[發明專利]一種基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構及工作方法

有效

• 申請號: 201610849277.0
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106438584B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 楊培;龔玉帥;張翔
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: F15B21/02
• 分類號: F15B21/02
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙)11386
• 代理人: 王濤,龔頤雯

1.一種基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構，包括控制器、油濾、位置傳感器、無刷直流電動機、定量泵、增壓活塞、伺服閥和油缸；

其中，控制器分別與位置傳感器和伺服閥連接，位置傳感器與油缸活塞桿連接，控制器中電機驅動電路與無刷直流電動機相連，電機與定量泵機械連接，油濾安裝在定量泵輸出口，增壓活塞與低壓油路連接，伺服閥與油缸組成閥控缸系統；

所述位置傳感器與所述油缸活塞桿相連，獲取油缸活塞桿的位置信號，傳輸給所述控制器；

控制器將接收到的外界提供的目標位置指令信號和位置傳感器獲取的油缸活塞桿的當前位置信號的差值轉換為伺服閥控制電流，控制伺服閥工作；同時控制器根據誤差信號，控制電機轉速，進一步控制定量泵輸出流量變化，從而調整系統壓力；驅動油缸活塞桿。

2.如權利要求1所述的一種基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構，其特征在于，所述閥控缸系統中，壓力油經所述伺服閥的輸出口進入油缸，推動油缸活塞桿作直線位移。

3.如權利要求1所述的一種基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構，其特征在于，還包括溢流閥，所述溢流閥用于當系統壓力升高至超過設計值時使多余流量回流至低壓油路，具體包括端蓋、O型圈、閥體、錐閥、彈簧、螺堵。

4.一種如權利要求1-3任一項所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、對伺服機構進行系統初始化；

S2、控制器將接收到的外界提供的目標位置指令信號和位置傳感器獲取的油缸活塞桿的當前位置信號的差值轉換為伺服閥控制電流，控制伺服閥工作；同時控制器根據誤差信號，控制電機轉速，進一步控制定量泵輸出流量變化，從而調整系統壓力；驅動油缸活塞桿；

S3、向控制器輸入新的目標位置信號，所述控制器根據新的目標位置信號和位置傳感器油缸活塞桿的位置信號的差值，再次控制伺服閥和電機驅動油缸活塞桿；

S4、循環執行上述步驟S2到S3，使油缸活塞桿往復運動。

5.如權利要求4所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于，所述步驟S2進一步包括：

S21、控制器根據油缸活塞桿的位置與目標位置的差值控制伺服閥與電機驅動油缸活塞桿加快運動速度快速接近所述目標位置；

S22、控制器根據油缸活塞桿的位置與目標位置的差值進一步控制伺服閥與電機驅動油缸活塞桿減速直至穩定在所述目標位置。

6.如權利要求4所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于，所述步驟S3進一步包括：

S31、控制器根據油缸活塞桿的位置與新的目標位置的差值控制伺服閥與電機驅動油缸活塞桿加快運動速度快速接近所述新的目標位置；

S32、控制器根據油缸活塞桿的位置與新的目標位置的差值進一步控制伺服閥與電機驅動油缸活塞桿減速直至穩定在所述新的目標位置。

7.如權利要求5所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于，所述步驟S21進一步包括：

S211、所述控制器輸出的伺服閥控制電流控制伺服閥作動，輸出流量加大，高壓油從伺服閥的輸出口流入油缸，推動油缸活塞桿運動；

S212、所述控制器根據內嵌的控制策略，驅動電機提高轉速，定量泵輸出流量加大，提高系統壓力，使所述油缸活塞桿位置快速接近目標位置。

8.如權利要求5所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于，所述步驟S22進一步包括：

S221、所述控制器輸出的伺服閥控制伺服閥作動，輸出流量變小，直至為零，油缸的輸出速度降低，直至穩定在目標位置；

S222、所述控制器內嵌的控制策略控制電機降低轉速，定量泵輸出流量下降，系統壓力隨之下降，直至可以維持油缸活塞桿靜止；

S223、所述控制器內嵌的控制策略控制電機轉速維持在一定數值，使定量泵輸出流量等于伺服閥內漏流量。

9.如權利要求4所述的基于電機調速的變壓變量型液壓伺服機構的工作方法，其特征在于還包括：

當所述控制器驅動所述電機以最高轉速旋轉時，所述定量泵輸出流量達到最大值，油缸作動需要之外的多余流量，使系統壓力升高至超過設計值，溢流閥開啟，多余流量通過溢流閥回流至低壓油路，系統壓力回落、維持在設計值。