及两个多路换向阀4分别控制第一马达10和第三油缸9工作；在工作过程中，多路换向阀4能够安全互锁，使得连接在同一多路换向阀4上的各执行元件只能实现单动，进而能够有效防止误操作，保证作业安全；并且在该设计中，通过增加多路换向阀4，进而减少比例控制阀301的数量，使得比例控制阀组3的阀块更小，在机器人上更加容易布置，比例控制阀组3成本降低，多路换向阀4分开布置，液压管路设计布局更加优化。

需要说明的是，在设计时，比例控制阀组3中的比例控制阀301的数量能够根据实际情况进行增加或者减少，并且与比例控制阀组3连接的多路换向阀4的数量能够根据实际情况进行增加或者减少。而在本申请中，是通过在比例控制阀组3上接入多路控制阀，来减少比例控制阀301的使用数量，减少成本，并且根据实际情况将执行元件与多路控制阀连接来执行动作，并且将多路控制阀与比例控制阀组3进行系统组合，也便于后续液压系统的优化设计，以满足产品多功能且可拓展的要求。

以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本申请实施例进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解，在不背离本申请权利要求所限定的精神和范围的情况下，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。

Claims (6)

1.一种特种机器人用比例液压系统，包括液压油箱(1)、液压泵(2)、比例控制阀组(3)和多路换向阀(4)，所述液压油箱(1)通过主进油管路(5)和主回油管路(6)与比例控制阀组(3)连通连接，所述液压泵(2)串联设于所述主进油管路(5)上，其特征在于，所述比例控制阀组(3)由多联比例控制阀(301)并联连接，且每联所述比例控制阀(301)的主进油口和主回油口均分别与所述主进油管路(5)和所述主回油管路(6)连通连接，且每联所述比例控制阀(301)的工作进油口和工作回油口均能够与所述多路换向阀(4)或机器人的执行元件连通连接，每个所述多路换向阀(4)均能够与机器人的多个执行元件相连接，且同一所述多路换向阀(4)连接的多个执行元件不需要同时工作。

2.根据权利要求1所述的一种特种机器人用比例液压系统，其特征在于，所述比例控制阀组(3)中的比例控制阀(301)的数量能够根据实际情况进行增加或者减少，并且与所述比例控制阀组(3)连接的所述多路换向阀(4)的数量能够根据实际情况进行增加或者减少。

3.根据权利要求2所述的一种特种机器人用比例液压系统，其特征在于，所述多路换向阀(4)的控制回路为串并联油路连接方式，所述多路换向阀(4)的每一路换向阀的主进油腔相互串联且每一路换向阀的主回油腔相互并联，且所述多路换向阀(4)的每一路换向阀的工作进油口和工作回油口均能够与机器人的执行元件连通连接，所述多路换向阀(4)的主进油口和主回油口分别与所述比例控制阀(301)的工作进油口和工作回油口连通连接。

4.根据权利要求3所述的一种特种机器人用比例液压系统，其特征在于，所述多路换向阀(4)选用电磁多路换向阀。

5.根据权利要求3所述的一种特种机器人用比例液压系统，其特征在于，所述执行元件包括第一油缸(7)、第二油缸(8)、第三油缸(9)、第一马达(10)和第二马达(11)，其中所述第一油缸(7)和所述第一马达(10)不同时工作，所述第二油缸(8)和所述第三油缸(9)不同时工作，所述第一油缸(7)和所述第一马达(10)与一个所述多路换向阀(4)连通连接，所述第二油缸(8)和第三油缸(9)与另一个所述多路换向阀(4)连通连接，所述第二马达(11)与所述比例控制阀组(3)中的一个所述比例控制阀(301)连接连通。

6.根据权利要求1所述的一种特种机器人用比例液压系统，其特征在于，所述比例控制阀组(3)包括减压阀，所述减压阀与每一联所述比例控制阀(301)均并联设置。