CN221033410U - 一种无线控制系统集成液压缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无线控制系统集成液压缸，包括：液压缸本体，液压缸本体外部连接有箱体，箱体内集成有液压系统和控制系统；液压系统包括：阀块、电机、高压泵、低压泵、以及油箱，阀块上安装有控制阀，电机通过高压泵和低压泵从油箱内抽取液压油经控制阀、阀块后至液压缸本体内；其中，电机电连接有电机驱动器；控制系统监测液压缸本体内压力及活塞杆位置，并与电机驱动器和控制阀电连接，控制电机和控制阀工作。通过将液压系统和控制系统集成至箱体内，并将箱体安装在液压缸本体上，提高了设备的集成度，缩小设备体积，同时，避免了现场泵站安装、连接油管等工作，降低了设备使用工作量，实现了液压缸的远程控制，提高设备使用的便利性。

Description

一种无线控制系统集成液压缸

技术领域

本实用新型涉及液压领域，尤其涉及一种无线控制系统集成液压缸。

背景技术

悬索桥架桥机提升梁在吊不同的桥箱梁时，需要调整提升梁吊点位置，确保负载重心在两提升梁的吊点中心平面上。以免负载在吊装过程中发生侧倾。由于悬索桥架桥机在主缆上，离桥箱梁距离很远50m-300m不等，若用常规电机驱动类泵站系统控制液压缸，则面临供电距离太远，卷筒电缆和电缆卷筒均无法满足应用要求，故目前采用发动机驱动型泵站或者内含微型发电机的电机驱动型泵站和液压缸来实现对提升梁的吊点控制。

现有泵站有下述缺陷：

1、系统集成度低，体积相对而言较大，不利于在提升梁上安装。

2、自动化控制程度低：

1）小泵站发动机和发电机自动化程度低，无法实现远程启停控制；

2）仅就地操作，中央控制室没有远程监控，故无该设备的操作日志；

3）对油缸行程控制精度低；

3、需要定期定点添加燃油，系统维护不方便。

4、泵站系统防护等级低，由于经常靠近河面或海面，其环境湿度较高，且还有盐雾，每当刮风下遇时，故在平时不用时，用防雨布遮盖，在使用时打开防雨布，增加了现场的使用维护工作。

5、设备容易受外力碰撞后损坏，如泵站到油缸的液压软管，泵站外露元器件等。

6、泵站一旦倾覆，就会导致液压油和燃油泄漏，容易造成污染。

实用新型内容

本实用新型的一种无线控制系统集成液压缸，用于解决背景技术中系统集成度低，体积较大，自动化控制程度低等技术问题。

本实用新型提供的技术方案如下：一种无线控制系统集成液压缸，包括：液压缸本体，液压缸本体内具有有杆腔和无杆腔，液压缸本体外部连接有箱体，箱体内集成有液压系统和控制系统；

液压系统包括：阀块、电机、高压泵、低压泵、以及油箱，阀块上安装有控制阀，电机通过高压泵和低压泵从油箱内抽取液压油经控制阀、阀块后至液压缸本体内；其中，电机电连接有电机驱动器；

控制系统监测液压缸本体内压力及活塞杆位置，并与电机驱动器和控制阀电连接，控制电机和控制阀工作。

进一步的，高压泵和低压泵的出油口与控制阀的第一进油口连通，控制阀的第一出油口通过阀块内第一油路与无杆腔连通，控制阀的第二出油口通过第三油路与油箱连通，控制阀的第二进油口通过阀块内第二油路与有杆腔连通。

进一步的，高压泵的出油口前连通有第二溢流阀，第二溢流阀的出油口与第三油路连通；低压泵的出油口前连通有第一溢流阀，第一溢流阀的出油口与第三油路连通。

进一步的，在高压泵和第一溢流阀的连通口前设置有单向阀。

进一步的，高压泵和低压泵的进油口前均安装有过滤器。

进一步的，阀块内的第一油路上安装有第一平衡阀和第一压力传感器，第二油路上安装有第二平衡阀和第二压力传感器。

进一步的，液压缸本体内设置有用于监测活塞杆位移的位移传感器。

进一步的，控制系统包括：控制器，控制器与控制阀、电机驱动器、位移传感器、第一压力传感器和第二压力传感器电连接，控制器通过无线通讯模块与上位机通讯连接。

进一步的，箱体外部设有太阳能板，太阳能板通过充电器连接电池，电池在箱体内给控制系统和液压系统供电。

进一步的，电池输出电路上设置有开关，开关通过无线通讯模块由上位机控制。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的无线控制系统集成液压缸，通过将液压系统和控制系统集成至箱体内，并将箱体安装在液压缸上，避免了现场泵站安装、连接油管等工作，降低了设备使用工作量，实现了液压缸的远程控制，提高设备使用的便利性。

本实用新型的无线控制系统集成液压缸，通过将多油路集成至阀块上，提高了设备的集程度，缩小设备的体积，使设备可以适应更多应用场景。

本实用新型的无线控制系统集成液压缸，通过采用太阳能充电，为系统提供源源不断的能源，给予设备超长的续航能力，为高空作业提供便利。

附图说明

图1是本实用新型无线控制系统集成液压缸的立体结构示意图；

图2是本实用新型箱体内的结构示意图；

图3是本实用新型无线控制系统集成液压缸的剖视图；

图4是本实用新型中液压系统的连接结构示意图；

图5是本实用新型中控制系统的连接结构示意图。

附图标记如下：1、液压缸本体，2、阀块，3、第一平衡阀，4、第二平衡阀，5、控制阀，51、伸缸电磁阀，52、缩缸电磁阀，6、单向阀，7、电机，8、高压泵，9、低压泵，10、过滤器，11、第一溢流阀，12、第二溢流阀，13、油箱，14、第一油路，15、第二油路，16、第三油路，17、第一压力传感器，18、第二压力传感器，19、箱体，20、太阳能板，21、充电器，22、电池，23、无线通讯模块，24、开关，25、控制器，26、电机驱动器，27、位移传感器。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

如图1-5所示，本实用新型是一种无线控制系统集成液压缸，包括：液压缸本体1，液压缸本体1内具有有杆腔和无杆腔，液压缸本体1外部连接有箱体19，箱体19内集成有液压系统和控制系统；

液压系统包括：阀块2、电机7、高压泵8、低压泵9、以及油箱13，阀块2上安装有控制阀5，电机7通过高压泵8和低压泵9从油箱13内抽取液压油经控制阀5、阀块2后至液压缸本体1内；其中，电机7电连接有电机驱动器26；

控制系统监测液压缸本体1内压力及活塞杆位置，并与电机驱动器26和控制阀5电连接，控制电机7和控制阀5工作。

本实施例的阀块2用于集成液压元件，安装在液压缸上，取消了液压缸本体1到平衡阀4之间的油管，避免了因油管破裂而产生的风险，同时，提高了集成效果，减少了设备体积。

本实施例的电机7采用DC24V无刷直流电机，并通过电机驱动器26实现控制，输出转矩大，为高压泵8和低压泵9提供可靠的转矩，当电机7低速时，输出转矩大，且速度可调，由于产品丰富，有很大的成本优势。

具体的，电机7的输出轴与高压泵8和低压泵9连接，电机7输出轴转动，带动高压泵8和低压泵9工作。

本实施例的液压系统为双泵联动结构，通过电机7带动高压泵8和低压泵9从油箱13内抽取液压油，并经过控制阀5、阀块2后至液压缸本体1内，控制液压缸1执行伸缸动作。

本实施例的油箱13为封闭式软体油箱，用于减小油箱体积，全封闭设计与空气隔离，同时，允许设备随意姿态摆放，避免液压油从油箱漏出。

本实施例的箱体19可以根据实际应用场景进行改变形状，确保液压缸适用于不同的环境，使得液压缸有更广泛的应用市场。

具体的，高压泵8和低压泵9的出油口与控制阀5的第一进油口连通，控制阀5的第一出油口通过阀块2内第一油路14与无杆腔连通，控制阀5的第二出油口通过第三油路16与油箱13连通，控制阀5的第二进油口通过阀块2内第二油路15与有杆腔连通；高压泵8的出油口前连通有第二溢流阀12，第二溢流阀12的出油口与第三油路16连通；低压泵9的出油口前连通有第一溢流阀11，第一溢流阀11的出油口与第三油路16连通；在高压泵8和第一溢流阀11的连通口前设置有单向阀6；高压泵8和低压泵9的进油口前均安装有过滤器10；阀块2内的第一油路14上安装有第一平衡阀3和第一压力传感器17，第二油路15上安装有第二平衡阀4和第二压力传感器18。

具体的，当需要伸缸时，液压油通过控制阀5经过阀块2内第一油路14、第一平衡阀3进入到无杆腔内，推动活塞杆向另一侧移动，同时，有杆腔内的液压油经过第二油路15、第二平衡阀4、控制阀5、第三油路16回流至油箱13，实现伸缸动作；当需要缩缸时，控制阀5换向，液压油通过控制阀5经过阀块2内第二油路15、第二平衡阀4进入到有杆腔内，推动活塞杆向另一侧位移，同时，无杆腔内的液压油经过第一平衡阀3、控制阀5、第三油路16回流至油箱13，实现缩缸动作。

本实施例的第一平衡阀3和第二平衡阀4，当方向控制阀5在中位时，第一平衡阀3和第二平衡阀4将阻止液压缸本体1在负载作用下被动伸缸，即阻止负载运动；可以平衡液压缸本体1因为负载产生的能量冲击；当油管破裂时，第一平衡阀3和第二平衡阀4能防止负载发生失控。

本实施例的控制阀5为三位四通方向控制阀，用于控制液压缸执行伸缩缸动作。

本实施例的单向阀6用于避免高压泵8的高压液压油流向低压泵9的低压区域。

本实施例的过滤器10用于过滤液压油中的杂质，防止杂质进入液压元件里面而导致液压元件工作异常或损坏。

本实施例的第一溢流阀11通过高压液压油控制该溢流阀，确保系统低压时加载，高压时卸载，可防止电机7过载。

本实施例的第二溢流阀12用于限制液压系统最高工作压力，以免液压系统因压力过高而损坏。

具体的，当液压缸本体1轻载时，第一溢流阀11自动加载，由低压泵9产生的低压液压油通过单向阀6给系统供油，从而增加了系统的流量，当液压缸1轻载时，液压系统流量为高压泵8输出流量+低压泵9输出流量；当液压缸本体1重载时，液压系统流量为高压泵8输出流量，低压泵9输出液压油通过第一溢流阀11回油箱，系统液压压力油通过方向阀5的伸缸油路进入液压缸本体1的无杆腔，控制液压缸本体1执行伸缸动作。

在一些可行的实施例中，单向阀6、高压泵8、低压泵9、第一溢流阀11和第二溢流阀12可通过一体式泵代替，则设备体积更小，集成度更高，能适应更多的应用场景。

本实施例的，液压缸本体1内设置有用于监测活塞杆位移的位移传感器27。

具体的，位移传感器27采用磁致伸缩位移传感器，安装在液压缸本体1内部，有效避免因复杂的外部环境产生碰撞而受损；通过位移传感器27对活塞杆行程的实时检测，可以精确控制液压缸本体1的行程。

具体的，控制系统包括：在液压缸本体1内监测活塞杆位移的位移传感器27，控制器25，控制器25与控制阀5、电机驱动器26、位移传感器27、第一压力传感器17和第二压力传感器18电连接，控制器25通过无线通讯模块23与上位机通讯连接；箱体19外部设有太阳能板20，太阳能板20通过充电器21连接电池22，电池22在箱体19内给控制系统和液压系统供电，电池22输出电路上设置有开关24，开关24通过无线通讯模块23由上位机控制。

具体的，采用太阳能板20采集太阳能转换成电能，再通过MPPT充电器21将通过DC/DC变换电路，在给电池22充电的同时，使得太阳能板始终输出最大功率，避免电池22因电压过低而损坏；对于设备使用不频繁的情况，在阳光充裕的情况下，通过太阳能充电即可满足电池22的充电要求。

本实施例的，电池22采用低压关断保护功能的蓄电池，给控制系统和液压系统供电。

如图5所示，电池22分别与无线通讯模块23、控制器25和电机驱动器26电连接，通过控制器25再与控制阀5、位移传感器27、第一压力传感器17和第二压力传感器18电连接。

本实施例的，开关24采用固态继电器，通过无线通讯模块23数字开关信号直接控制，可实现对系统电源远程进行无线开关控制。

具体的，电池22与无线通讯模块23为独立电路，可以一直为无线通讯模块23供电；控制器25和电机驱动器26为并联电路，开关24在并联电路上，可以通过开关24控制电池22给控制器25和电机驱动器26的供电。

本实施例的控制阀5内具有伸缸电磁阀51和缩缸电磁阀52，通过控制器25对伸缸电磁阀51和缩缸电磁阀52控制，从而控制有杆腔和无杆腔的供油，实现伸缸、缩缸的工作。

本实施例的电机7与电机驱动器26连接，电机驱动器26与控制器25连接，用于控制电机7的工作。

本实施例的控制器25采用嵌入式控制器，通过无线通讯模块23接收上位机的指令，在执行上位机指令的同时发送液压缸本体1内活塞杆位移，通过位移传感器27监测；液压缸本体1腔体内压力，通过第一压力传感器17和第二压力传感器18监测；阀控制的输出信号、电机转速、电机电流、电池电压等数据给上位机，可实现单机遥控控制，也可以集成到上位机中央控制系统，实现多机同步控制。

本实施例的无线通讯模块23带有IO开关控制接口和通讯总线接口；IO开关控制接口可实现对固态继电器的开关控制，从而实现远程无线电源开关控制。通讯总线接口可实现控制与上位机之间的通讯。

本实施例的第一压力传感器17和第二压力传感器18通过对液压缸本体1有杆腔和无杆腔的压力检测，并通过控制器25和无线通讯模块23上传至上位机，可以实时监控液压缸本体1负载的变化，避免液压缸本体1负载过大或过小。

工作原理：控制器25通过无线通讯模块23接收上位机的指令，通过控制电器驱动器26控制电机7工作，电机7带动高压泵8和低压泵9给液压缸本体1供油，当液压缸本体1轻载时，第一溢流阀11自动加载，由低压泵9产生的低压液压油通过单向阀6给系统供油，从而增加了系统的流量，当液压缸1轻载时，液压系统流量为高压泵8输出流量+低压泵9输出流量；当液压缸本体1重载时，液压系统流量为高压泵8输出流量，低压泵9输出液压油通过第一溢流阀11回油箱，系统液压压力油通过方向阀5的伸缸油路进入液压缸本体1的无杆腔，控制液压缸本体1执行伸缸动作；本实用新型的无线控制系统集成液压缸，通过将液压系统和控制系统集成至箱体19内，并将箱体19安装在液压缸本体1上，提高了设备的集成度，缩小设备体积，同时，避免了现场泵站安装、连接油管等工作，降低了设备使用工作量，实现了液压缸的远程控制，提高设备使用的便利性。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线控制系统集成液压缸，包括：液压缸本体（1），所述液压缸本体（1）内具有有杆腔和无杆腔，其特征在于，所述液压缸本体（1）外部连接有箱体（19），所述箱体（19）内集成有液压系统和控制系统；

所述液压系统包括：阀块（2）、电机（7）、高压泵（8）、低压泵（9）、以及油箱（13），所述阀块（2）上安装有控制阀（5），所述电机（7）通过所述高压泵（8）和所述低压泵（9）从所述油箱（13）内抽取液压油经所述控制阀（5）、所述阀块（2）后至所述液压缸本体（1）内；其中，所述电机（7）电连接有电机驱动器（26）；

所述控制系统监测所述液压缸本体（1）内压力及活塞杆位置，并与所述电机驱动器（26）和控制阀（5）电连接，控制所述电机（7）和所述控制阀（5）工作。

2.如权利要求1所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述高压泵（8）和所述低压泵（9）的出油口与所述控制阀（5）的第一进油口连通，所述控制阀（5）的第一出油口通过所述阀块（2）内第一油路（14）与所述无杆腔连通，所述控制阀（5）的第二出油口通过第三油路（16）与所述油箱（13）连通，所述控制阀（5）的第二进油口通过所述阀块（2）内第二油路（15）与所述有杆腔连通。

3.如权利要求2所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述高压泵（8）的出油口前连通有第二溢流阀（12），所述第二溢流阀（12）的出油口与所述第三油路（16）连通；所述低压泵（9）的出油口前连通有第一溢流阀（11），所述第一溢流阀（11）的出油口与所述第三油路（16）连通。

4.如权利要求3所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，在所述高压泵（8）和所述第一溢流阀（11）的连通口前设置有单向阀（6）。

5.如权利要求4所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述高压泵（8）和所述低压泵（9）的进油口前均安装有过滤器（10）。

6.如权利要求5所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述阀块（2）内的所述第一油路（14）上安装有第一平衡阀（3）和第一压力传感器（17），所述第二油路（15）上安装有第二平衡阀（4）和第二压力传感器（18）。

7.如权利要求6所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述液压缸本体（1）内设置有用于监测活塞杆位移的位移传感器（27）。

8.如权利要求7所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述控制系统包括：控制器（25），所述控制器（25）与所述控制阀（5）、所述电机驱动器（26）、所述位移传感器（27）、所述第一压力传感器（17）和所述第二压力传感器（18）电连接，所述控制器（25）通过无线通讯模块（23）与上位机通讯连接。

9.如权利要求8所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，所述箱体（19）外部设有太阳能板（20），所述太阳能板（20）通过充电器（21）连接电池（22），所述电池（22）在所述箱体（19）内给所述控制系统和所述液压系统供电。

10.如权利要求9所述的一种无线控制系统集成液压缸，其特征在于，电池（22）输出电路上设置有开关（24），所述开关（24）通过所述无线通讯模块（23）由上位机控制。