KR20060117577A - Hybrid actuator system of electric-hydraulic united control type - Google Patents

Hybrid actuator system of electric-hydraulic united control type Download PDF

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KR20060117577A
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배상진
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Abstract

An electric-hydraulic integrated control type hybrid actuator system is provided to reduce possibility of pressure loss and oil leakage by removing unnecessary pipe or hose and to immediately precisely compensate and control operation by reflecting operation of the actuator itself to operation of a hydraulic pressure generating unit as feedback. An electric-hydraulic integrated control type hybrid actuator system comprises a servo motor(10) giving the driving force to a pump and having a shaft connected with a shaft of a hydraulic pump(20) to regulate rotation speed and direction by regulation of a control system; the two-way hydraulic pump converting the driving force into hydraulic pressure and having the shaft connected with the shaft of the servo motor, a discharge port, and an inflow port about operating oil; two check valves(30) installed adjacent to the discharge port and the inflow port of the hydraulic pump to block reverse flow of the operating oil to the hydraulic pump; a pilot check valve(40) installed adjacent to an oil tank(50) to block the operating oil discharged to the oil tank; the oil tank storing operating oil and supplying to the hydraulic pump; a double-acting actuator(60) having a cylinder(61) and a piston(62) tightly contacted on the inner wall of the cylinder to form two independent hydraulic chambers(63,64) in the cylinder; a hydraulic pipe(70) connecting the hydraulic pump, the check valve, the pilot check valve, the oil tank, and the actuator; and the control system measuring hydraulic pressure of both hydraulic chambers, position of the piston, and power generated by the actuator while working with external load to regulate rotation speed and direction of the servo motor.

Description

전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템 {Hybrid Actuator System of Electric-Hydraulic United Control Type}Hybrid Actuator System of Electric-Hydraulic United Control Type

도 1은 본 발명에 따라 일체화된 유압모터와 유압펌프를 나타내는 사시도,1 is a perspective view showing a hydraulic motor and a hydraulic pump integrated in accordance with the present invention,

도 2는 본 발명에 따라 일체화된 유압모터와 유압펌프에 오일탱크가 장착된 모습을 나타내는 사시도,Figure 2 is a perspective view showing a state in which the oil tank is mounted on the hydraulic motor and the hydraulic pump integrated in accordance with the present invention,

도 3a는 본 발명의 일체화된 유압모터와 유압펌프의 배관 구조를 나타내는 측면도,Figure 3a is a side view showing the piping structure of the integrated hydraulic motor and the hydraulic pump of the present invention,

도 3b는 본 발명의 일체화된 유압모터와 유압펌프의 배관 구조를 나타내는 평면도,Figure 3b is a plan view showing a piping structure of the integrated hydraulic motor and the hydraulic pump of the present invention,

도 4는 본 발명에 사용된 유압펌프의 구조를 나타내는 단면도,4 is a cross-sectional view showing the structure of a hydraulic pump used in the present invention,

도 5는 본 발명 액추에이터 시스템의 유압회로도,5 is a hydraulic circuit diagram of the actuator system of the present invention;

도 6은 본 발명 액추에이터 시스템의 제어시스템을 나타내는 구성도,6 is a configuration diagram showing a control system of the actuator system of the present invention;

도 7은 본 발명 액추에이터 시스템의 제어블록선도이다.7 is a control block diagram of the actuator system of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 서보모터 20: 유압펌프10: servo motor 20: hydraulic pump

30: 체크밸브 40: 파일럿체크밸브30: check valve 40: pilot check valve

50: 오일탱크 60: 액추에이터50: oil tank 60: actuator

70: 유압배관 80: 제어시스템70: hydraulic piping 80: control system

81: 압력센서 82: 위치센서81: pressure sensor 82: position sensor

83: 힘센서 B: 제어블록83: force sensor B: control block

본 발명은 유압을 이용하는 하이브리드 액추에이터에 관한 것으로서, 컴팩트한 외형을 구현할 수 있고 정밀 제어가 가능하며 중간정지 기능이 가능해진 전기유압 일체형 하이브리드 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid actuator using a hydraulic pressure, to an electro-hydraulic integrated hybrid actuator capable of realizing a compact appearance, capable of precise control, and an intermediate stop function.

액추에이터(Actuator)란 빛에너지, 압력, 전기력, 바람 등 각종 에너지를 유용한 일(Work)로 바꿔주는 장치를 말하는 것으로서, 거대한 석유 시추장치로부터 최근 개발된 고분자 액추에이터까지 그 사용 범위가 매우 넓은 기계적 장치를 의미한다.Actuator is a device that converts various energy such as light energy, pressure, electric force, wind into useful work, and it is a mechanical device with a wide range of use from a huge oil drilling device to a recently developed polymer actuator. it means.

본 발명은 이중에서도 작동유에 의해 발생하는 압력에너지를 기계적 일의 형태로 바꾸는 실린더 형태의 액추에이터에 관한 것으로서, 유압모터와 유압펌프가 발생시키는 유압의 변화에 따라 실린더 내부에 장착된 피스톤이 작동함으로써 기계적 일을 수행하는 유압 액추에이터에 관한 것이다.The present invention relates to an actuator in the form of a cylinder that converts the pressure energy generated by the working oil into a form of mechanical work, wherein the piston mounted inside the cylinder operates according to the change in the hydraulic pressure generated by the hydraulic motor and the hydraulic pump. A hydraulic actuator for performing work.

일반적으로 유압펌프는 작동유 흐름의 상태를 변환시켜, 구체적으로 말하자면 작동유를 가압하여, 유압 형태의 압력 에너지로 전환시켜주는 장치를 말하는 것으로서, 제어하기 쉽고 힘의 전달능력에 비해 소형이라는 특징이 있으며, 펌프 작 용부의 구조에 따라 크게 회전식(기어펌프, 베인펌프, 스크류펌프)과 왕복식(피스톤펌프)으로 분류되고, 이러한 유압펌프 대부분은 전기에 의해 회전하는 유압모터로부터 그 구동력을 부여받아 작동하게 된다.In general, the hydraulic pump refers to a device that converts the state of the hydraulic fluid flow, specifically, pressurizes the hydraulic oil and converts the hydraulic oil into pressure energy in the form of hydraulic pressure. According to the structure of the pump operation part, it is classified into rotary type (gear pump, vane pump, screw pump) and reciprocating type (piston pump), and most of these hydraulic pumps are operated by receiving the driving force from the hydraulic motor rotating by electricity. do.

이렇게 유압모터, 유압펌프, 이에 의해 작동하는 액추에이터 및 이들을 연결하는 여러 배관과 밸브 및 제어 시스템은 종합적으로 하나의 유압시스템을 형성한다고 할 수 있는데, 이와 같은 유압시스템을 그 작동 양식에 따라 크게 분류하면 밸브 제어 시스템과 펌프제어 시스템으로 나눌 수 있다.The hydraulic motors, hydraulic pumps, actuators connected to them, and the pipes, valves and control systems connecting them form a single hydraulic system. These hydraulic systems can be classified according to their operating patterns. It can be divided into valve control system and pump control system.

밸브제어시스템은 유압발생장치로부터 발생된 유압을 각종 밸브만을 이용하여 분배, 제어함으로써 최종적으로 액추에이터의 위치, 속도 및 방향을 제어하고자 하는 시스템으로서, 유압의 발생 단계가 아닌 이미 발생된 유압의 방향과 개폐 등을 제어하므로, 유압제어시스템이라고도 불리우는 시스템이다.The valve control system is a system that finally controls the position, speed, and direction of the actuator by distributing and controlling the oil pressure generated from the oil pressure generating device using only various valves. Since it controls opening and closing etc., it is a system also called a hydraulic control system.

반면, 펌프구동 시스템은 유압발생장치에 직결된 전기서보 모터의 회전각, 속도를 제어하는 방식으로 밸브의 개입 없이 유압의 분배 및 크기를 제어함으로써 최종적으로 액추에이터의 위치, 속도, 압력 및 힘을 제어하고자 하는 시스템으로서, 모터 구동을 이용한 발생 단계에서 유압의 크기 적용여부(또는 개폐)를 제어하므로, 전기제어시스템이라고도 불리운다.On the other hand, the pump driving system controls the rotation angle and the speed of the electric servo motor directly connected to the hydraulic generator to control the distribution and size of the hydraulic pressure without the intervention of the valve, thereby finally controlling the position, speed, pressure and force of the actuator. As a system to be controlled, it is also called an electric control system because it controls whether or not the size of the hydraulic pressure is applied (or opened or closed) in the generation step using the motor drive.

이중에서도 펌프제어(전기제어) 시스템은 기존의 대용량 유압원을 대신하여 해당 액추에이터에만 유압원을 공급하면 되므로 유압원의 초소형화가 가능해지며, 필요시에만 액추에이터에 유압을 공급할 수 있음으로써 밸브제어시스템에 비해 커다란 에너지 절감 효과가 있는 유압시스템이라고 할 수 있다.Of these, the pump control (electric control) system can supply a hydraulic source only to the corresponding actuator instead of the existing large-capacity hydraulic source, thereby miniaturizing the hydraulic source, and supplying hydraulic pressure to the actuator only when necessary, thereby providing a valve control system. Compared to the hydraulic system that can save a lot of energy.

실제 액추에이터 작동을 위한 유압 시스템 구현시 이와 같은 전기제어시스템 만을 선택적으로 사용하게 되는 것은 드문 일로서, 보통은 상기 유압제어시스템과 함께 사용되어 원하는 제어 효과를 얻게 된다.It is rare to selectively use only such an electric control system when implementing a hydraulic system for actual actuator operation, and it is usually used together with the hydraulic control system to obtain a desired control effect.

이와 같이 유압제어시스템 또는 전기제어시스템을 사용하여 유압 액추에이터를 구현한 예가 기존의 특허/실용신안 상의 기술로도 많이 개시되어 있는데, 예를 들어, 일본 특허공개 제2001-234869호에 보면, 회전속도를 검출기를 이용하여 전동모터에 연결되는 유압펌프의 회전수를 검출하고 이에 따라 삼상 교류의 전류치를 조정하여 다시 전동모터의 회전수를 조정함으로써 부하에 관계 없이 안정되게 속도 제어를 수행하고자 한 시도에 대해 개시된 바 있다.As described above, a number of examples of implementing a hydraulic actuator using a hydraulic control system or an electric control system are also disclosed as a technique on an existing patent / utility model. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-234869 discloses a rotational speed. In the attempt to detect the rotational speed of the hydraulic pump connected to the electric motor by using a detector, adjust the current value of the three-phase alternating current and adjust the rotational speed of the electric motor again, and stably control the speed regardless of the load. Has been disclosed.

또한, 일본 특허공개 제2001-132649호에는, 서보 모터를 이용하여 발생 유압을 일정하게 제어하는 동시에 액압펌프(유압펌프)의 토출 유량 및 압력을 측정하여 압력보상 유량제어밸브를 이용 유량/압력을 제어하는 유압시스템에 대해 개시된 바 있으며, 일본 특허 공개 제2001-248566호에는, 액체펌프의 토출 압력을 검출하고 이에 근거하여 유량 보상량을 산출한 후 이 보상량에 따라 모터의 속도를 제어하는 유압시스템에 대해 개시된 바 있다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-132649 discloses a flow rate / pressure using a pressure compensated flow control valve by measuring a discharge flow rate and a pressure of a hydraulic pump (hydraulic pump) while simultaneously controlling the generated hydraulic pressure using a servo motor. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2001-248566 discloses a hydraulic system for controlling a hydraulic pressure for detecting a discharge pressure of a liquid pump, calculating a flow compensation amount based on the hydraulic pressure, and then controlling the speed of the motor according to the compensation amount. It has been disclosed for the system.

이밖에, 일본 공개특허 제2003-214351호에 보면, 각각 압력 지령, 압력 피드백 신호, 유량 지령, 유량 피드백 신호 등의 변수를 지정하고, 압력과 유량의 편차량을 비교하여 어느 것을 제어할 것인지 선택한 후, 해당 변수를 비교, 피드백하여 제어함으로써 압력과 유량 모두를 이용해 제어를 수행하고자 한 시도에 대해 개시된 바도 있다.In addition, in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-214351, variables such as a pressure command, a pressure feedback signal, a flow rate command, a flow rate feedback signal, and the like are designated, respectively, and the pressure and flow rate deviation are compared to select which one to control. Thereafter, an attempt has been made to perform control using both pressure and flow rate by comparing, feeding back, and controlling the corresponding variables.

그러나, 이와 같은 시도들 모두는, 여전히 제어 밸브 형태의 압력 또는 유량 보상 기작을 채용함으로써 반응이 늦을 뿐만 아니라 정밀도가 떨어지거나, 유압펌프의 토출 압력 또는 유량, 심지어는 유압펌프 자체의 회전수를 측정하여 압력이나 유량을 보상하는 방법을 사용함으로써, 실제 액추에이터에서의 제어 결과가 원하는 만큼 정밀하게 얻어질 수 있는지에 대해 의문시되거나 하는 등의 단점을 하나 이상씩 가지고 있었다.However, all of these attempts still employ pressure or flow compensating mechanisms in the form of control valves, which not only slows the reaction but also reduces the accuracy, or measures the discharge pressure or flow rate of the hydraulic pump or even the rotational speed of the hydraulic pump itself. By using a method of compensating pressure or flow rate, one or more disadvantages of the actual actuator may be questioned whether the control result can be obtained as precisely as desired.

이는, 이들 시스템에 사용되는 유압탱크와 유압모터, 유압펌프 및 액추에이터 등의 구성요소가 유압호스 등을 통하여 서로 연결되어 있으며, 구성 요소 각각은 일종의 독립된 유압계로 개별적으로 구동됨으로써, 유압 발생원으로부터의 거리에 따라 서로 다른 압력 손실 및 특성을 가질 수 있기 때문이다.This means that the components of the hydraulic tank, hydraulic motor, hydraulic pump, and actuator used in these systems are connected to each other through a hydraulic hose, etc., and each of the components is individually driven by a kind of independent hydraulic system, thereby providing a distance from the hydraulic source. This is because it can have different pressure loss and characteristics.

따라서, 유압펌프로부터의 토출 유압이나 유량, 심지어는 유압펌프나 모터 자체의 회전수를 근거로 하여 보상된 유압이 실제 액추에이터의 작동에 대하여 원하는 만큼의 정밀도를 가지고 제어 동작을 수행해 주기는 쉽지 않다고 할 수 있다.Therefore, the hydraulic pressure compensated based on the discharge hydraulic pressure or the flow rate from the hydraulic pump, or even the rotation speed of the hydraulic pump or the motor itself, is not easy to perform the control operation with the desired precision for the actual actuator operation. Can be.

이와 같은 문제를 해결할 수 있는 방법의 하나로서 유압손실의 발생 자체를 억제하고자 하는 시도가 있을 수 있는데, 예를 들어 대한민국 실용신안등록 제328483호에 보면, 전동 모터의 축과 유압펌프의 축을 연결하여 일체화하고 이를 편로드 액추에이터에 장착 구성함으로써 유압손실의 발생을 최소화하고자 한 시도에 대해 개시된 바 있다.As one of ways to solve the problem, there may be an attempt to suppress the occurrence of hydraulic loss itself. For example, in Korean Utility Model Registration No. 328483, by connecting the shaft of the electric motor and the shaft of the hydraulic pump, Attempts have been made to minimize the occurrence of hydraulic losses by integrating and mounting them on a single rod actuator.

그러나, 이와 같은 선행기술의 경우 압력손실을 최소화하여 액추에이터 제어 상의 오차 발생 자체를 억제하는 방식의 접근에는 분명한 한계가 있는데, 이는 압 력손실을 최소화할 수는 있어도 완전히 방지할 수는 없기 때문이다.However, such a prior art approach has a clear limitation in the approach of minimizing pressure loss to suppress the occurrence of an error in actuator control itself, because the pressure loss can be minimized but not completely prevented.

따라서, 이와 같이 압력손실 자체를 최소화하여 구동 모터에 의해 구동되어 발생한 유압이 최대한 액추에이터까지 그대로 전달될 수 있음과 동시에, 필연적으로 발생하는 오차에 대하여 이를 보상하는 제어도 수행할 수 있는, 새로운 유압 액추에이터 시스템의 출현이 필요한 상황이라고 할 수 있다.Therefore, the new hydraulic actuator can minimize the pressure loss itself, and thus the hydraulic pressure generated by the driving motor can be transmitted as far as possible to the actuator as it is, and at the same time, the control to compensate for the inevitable errors can be performed. It is a situation that requires the advent of the system.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 구동모터와 유압펌프를 일체형으로 구성함으로써 불필요한 배관이나 호스를 배제함으로써 압력손실 및 누유의 발생 가능성 자체를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 모터의 회전수나 유압펌프의 회전수, 유압 또는 유량이 아닌 액추에이터의 작동 자체가 즉시 유압 발생부의 작동에 Feedback 반영되어 원하는 보상 제어 작동이 즉시, 정밀하게 수행될 수 있는, 유압 액추에이터 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional defects, and its object is to reduce the possibility of pressure loss and leakage itself by eliminating unnecessary pipes and hoses by constituting the driving motor and the hydraulic pump in one piece. In addition to the number of rotations of the motor, the number of rotations of the hydraulic pump, the hydraulic pressure or the flow rate of the actuator itself is immediately feedback to the operation of the hydraulic generator, the desired compensation control operation can be performed immediately and precisely, the hydraulic actuator To provide a system.

본 발명의 다른 목적은, 액추에이터 작동의 필요한 경우에만 에너지를 사용함으로써 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 액추에이터의 중간 정지가 가능하도록 구성되는, 유압 액추에이터 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a hydraulic actuator system, which is not only able to reduce costs by using energy only when necessary for actuator operation, but also is configured to allow intermediate stopping of the actuator.

이밖에, 본 발명의 다른 목적, 과제와 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.In addition, other objects, objects and advantages of the present invention will be described below, and will be appreciated by the embodiments of the present invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the claims.

본 발명은 컴팩트한 외형을 구현할 수 있고 정밀 제어가 가능하며 중간정지 기능이 가능해진 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템에 관한 것으로서, 발생 단계에서 압력손실을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 액추에이터 작동의 오차를 반영하여 유압을 피드백 제어할 수 있는, 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-hydraulic integrated control hybrid actuator system that can realize a compact appearance, precise control, and an intermediate stop function, which can prevent pressure loss at the generation stage as well as reduce errors in actuator operation. The present invention relates to an electro-hydraulic integrated control hybrid actuator system capable of feedback control of hydraulic pressure.

구체적으로 본 발명은, 유압모터의 축과 유압펌프의 축을 연결하여 하나의 유압계를 이루도록 구성함으로써 배관이나 호스 등에 의한 유압손실이 발생하지 않도록 구성되고, 액추에이터로 진입하는 유압라인에서 유압을 측정하여 발생 압력을 피드백 제어할 수 있도록 구성되며, 액추에이터의 위치를 반영하여 발생 압력을 피드백 제어할 수 있도록 구성되는, 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터에 관한 것이다.Specifically, the present invention is configured so as to form a single hydraulic system by connecting the shaft of the hydraulic motor and the shaft of the hydraulic pump so as not to generate a hydraulic loss due to the pipe or hose, and to measure the hydraulic pressure in the hydraulic line entering the actuator The present invention relates to an electro-hydraulic integrally controlled hybrid actuator configured to feedback control the generated pressure and configured to feedback control the generated pressure by reflecting the position of the actuator.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 첨구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and the appended claims should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 구현예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

또한, 이하에서 상세하게 설명되는 본 발명의 전기유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템에서 전원, 배선, 밸브의 구체적인 형상 등 본 발명의 실질적 내용 및 효과와 직접적인 관련이 없는 부분에 대한 상세하고 구체적인 설명은 생략되었는 바, 본 발명의 기술적 사상을 훼손하지 않는 범위에서 적용 가능한 어떠한 장치를 사용하여도 관계없음을 밝혀둔다.In addition, detailed and detailed descriptions of the parts of the electrohydraulic integrated control hybrid actuator system of the present invention described in detail below, which are not directly related to the actual contents and effects of the present invention, such as a specific shape of a power supply, wiring, and a valve, are omitted. It is noted that any device that can be applied without departing from the technical spirit of the present invention may be used.

도 1은 본 발명에 따라 일체화된 유압모터와 유압펌프를 나타내는 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따라 일체화된 유압모터와 유압펌프에 오일탱크가 장착된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3a는 본 발명의 일체화된 유압모터와 유압펌프의 배관 구조를 나타내는 측면도이며, 도 3b는 본 발명의 일체화된 유압모터와 유압펌프의 배관 구조를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명에 사용된 유압펌프의 구조를 나타내는 단면도이며, 도 5는 본 발명 액추에이터 시스템의 유압회로도이고, 도 6은 본 발명 액추에이터 시스템의 제어시스템을 나타내는 구성도이며, 도 7은 본 발명 액추에이터 시스템의 제어블록선도를 나타내는 구성도이다.1 is a perspective view showing a hydraulic motor and a hydraulic pump integrated in accordance with the present invention, Figure 2 is a perspective view showing a state in which the oil tank is mounted on the hydraulic motor and the hydraulic pump integrated in accordance with the present invention, Figure 3a Figure 3 is a side view showing the piping structure of the integrated hydraulic motor and the hydraulic pump, Figure 3b is a plan view showing the piping structure of the integrated hydraulic motor and the hydraulic pump of the present invention, Figure 4 is a structure of the hydraulic pump used in the present invention It is sectional drawing shown, FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of the actuator system of this invention, FIG. 6 is a block diagram which shows the control system of the actuator system of this invention, and FIG. 7 is a block diagram which shows the control block diagram of the actuator system of this invention.

도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 전기유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템은, 펌프에 구동력을 부여하는 것으로서, 그 축(11)이 유압펌프(20)의 축(21)과 연결되어 일체형으로 구성되고, 제어시스템(80)의 제어에 의해 정지/회전, 회전속도 및 회전방향이 제어되는 서보모터(10); 서보모터(10)로부터 전달된 구동력을 유압으로 전환하는 것으로서, 그 축(21)이 서보모터(10)의 축(11)과 연결되어 일체형으로 구성되며, 작동유의 토출구(22)와 유입구(23)가 구비 되는 양방향 유압펌프(20); 상기 유압펌프(20)의 토출구(22) 및 유입구(23)에 각각 인접하여 구비되어 작동유가 유압펌프(20)로 역류하는 것을 차단하는 2개의 체크밸브(30); 오일탱크(50)에 인접하여 구비되어 작동유가 오일탱크(50)로 배출되는 것을 차단하는 파일럿체크밸브(40); 작동유를 저장하고 유압펌프로 공급하는 오일탱크(50); 원통형의 실린더(61)와 실린더(61) 내벽에 밀착되어 실린더(61) 내에 2개의 독립적인 유압실(63)(64)을 형성하는 피스톤(62)이 구비되는 복동 액추에이터(60); 유압펌프(20), 체크밸브(30), 파일롯체크밸브(40), 오일탱크(50) 및 액추에이터(60)를 연결하는 유압배관(70); 및 액추에이터(60) 양 유압실(63)(64)의 유압과 실린더(61) 내 피스톤(62)의 위치 및 외부 부하작업시 액추에이터가 발생시키는 힘을 검출하여 서보모터(10)의 회전방향과 속도를 제어하는 제어시스템(80)을 포함하여 구성된다.As shown in Figs. 1 to 4, the electrohydraulic integrally controlled hybrid actuator system of the present invention provides a driving force to the pump, and the shaft 11 is connected to the shaft 21 of the hydraulic pump 20 to be integrated. Servo motor 10 is configured to control the stop / rotation, rotation speed and rotation direction by the control of the control system 80; The driving force transmitted from the servo motor 10 is converted into hydraulic pressure. The shaft 21 is connected to the shaft 11 of the servo motor 10 to be integrally formed, and the discharge port 22 and the inlet port 23 of the hydraulic oil are integrated. A bidirectional hydraulic pump 20 is provided; Two check valves 30 provided adjacent to the discharge port 22 and the inlet port 23 of the hydraulic pump 20 to block hydraulic oil from flowing back to the hydraulic pump 20; A pilot check valve 40 provided adjacent to the oil tank 50 to block hydraulic oil from being discharged to the oil tank 50; An oil tank 50 for storing hydraulic oil and supplying the hydraulic oil; A double-acting actuator (60) provided with a cylindrical cylinder (61) and a piston (62) in close contact with the inner wall of the cylinder (61) to form two independent hydraulic chambers (63) (64) in the cylinder (61); A hydraulic pipe 70 connecting the hydraulic pump 20, the check valve 30, the pilot check valve 40, the oil tank 50, and the actuator 60; And the rotational direction of the servomotor 10 by detecting the hydraulic pressure of both the hydraulic chambers 63 and 64 of the actuator 60 and the position of the piston 62 in the cylinder 61 and the force generated by the actuator during external load operation. It is configured to include a control system 80 for controlling the speed.

본 발명에서 상기 서보모터(10)는 제어시스템(80)의 제어에 의해 정지와 회전, 속도 및 회전방향이 제어되는 것으로서, 이러한 정지와 회전, 회전속도 및 회전방향에 대한 제어량은 사용자에 의해 미리 정해진 액추에이터의 전진과 후진, 작동속도 및 작동방향 등에 관한 입력데이터와 압력센서(81)와 위치센서(82)로부터 전송되는 Feedback 신호에 의해 결정된다.In the present invention, the servo motor 10 is controlled to stop and rotate, the speed and the rotation direction by the control of the control system 80, the control amount for the stop and rotation, rotation speed and the rotation direction in advance by the user It is determined by the input data about the forward and backward, the operating speed and the operation direction of the predetermined actuator and the feedback signal transmitted from the pressure sensor 81 and the position sensor 82.

또한, 본 발명에 사용된 서보모터(10)는 그 축(11)이 유압펌프(20)의 축(21)과 직접 연결되어 구성됨으로써 배관, 호스 등의 사용에 의한 유압손실이나 누액 등의 부작용을 방지할 수 있으며, 이에 따라 상기 Feedback 제어에 따른 펌프의 보상 작동에 더 큰 정밀도를 부여할 수 있게 된다.In addition, the servomotor 10 used in the present invention is configured by directly connecting the shaft 11 to the shaft 21 of the hydraulic pump 20, so that side effects such as hydraulic loss or leakage due to the use of pipes and hoses, etc. In this way, it is possible to give greater precision to the compensation operation of the pump according to the feedback control.

본 발명에서 상기 유압펌프(20)로는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 유압 실린더(24) 내의 피스톤(25)과 연결된 슈부재(26)를 고정사판부재(27)의 상면을 따라 회전시켜 왕복운동하게 하는 방식을 사용하는 사판식(Axial Piston Type) 유압펌프를 사용한다.In the present invention, the hydraulic pump 20, as shown in Figure 4, by rotating the shoe member 26 connected to the piston 25 in the hydraulic cylinder 24 along the upper surface of the fixed swash plate member 27 reciprocating motion Axial piston type hydraulic pump is used.

또한, 본 출원인은 대한민국 실용신안등록 제0169204호에, 실린더 하단의 구면 배럴에 접촉할 수 있도록 중앙부에 구면부가 형성되고, 그 원주상으로 피스톤과 연결된 슈부재가 끼워질 수 있도록 홈이 형성되며, 전체적으로 곡면의 탄성체로 형성되고, 수부재가 끼워지는 홈 부분에는 탄성을 부가하기 위한 한번 이상의 굽힘이 구성되는 슈홀더에 대해 개시한 바 있는데, 본 발명의 유압펌프(20)에서도 여기에 사용된 슈홀더(28)를 사용하였다.In addition, the applicant of the Republic of Korea Utility Model Registration No. 0169204, the spherical portion is formed in the center so as to contact the spherical barrel of the lower end of the cylinder, the groove is formed so that the shoe member connected to the piston can be fitted in the circumference, As described above, a shoe holder, which is formed of a curved elastic body as a whole and has one or more bends configured to add elasticity to a groove portion into which a male member is fitted, is used in the hydraulic pump 20 of the present invention. Holder 28 was used.

본 발명에서 작동유가 유압펌프(20)로 역류하는 것을 차단하는 체크밸브(30)는, 기본적으로, 작동유가 오일탱크(50)로 배출되는 것을 차단함과 동시에 압력을 유지시켜 주는 파일럿체크밸브(40)와 함께 액추에이터(60)를 독립된 유압계로 만들어 줌으로써 제어시스템(80)에 의해 서보모터(10)가 정지됨으로써 액추에이터(60)가 중간정지 되는 것을 가능하게 해주는 역할을 해준다.In the present invention, the check valve 30 for preventing the hydraulic oil from flowing back to the hydraulic pump 20 is basically a pilot check valve for maintaining the pressure while preventing the hydraulic oil from being discharged to the oil tank 50 ( The servo motor 10 is stopped by the control system 80 by making the actuator 60 an independent hydraulic system together with 40), thereby enabling the actuator 60 to be stopped in the middle.

또한, 상기 체크밸브(30)는 전체 유압시스템에서 비교적 큰 부피를 차지한다고 할 수 있는 유앞펌프(20)를 유압 측면에서 분리시켜 배제함으로써 유압손실 또는 누액 등을 방지하여 시스템의 작동 오차를 감소시키는 역할도 하게 된다.In addition, the check valve 30 is separated from the hydraulic side by removing the front pump 20, which can be said to occupy a relatively large volume in the entire hydraulic system to prevent hydraulic loss or leakage, such as to reduce the operating error of the system It also plays a role.

본 발명에서 상기 파일럿체크밸브(40)는 기본적으로, 작동유가 유압펌프(20)로 배출되는 것을 차단하는 체크밸브(30)와 함께 액추에이터(60)를 독립된 유압계 로 만들어 줌으로써 제어시스템(80)에 의해 서보모터(10)가 정지됨으로써 액추에이터(60)가 중간정지 되는 것을 가능하게 해주는 역할을 해준다.In the present invention, the pilot check valve 40 is basically, the control system 80 by making the actuator 60 as an independent hydraulic system together with the check valve 30 to block the hydraulic oil discharged to the hydraulic pump 20. By the servo motor 10 is stopped by this serves to enable the actuator (60) to be an intermediate stop.

또한, 상기 파일럿체크밸브(40)는 전체 유압시스템에서 가장 큰 부피를 차지한다고 할 수 있는 오일탱크(50)를 유압 측면에서 분리시켜 배제함으로써 유압손실 또는 누액 등을 방지하여 시스템의 작동 오차를 감소시키는 역할도 하게 된다.In addition, the pilot check valve 40 is separated from the hydraulic side by removing the oil tank 50, which can be said to occupy the largest volume in the entire hydraulic system to prevent hydraulic loss or leakage, such as to reduce the operating error of the system It also plays a role.

본 발명에서 상기와 같이 구성되는 체크밸브(30)와 파일럿체크밸브(40)는 주요 연결부위가 심플한 유압배관으로 연결되면서도 액추에이터의 중간정지 및 압력유지를 가능케 해주는 기능을 가지게 된다.In the present invention, the check valve 30 and the pilot check valve 40 configured as described above have the function of enabling the intermediate stop of the actuator and the pressure maintenance while the main connection part is connected by a simple hydraulic pipe.

본 발명에서 상기 오일탱크(50)는 유압펌프(20)을 덮어 밀폐하는 크기와 형태로 구성된다.In the present invention, the oil tank 50 is configured in a size and shape that covers and seals the hydraulic pump 20.

본 발명에서 상기 액추에이터(60)에는 중간정지, 구체적으로는 제어시스템(80)에 의한 상기 실린더(61) 내 피스톤(62)의 중간 위치제어에 사용하기 위한 위치센서(82)가 구비된다.In the present invention, the actuator 60 is provided with a position sensor 82 for use in the intermediate stop, specifically for the intermediate position control of the piston 62 in the cylinder 61 by the control system 80.

본 발명에서 상기 유압배관(70)은 사실상 유압펌프(20)와 액추에이터(60)의 사이에서만 사용되었는데, 이는 본 발명에서 서보모터(10)와 유압펌프(20)가 축 연결로 일체화되어 구성됨과 동시에 유압펌프(20)를 덮어 밀폐하는 형식으로 오일탱크(50)가 구성됨으로써 그 사용을 최소화하여 유압손실 및 누액 가능성을 최소화 한 것이라고 할 수 있다.In the present invention, the hydraulic pipe 70 was actually used only between the hydraulic pump 20 and the actuator 60, which is composed of the servo motor 10 and the hydraulic pump 20 are integrally connected by the shaft connection in the present invention. At the same time, the oil tank 50 is configured to cover and seal the hydraulic pump 20, thereby minimizing its use, thereby minimizing the possibility of hydraulic loss and leakage.

본 발명에서 상기 제어시스템(80)은 액추에이터(60) 양 유압실(63)(64)의 입구의 유압배관(70)에서 유압을 측정하는 압력센서(81), 액추에이터(60) 실린더(61) 내 피스톤(62)에 장착되고 양 유압실(63)(64)중 어느 하나로 돌출 구성되어 실린더(61) 내에서의 피스톤의 상대적인 위치를 측정하는 위치센서(82), 액추에이터의 일측 말단에 구비되어 외부 부하작업시 발생하는 힘을 측정하는 힘센서(83), 서보모터(10)의 회전속도를 측정하는 로터리인코더(84), 압력센서(81)에서 측정된 양 유압실(63)(64)의 압력, 위치센서(82)에서 측정된 피스톤(62)의 실린더(61) 내 위치, 힘센서(83)에서 측정된 힘 및 로터리인코더(84)에서 측정된 서보모터(10)의 회전속도에 의해 서보모터의 정/역회전과 회전속도 증감 및 정지/회전을 제어하는 컨트롤러(C), 및 컨트롤러(C)의 제어신호를 증폭하여 서보모터(10)에 전송하는 증폭기(85)를 포함하여 구성된다.In the present invention, the control system 80 is a pressure sensor 81 for measuring the hydraulic pressure in the hydraulic pipe 70 of the inlet of the hydraulic chamber (63) (64) of the actuator (60), the actuator (60) cylinder 61 Position sensor 82, which is mounted to the inner piston 62 and configured to protrude in one of the two hydraulic chambers (63) (64) to measure the relative position of the piston in the cylinder (61), is provided at one end of the actuator Force sensor 83 for measuring the force generated during external load operation, rotary encoder 84 for measuring the rotational speed of the servomotor 10, both hydraulic chambers 63, 64 measured at the pressure sensor 81 Pressure, the position in the cylinder 61 of the piston 62 measured by the position sensor 82, the force measured by the force sensor 83 and the rotational speed of the servomotor 10 measured by the rotary encoder 84 By amplifying the control signal of the controller (C) and the controller (C) which control the forward / reverse rotation of the servomotor, increase / decrease and stop / rotation of the servomotor It is configured to include an amplifier 85 for transmission to the servo motor 10.

이와 같은 본 발명의 제어시스템(80)에서 위치센서(82)로는 실린더(61)에서의 피스톤(62)의 상대적인 위치를 계측할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있는데, 자기눈금에 의해 피스톤의 복동 변위를 검출하는 방식으로 측정하는 스트로크 센서를 사용하는 것이 바람직하다.In the control system 80 of the present invention as described above, any position sensor 82 can be used as long as it can measure the relative position of the piston 62 in the cylinder 61. It is preferable to use a stroke sensor that measures in such a way as to detect.

본 발명에서 제안한 액추에터에 대한 제어블록선도는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기의 세 가지 센서로부터 계측된 위치(Yr), 압력(Pr) 및 힘(Fr)을 이용하여 변위의 목표치(Y), 압력의 목표치(P) 및 힘의 목표치(F)와 비교 연산하여, 그 차이를 없애기 위하여 서보앰프(94)를 거쳐 보정한 후 서보모터(10)를 제어하도록 되어있는데, 이 때, 작업의 종류에 따라서 위치, 속도, 압력 및 힘 제어 중 하나 혹은 2개 이상을 복합적으로 제어 가능하도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 7, the control block diagram for the actuator proposed in the present invention uses the position Yr, the pressure Pr, and the force Fr measured from the three sensors as described above. Y), the comparison with the target value of the pressure (P) and the target value of the force (F), and corrected through the servo amplifier 94 in order to eliminate the difference, and then to control the servomotor 10, Depending on the type of work, one or two or more of position, speed, pressure and force control can be controlled in combination.

이상과 같이 전기유압 일체제어형 하이브리드 형태로 구현된 본 발명의 액추 에이터 시스템은 유압손실의 발생 자체를 최소화하고 액추에이터의 작동 상태 자체를 Feedback 제어할 수 있으며 중간정지가 가능하다는 근본적인 효과 이외에, 유압모터와 유압펌프가 축연결되어 일체형으로 구성됨으로써 최소한의 공간을 요구하는 컴팩트형으로 구현될 수 있을 뿐만 아니라, 설치 공간도 적게 차지한다는 장점을 가지며, 서보 작동에 의해 액추에이터 작동에 필요한 만큼만 또는 필요시에만 에너지를 사용함으로써 에너지 절감 효과도 가진다.As described above, the actuator system of the present invention, which is implemented in the form of an electro-hydraulic integrated control hybrid, minimizes the occurrence of hydraulic loss, and can feedback control the operating state of the actuator itself. As the hydraulic pump is axially connected and integrated, it can be realized not only in a compact form requiring minimal space but also in taking up less installation space. It also has the effect of saving energy.

이와 같은 본 발명의 전기유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템은 서보프레스 장치, 사출성형기, 능동 현가시스템, 차량의 닐링 시스템 등을 비롯한 다양한 분야에 응용 가능하다.Such an electro-hydraulic integrated control hybrid actuator system of the present invention is applicable to various fields including a servo press device, an injection molding machine, an active suspension system, a vehicle niling system, and the like.

이상과 같이 기술된 본 발명의 전기유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템 구성이 이상과 같이 상술한 구현예에 한정되는 것은 아니고, 다른 구현예로 다양하게 변형되어 사용될 수 있으며, 이와 같은 변형에 의해 본 발명의 상기한 기술적 사상이 전혀 훼손되지 않을 수 있음이 주지되어야 할 것이다.The electro-hydraulic integrated control hybrid actuator system configuration of the present invention described above is not limited to the above-described embodiment as described above, but may be variously modified and used in other embodiments. It should be noted that the above technical idea may not be impaired at all.

이상과 같이 본 발명이 완성됨으로써, 그 축이 유압펌프의 축과 연결되어 일체형으로 구성되고, 제어시스템의 제어에 의해 정지/회전, 회전속도 및 회전방향이 제어되는 서보모터; 그 축이 서보모터의 축과 연결되어 일체형으로 구성되며, 작동유의 토출구와 유입구가 구비되는 양방향 유압펌프; 상기 유압펌프의 토출구 및 유입구에 각각 인접하여 구비되는 2개의 체크밸브; 오일탱크에 인접하여 구비되는 파일럿체크밸브; 작동유를 저장하고 유압펌프로 공급하는 오일탱크; 원통형의 실린더 와 실린더 내벽에 밀착되어 실린더 내에 2개의 독립적인 유압실을 형성하는 피스톤이 구비되는 복동 액추에이터; 유압펌프, 체크밸브, 파일롯체크밸브, 오일탱크 및 액추에이터를 연결하는 유압배관; 및 액추에이터 양 유압실의 유압과 실린더 내 피스톤의 위치 및 액추에이터가 발생시키는 힘을 측정하여 서보모터의 회전방향과 속도를 제어하는 제어시스템을 포함하여 구성되는, 전기유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템이 제공될 수 있게 되었다.By completing the present invention as described above, the shaft is connected to the axis of the hydraulic pump is configured integrally, the servo motor is controlled by the control of the stop / rotation, rotational speed and rotational direction; A two-way hydraulic pump whose shaft is connected to the shaft of the servomotor and configured integrally with a discharge port and an inlet port of the working oil; Two check valves provided adjacent to the discharge port and the inlet port of the hydraulic pump; A pilot check valve provided adjacent to the oil tank; An oil tank for storing hydraulic oil and supplying the hydraulic oil; A double-acting actuator having a piston in close contact with the cylindrical cylinder and the inner wall of the cylinder to form two independent hydraulic chambers in the cylinder; A hydraulic pipe connecting the hydraulic pump, the check valve, the pilot check valve, the oil tank and the actuator; And a control system for controlling the rotational direction and the speed of the servomotor by measuring the hydraulic pressure of both actuators and the position of the piston in the cylinder and the force generated by the actuator, to provide an electro-hydraulic integrally controlled hybrid actuator system. It became possible.

본 발명이 완성됨으로써, 구동모터와 유압펌프를 일체형으로 구성함으로써 불필요한 배관이나 호스를 배제함으로써 압력손실의 발생 가능성 자체를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 모터의 회전수나 유압펌프의 회전수, 유압 또는 유량이 아닌 액추에이터의 작동 자체가 즉시 유압 발생부의 작동에 Feedback 반영되어 원하는 보상 제어 작동이 즉시, 정밀하게 수행될 수 있고, 액추에이터 작동의 필요한 경우에만 에너지를 사용함으로써 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 액추에이터의 중간 정지가 가능하도록 구성되는, 유압 액추에이터 시스템을 제공할 수 있게 된 것이다.By the completion of the present invention, by constituting the drive motor and the hydraulic pump integrally, it is possible to reduce the possibility of pressure loss itself by eliminating unnecessary pipes and hoses, as well as the rotational speed of the motor or the rotational speed, hydraulic pressure or flow rate of the hydraulic pump. In addition, the actuator itself is immediately fed back to the operation of the hydraulic generator so that the desired compensation control operation can be performed immediately and precisely, and the energy can be saved only when the actuator is required. It is possible to provide a hydraulic actuator system, which is configured to enable an intermediate stop of the.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 구현예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the present invention is provided by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

Claims (3)

펌프에 구동력을 부여하는 것으로서, 그 축(11)이 유압펌프(20)의 축(21)과 연결되어 일체형으로 구성되고, 제어시스템(80)의 제어에 의해 정지/회전, 회전속도 및 회전방향이 제어되는 서보모터(10);As the driving force is applied to the pump, the shaft 11 is connected to the shaft 21 of the hydraulic pump 20 to be integrally formed, and the stop / rotation, the rotation speed and the rotation direction are controlled by the control system 80. The controlled servomotor 10; 서보모터(10)로부터 전달된 구동력을 유압으로 전환하는 것으로서, 그 축(21)이 서보모터(10)의 축(11)과 연결되어 일체형으로 구성되며, 작동유의 토출구(22)와 유입구(23)가 구비되는 양방향 유압펌프(20);The driving force transmitted from the servo motor 10 is converted into hydraulic pressure. The shaft 21 is connected to the shaft 11 of the servo motor 10 to be integrally formed, and the discharge port 22 and the inlet port 23 of the hydraulic oil are integrated. Bidirectional hydraulic pump 20 is provided; 상기 유압펌프(20)의 토출구(22) 및 유입구(23)에 각각 인접하여 구비되어 작동유가 유압펌프(20)로 역류하는 것을 차단하는 2개의 체크밸브(30);Two check valves 30 provided adjacent to the discharge port 22 and the inlet port 23 of the hydraulic pump 20 to block hydraulic oil from flowing back to the hydraulic pump 20; 오일탱크(50)에 인접하여 구비되어 작동유가 오일탱크(50)로 배출되는 것을 차단하는 파일럿체크밸브(40);A pilot check valve 40 provided adjacent to the oil tank 50 to block hydraulic oil from being discharged to the oil tank 50; 작동유를 저장하고 유압펌프로 공급하는 오일탱크(50);An oil tank 50 for storing hydraulic oil and supplying the hydraulic oil; 원통형의 실린더(61)와 실린더(61) 내벽에 밀착되어 실린더(61) 내에 2개의 독립적인 유압실(63)(64)을 형성하는 피스톤(62)이 구비되는 복동 액추에이터(60);A double-acting actuator (60) provided with a cylindrical cylinder (61) and a piston (62) in close contact with the inner wall of the cylinder (61) to form two independent hydraulic chambers (63) (64) in the cylinder (61); 유압펌프(20), 체크밸브(30), 파일롯체크밸브(40), 오일탱크(50) 및 액추에이터(60)를 연결하는 유압배관(70); 및A hydraulic pipe 70 connecting the hydraulic pump 20, the check valve 30, the pilot check valve 40, the oil tank 50, and the actuator 60; And 액추에이터(60) 양 유압실(63)(64)의 유압과 실린더(61) 내 피스톤(62)의 위치및 외부 부하작업시 액추에이터가 발생시키는 힘을 측정하여 서보모터(10)의 회전방향과 속도를 제어하는 제어시스템(80)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는,The rotational direction and speed of the servomotor 10 are measured by measuring the hydraulic pressure of the actuators 60 and 63 and 64, the position of the piston 62 in the cylinder 61, and the force generated by the actuator during external load operation. Characterized in that it comprises a control system 80 for controlling the, 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템.Electro-hydraulic integrally controlled hybrid actuator system. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 유압펌프(20)는, 유압 실린더(24) 내의 피스톤(25)과 연결된 슈부재(26)를 고정사판부재(27)의 상면을 따라 회전시켜 왕복운동하게 하는 방식을 사용하는 사판식 유압펌프로서,The hydraulic pump 20 is a swash plate type hydraulic pump using a method of rotating the shoe member 26 connected to the piston 25 in the hydraulic cylinder 24 along the upper surface of the fixed swash plate member 27 to reciprocate. , 실린더 하단의 구면 배럴에 접촉할 수 있도록 중앙부에 구면부가 형성되고, 그 원주상으로 피스톤과 연결된 슈부재(26)가 끼워질 수 있도록 홈이 형성되며, 전체적으로 곡면의 탄성체로 형성되고, 수부재가 끼워지는 홈 부분에는 탄성을 부가하기 위한 한번 이상의 굽힘이 구성되는 슈홀더(28)가 구비됨을 특징으로 하는,A spherical portion is formed in the center portion so as to contact the spherical barrel at the lower end of the cylinder, and a groove is formed so that the shoe member 26 connected to the piston can be inserted in the circumference thereof, and is formed entirely of a curved elastic body. The groove portion to be fitted is characterized in that the shoe holder 28 is provided with one or more bends to add elasticity, 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템.Electro-hydraulic integrally controlled hybrid actuator system. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 제어시스템(80)은, 액추에이터(60) 양 유압실(63)(64)의 입구의 유압배관(70)에서 유압을 측정하는 압력센서(81), 액추에이터(60) 실린더(61) 내 피스톤(62)에 장착되고 양 유압실(63)(64)중 어느 하나로 돌출 구성되어 실린더(61) 내에서의 피스톤의 상대적인 위치를 측정하는 위치센서(82), 액추에이터의 일측 말단에 구비되어 외부 부하작업시 발생하는 힘을 측정하는 힘센서(83), 서보모터(10)의 회전속도를 측정하는 로터리인코더(84), 압력센서(81)에서 측정된 양 유압실(63)(64)의 압력, 위치센서(82)에서 측정된 피스톤(62)의 실린더(61) 내 위치, 힘센서(83) 에서 측정된 힘 및 로터리인코더(84)에서 측정된 서보모터(10)의 회전속도에 의해 서보모터의 정/역회전과 회전속도 증감 및 정지/회전을 제어하는 컨트롤러(C), 및 컨트롤러(C)의 제어신호를 증폭하여 서보모터(10)에 전송하는 증폭기(85)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는,The control system 80 includes a pressure sensor 81 for measuring the oil pressure in the hydraulic pipe 70 at the inlet of both the hydraulic chambers 63 and 64 of the actuator 60, and a piston in the cylinder 61 of the actuator 60. 62 is mounted on one end of the actuator, the position sensor 82 for measuring the relative position of the piston in the cylinder 61, and is configured to protrude in any one of the two hydraulic chambers (63) (64) Force sensor 83 for measuring the force generated at the time, the rotary encoder 84 for measuring the rotational speed of the servomotor 10, the pressure of the two hydraulic chambers 63, 64 measured by the pressure sensor 81, Servo motor by the position in the cylinder 61 of the piston 62 measured by the position sensor 82, the force measured by the force sensor 83 and the rotational speed of the servomotor 10 measured by the rotary encoder 84 Controller C, which controls forward / reverse rotation and rotational speed, stops / rotates, and amplifies a control signal of the controller C to the servomotor 10. It characterized by configured by an amplifier 85 for transmission, 전기-유압 일체제어형 하이브리드 액추에이터 시스템.Electro-hydraulic integrally controlled hybrid actuator system.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864530B1 (en) * 2008-03-18 2008-10-21 (주)우성정기 Oil drilling apparatus
KR101040857B1 (en) * 2009-04-07 2011-06-14 부산대학교 산학협력단 Control method for improvement of performance and efficiency of industrial electro hydraulic actuator system
KR101123040B1 (en) * 2010-04-29 2012-03-16 부산대학교 산학협력단 Industrial electro hydraulic actuator system with single-rod double acting cylinder
CN105156376A (en) * 2015-08-20 2015-12-16 深圳市达丰科技有限公司 Closed hydraulic servo loading system, hydraulic device and loading device
CN107642512A (en) * 2017-10-19 2018-01-30 燕山大学 A kind of electro-hydraulic intermittent swing mechanism of driving
KR20180075755A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 한국로봇융합연구원 Small hydraulic system integrated with motor and double rows phase displacement type external pump and built-in hydraulic circuit
CN108775307A (en) * 2018-08-31 2018-11-09 沈阳人和机电工程设备有限公司 A kind of hydraulic system
CN109764020A (en) * 2019-02-15 2019-05-17 徽瑞智能装备(黄山)有限责任公司 A kind of servo-hydraulic valve positioner
RU2702692C1 (en) * 2019-01-22 2019-10-09 Андрей Александрович Павлов Pressure setting device
KR102179523B1 (en) * 2019-10-21 2020-11-16 최일호 Hybrid driving apparatus
CN113446185A (en) * 2021-02-03 2021-09-28 杭州雷恩智能制造有限公司 Intelligent ultrahigh-pressure hydraulic pump based on Internet

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100864530B1 (en) * 2008-03-18 2008-10-21 (주)우성정기 Oil drilling apparatus
KR101040857B1 (en) * 2009-04-07 2011-06-14 부산대학교 산학협력단 Control method for improvement of performance and efficiency of industrial electro hydraulic actuator system
KR101123040B1 (en) * 2010-04-29 2012-03-16 부산대학교 산학협력단 Industrial electro hydraulic actuator system with single-rod double acting cylinder
CN105156376A (en) * 2015-08-20 2015-12-16 深圳市达丰科技有限公司 Closed hydraulic servo loading system, hydraulic device and loading device
KR20180075755A (en) * 2016-12-26 2018-07-05 한국로봇융합연구원 Small hydraulic system integrated with motor and double rows phase displacement type external pump and built-in hydraulic circuit
CN107642512A (en) * 2017-10-19 2018-01-30 燕山大学 A kind of electro-hydraulic intermittent swing mechanism of driving
CN108775307A (en) * 2018-08-31 2018-11-09 沈阳人和机电工程设备有限公司 A kind of hydraulic system
CN108775307B (en) * 2018-08-31 2023-09-22 沈阳人和机电工程设备有限公司 Hydraulic system
RU2702692C1 (en) * 2019-01-22 2019-10-09 Андрей Александрович Павлов Pressure setting device
CN109764020A (en) * 2019-02-15 2019-05-17 徽瑞智能装备(黄山)有限责任公司 A kind of servo-hydraulic valve positioner
KR102179523B1 (en) * 2019-10-21 2020-11-16 최일호 Hybrid driving apparatus
CN113446185A (en) * 2021-02-03 2021-09-28 杭州雷恩智能制造有限公司 Intelligent ultrahigh-pressure hydraulic pump based on Internet

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