[發明專利]液力平衡式伺服控制變量液壓泵

有效

• 申請號: 201410031915.9
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103775321A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 張斌;鄧乾坤;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明屬于流體傳動中變量泵及其控制技術領域，尤其涉及一種液力平衡式伺服控制變量液壓泵，其通過液力平衡斜盤轉動過程中的摩擦力和粘性阻力，由閉環控制器控制伺服電機完成泵的變量控制功能。

背景技術

隨著傳感檢測技術與計算機控制技術的飛速發展，流體傳動領域從基礎元件到整機系統都朝著自動化、數字化和集成化控制方向飛速發展。泵作為液壓系統的動力元件，對系統性能起著舉足輕重的作用，因此各應用領域對于變量液壓泵的控制性能要求越來越高。帶有液力平衡功能和閉環控制器的由伺服電機驅動變量機構進行變量控制的液壓泵具有變量靈活、響應迅速，控制精度高，便于與計算機接口等特點，符合應用領域對變量泵性能的要求，并體現了流體傳動領域向數字化、自動化方向發展的大趨勢。

發明內容

為提高傳統變量液壓泵的控制精度和靈活性以及集成化控制性能，本發明提供了一種液力反饋式伺服控制變量液壓泵，采用比例閥控活塞缸構成液力平衡機構，采用伺服電機驅動斜盤轉動，采用閉環控制器進行變量控制，具有變量靈活，響應迅速，控制精度高，便于與計算機接口等特點。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種液力平衡式伺服控制變量液壓泵，包括斜盤，第一活塞缸，傳動機構，編碼器，伺服電機，第一壓力傳感器，斜盤變量泵體，第二壓力傳感器，第二活塞缸，第一電控比例閥，第二電控比例閥，第三壓力傳感器，閉環控制器；斜盤變量泵體構成基體部分，其余機構都安裝配合于其中，實現泵送功能；液力平衡機構包括第一活塞缸、第二活塞缸和第一電控比例閥、第二電控比例閥，第一活塞缸和第二活塞缸分別連接斜盤的兩端，第一活塞缸的控制腔與第一電控比例閥相連，第二活塞缸的控制腔與第二電控比例閥相連；伺服變量機構包括伺服電機和傳動機構，傳動機構一端連接斜盤，一端通過聯軸器連接伺服電機；閉環控制器采集端連接第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和編碼器，閉環控制器輸出端連接第一電控比例閥、第一電控比例閥的控制端和伺服電機的控制端；第一壓力傳感器測量第一活塞缸的壓力，第二壓力傳感器測量第二活塞缸的壓力，第三壓力傳感器測量泵出口的壓力。

進一步地，第一活塞缸、第二活塞缸、第一電控比例閥和第二電控比例閥構成液力平衡機構；斜盤的兩端與第一活塞缸和第二活塞缸相連，第一活塞缸和第二活塞缸分別由第一電控比例閥和第二電控比例閥控制，第一電控比例閥和第二電控比例閥由閉環控制器控制。

進一步地，伺服電機和傳動機構構成變量機構；斜盤的一端連接傳動機構，傳動機構由伺服電機帶動，斜盤由伺服電機通過傳動機構驅動轉動；伺服電機由閉環控制器控制。

進一步地，傳動機構可為蝸輪蝸桿傳動裝置或滾珠絲杠傳動裝置。

進一步地，閉環控制器是一種基于單片機的控制卡，可采集壓力傳感器和編碼器數據，經過閉環PID算法之后控制伺服電機完成泵變量控制功能。

本發明專利的有益效果是：

1、液力平衡機構使得斜盤轉動時所需外力小、響應迅速，動作靈敏；

2、伺服電機用作變量斜盤驅動機構，控制精度高；

3、編碼器測得伺服電機轉角信號，控制器可據此計算得出泵的實時排量；

4、閉環控制器使得泵的變量方式靈活，控制精度高，且便于與計算機接口；

5、可在低壓或者小流量工況下實現準確的壓力流量匹配，可借此減少液壓系統的能耗。

附圖說明

圖1為本發明液力平衡式伺服控制變量液壓泵的原理圖。

圖中：1、斜盤，2、第一活塞缸，3、傳動機構，4、編碼器，5、伺服電機，6、第一壓力傳感器，7、斜盤變量泵體，8、第二壓力傳感器，9、第二活塞缸，10、第一電控比例閥，11、第二電控比例閥，12、第三壓力傳感器，13、閉環控制器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實例對本發明作進一步說明。