[實用新型]一種單電機雙泵的伺服泵控液壓直線驅動系統

有效

• 申請號: 201720228279.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN206539544U
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 呂愛群;簡飛
• 申請（專利權）人: 桂林星辰科技股份有限公司;登派液壓技術（上海）有限公司
• 主分類號: F15B9/03
• 分類號: F15B9/03;F15B1/02;F15B13/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本實用新型涉及液壓傳動控制裝置，具體為一種單電機雙泵的伺服泵控液壓直線驅動系統，本實用新型采用一臺伺服電機驅動兩臺油泵，進而控制液壓缸的動力輸出，實現對直線往復運動的控制。

背景技術

通過液壓缸控制直線運動和動力輸出是一種常用機械結構，傳統的液壓直線驅動系統是電機驅動液壓泵連續運轉，由各種閥組、傳感器和管路構成的油路控制液壓油的流向、流速、壓力，并繼而實現液壓缸的驅動。當需要控制液壓缸的移動速度時，需要比例方向閥或比例方向伺服閥調節進入液壓缸的液體速率；當需要控制液壓缸的推動力時，需要控制溢流閥的溢流壓強或者根據壓力傳感器的反饋并通過比例壓力閥或比例壓力伺服閥來控制進入液壓缸的液體壓強，由此控制液壓缸的推力。

此類傳統的液壓直線驅動系統存在以下幾點不足：1、驅動液壓泵電機必須連續不間斷運行，即使在液壓缸運動無需進行調節控制時，電機也不能停機，不斷從油箱泵出的液壓油又通過閥組返回油箱，浪費了電能。尤其是當液壓缸輸出推力、但活塞位移極小或位移速度很低時，高壓節流抬升了電機的功率消耗，浪費電能；2、浪費的電能變成熱能，導致油溫上升，使油路密封件加速老化，故障率上升；3、當液壓油在液壓缸的有桿腔和無桿腔之間往復流動時，需要控制各種閥門動作，不斷產生溢流、充液動作，加大了系統損耗，閥門的故障率也比較高；4、在快速、精密控制時，需要采用P/Q閥(壓力流量控制閥)或伺服閥參與控制，特別是伺服閥價格昂貴，維修困難，導致系統設備的購置和使用維護成本大幅增加；5、由于各種閥門的機械動作需要較長的時間來完成，導致油路的各種動作切換不可能進一步提速，直接影響設備的工作節拍。

專利201521053147.3《一種伺服泵控液壓直線驅動系統》描述了一種采用兩臺電機分別驅動兩臺液壓泵，并進而驅動液壓缸實現高精密、高頻響直線往復運動控制的方案。該方案雖然解決了傳統液壓直線運動機構的上述問題，但由于涉及到兩套伺服驅動系統的協調動作，因此其實現的技術難度較高，系統的經濟性也不理想。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提出一種單電機雙泵的伺服泵控液壓直線驅動系統及控制方法。A、B兩臺液壓泵的理論排量正比于液壓缸的無桿腔和有桿腔截面積，A、B液壓泵的出液端分別接入液壓缸的無桿腔和有桿腔。A、B液壓泵均為正向泵，伺服電機前軸伸與A液壓泵連軸，后軸伸與B液壓泵聯軸。與運動控制單元連接的伺服驅動器驅動伺服電機運轉，安裝于液壓缸的無桿腔和有桿腔油路上的A、B兩只壓力傳感器的信號分別接入運動控制單元，安裝于液壓缸推桿的位移傳感器的信號端連接運動控制單元。伺服驅動器控制伺服電機驅動A和B液壓泵。當伺服電機正轉時，A液壓泵正向運轉泵油，B液壓泵反向運轉泄油；當伺服電機反轉時，A液壓泵反向運轉泄油，B液壓泵正向運轉泵油。運動控制單元根據推桿運動位置和速度控制要求和推桿的當前位移信號，運算得到伺服驅動器的控制指令，并發送到伺服驅動器，實現液壓缸推桿的高速、精密的往復運動，

本實用新型設計的一種單電機雙泵的伺服泵控液壓直線驅動系統，包括一個液壓缸、兩臺液壓泵、伺服電機、伺服驅動器以及運動控制單元，活塞連接推桿，并將液壓缸內腔分為有桿腔和無桿腔，液壓缸的無桿腔與A液壓泵的出液端連接，液壓缸的有桿腔與B液壓泵的出液端連接。本實用新型A液壓泵和B液壓泵的進液端互相連接，且在該段油路還連接有儲液/蓄能器。A、B兩臺液壓泵的理論排量正比于液壓缸的無桿腔和有桿腔截面積。A、B液壓泵均為正向泵，一臺伺服電機前軸伸與A液壓泵連軸，后軸伸與B液壓泵聯軸；或者A液壓泵為正向泵，B液壓泵為反向泵，A、B液壓泵與一臺伺服電機同一端的軸伸聯軸。一臺伺服驅動器連接控制所述伺服電機。運動控制單元的控制端連接所述伺服驅動器。連接液壓缸無桿腔和A液壓泵出液端管路上安裝A壓力傳感器，連接液壓缸有桿腔和B液壓泵出液端管路上安裝B壓力傳感器，A、B壓力傳感器的信號輸出端接入運動控制單元。位移傳感器安裝于液壓缸推桿，其信號輸出端接入運動控制單元的輸入端。

A溢流閥正向跨接于連接液壓缸有桿腔和無桿腔的油路之間，B溢流閥反向跨接于連接液壓缸有桿腔和無桿腔的油路之間，當液壓缸有桿腔和無桿腔所連接的油路內液體壓力差超過溢流閥所設上限時，溢流閥導通進行限壓保護。

所述運動控制單元為中心處理器，配有通信接口和人機界面。

本實用新型的方案之一為伺服電機的軸上安裝一個失電制動器，當系統故障保護停機或停電時，失電制動器鎖定伺服電機的軸，使液壓泵停止轉動，避免液壓缸的推桿及安裝在其上的工件因重力迅速下墜，以保系統設備安全。