[發明專利]液壓促動器及其用于實現定位控制和位置反饋的方法

有效

• 申請號: 201410474257.0
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN104235123B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李興奎;甘秋萍;梁利文;羅廣文;陳文輝;沈繼榮;楊文振
• 申請（專利權）人: 柳州歐維姆機械股份有限公司
• 主分類號: F15B21/08
• 分類號: F15B21/08;F15B15/28
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙)45113
• 代理人: 張榮玖

技術領域

本發明是涉及一種可以定位控制和位置反饋的伸縮機構及其用于實現定位控制和位置反饋的方法，特別是一種液壓促動器及其用于實現定位控制和位置反饋的方法。

背景技術

液壓促動器是一種可以用于定位控制和位置反饋的伸縮機構，目前被廣泛用于液壓千斤頂系統，現有的一種液壓促動器(申請公布號為CN103307059A)采用油泵直接供油實現促動器伸縮缸；而油泵都有最低穩定速度特性，目前國內外油泵輸出穩定的最低流量達到最高流量的1/8已經非常好了，也就說采用上述專利的促動器穩定的最低速度為最高速度的1/8，需要更低就存在死區，實際工況需要0-1.6mm/s，如果以最高速度作為基準設計，那么低于0.2mm/s速度，只能采用間斷供油方式，運行就不能連續，實時跟蹤、定位精度低，難以滿足實際工況要求；同時上述專利采用了PLC控制體積大、成本高，對于需求上千臺液壓促動器的工程來講，總成本太高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種定位精度高、成本低的液壓促動器，同時提供了該液壓促動器用于實現定位控制和位置反饋的方法，該液壓促動器既能實現油缸精確換源、掃描、跟蹤、保位，又能保證促動器低速運行時連續平穩控制，較好地解決了已有技術存在的上述問題。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：一種液壓促動器，包括液壓缸組件、液壓系統和本地閉環控制系統，其特征在于：所述的液壓缸組件包括一臺單作用液壓油缸、上耳環、缸頭、前密封板、缸筒、活塞、油管、閥座、氣管、下端蓋、磁致伸縮位移傳感器和下耳環；其中上耳環與活塞采用螺紋相連接，前密封板作密封和導向作用，下端蓋與缸筒焊接為一體，磁致伸縮位移傳感器安裝于下端蓋上，其測桿穿過下端蓋、伸入活塞內，磁致伸縮位移傳感器的磁環裝在活塞端部，活塞伸縮帶著磁環移動；通過測桿內的波導管感知磁環的具體位置，從而檢測出活塞的絕對位置，其相應信號發送給上位機；?

所述液壓系統包括電機、泵、無泄漏換向閥Ⅰ、無泄漏換向閥Ⅱ、油壓傳感器、氣壓傳感器、防爆閥、充氣閥、過濾器、單向閥、溢流閥、恒流量閥、線塞、閥塊和油溫傳感器，電機與泵采用聯軸器連接之后整體固定于閥塊上，其余液壓元件-包括無泄漏換向閥Ⅰ、無泄漏換向閥Ⅱ、防爆閥、充氣閥、過濾器、單向閥、溢流閥、恒流量閥、線塞、油壓傳感器和油溫傳感器均通過螺紋固定于閥塊上，各元件由閥塊內部孔道相連，形成液壓回路；為液壓缸提供液壓動力，并進行流量控制；?

所述本地閉環控制系統包括主電路模塊，電源模塊、傳感器模塊組和微處理器模塊；

所述主電路模塊由單相EMI濾波器、電抗器、變頻器和驅動電機組成；

所述電源模塊采用兩路AC/DC，分別提供DC?24V?和DC?3.3V直流電；

所述傳感器模塊組包括磁致伸縮位移傳感器、油壓傳感器、氣壓傳感器、油溫傳感器和電氣艙溫度傳感器；

所述微處理器模塊采用嵌入式微處理器，該微處理器擁有多路I/O接口、多路CAN總線接口、多路A/D轉換接口以及多路UART通信接口；

所述本地閉環控制系統通過嵌入式微處理器和傳感器組模塊，采集油溫、電氣艙溫度、有桿腔液壓油的壓力以及電氣艙惰性氣體壓力、促動器活塞桿位移等促動器的各狀態參數；當接到上位機命令：要求按給定速度掃描、跟蹤、保位時，工業級嵌入式微處理器通過預定的控制算法，發出指令實時調節變頻器的頻率，從而調節電機轉速，改變泵輸出流量，并同時控制換向閥的動作，實現油缸精確掃描、跟蹤、保位。

所述液壓促動器的進一步技術方案是：所述液壓系統封裝在液壓系統殼內，殼內充一定壓力的惰性氣體，所述本地閉環控制系統的主電路模塊、電源模塊、微處理器模塊以及傳感器模塊組的電氣艙溫度傳感器、氣壓傳感器都集中安裝在促動器的由金屬外罩密封的電氣艙內，用螺釘固定于閥塊上，用于促動器與外界的連接接口：電源接口、手動接口和光電轉換器均固定于閥塊外露四方面上，控制系統的電源進線和信號線均通過線塞連接，信號線通過光電轉換模塊轉為光纖信號與上位機相連。

所述液壓促動器的更進一步技術方案是：所述本地閉環控制系統的微處理器模塊的多個接口包括：

電源接口；用于與電源模塊連接，為微處理器、傳感器提供電源；

數字I/O口：用于微處理器與油溫傳感器、電氣艙溫度傳感器的連接；

4-20mA模擬量輸入接口：分別用作油壓傳感器接口以及氣壓傳感器接口；

SSI數字式磁致伸縮傳感器接口：用于連接磁致伸縮位移傳感器接口；