[發(fā)明專利]非對稱泵控非對稱液壓缸的電動靜液作動器

有效

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• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108506251B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設計）人: 尚耀星;孫華旺;吳帥;焦宗夏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15B1/02
• 分類號: F15B1/02;F15B11/08;F15B13/04;F15B19/00;F15B21/00
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 韓德凱;李偉波

本公開提供一種非對稱泵控非對稱液壓缸的電動靜液作動器，包括伺服電機，非對稱液壓泵，非對稱液壓缸，力傳感器和控制器。伺服電機帶動非對稱液壓泵進行正轉和反轉，來控制非對稱液壓缸的動作；非對稱液壓缸與力傳感器連接；力傳感器檢測非對稱液壓缸輸出的作用力大小，并依據該作用力大小生成力反饋信號，并將該力反饋信號發(fā)送給控制器；控制器根據力反饋信號生成電機控制信號，并將該電機控制信號發(fā)送至伺服電機。

技術領域

本公開涉及電液伺服控制技術領域，尤其涉及非對稱液壓泵控非對稱液壓缸的電動靜液作動系統(tǒng)。

背景技術

液壓作動器在工業(yè)中有著非常廣泛的應用，尤其是非對稱液壓缸由于結構更為緊湊，優(yōu)勢更加明顯，如在結構加載試驗、工業(yè)機器人、機床以及外骨骼機器人等領域都需要非對稱的液壓作動器進行加載。

傳統(tǒng)的非對稱液壓缸加載多采用液壓管路進行能量傳遞、閥控液壓缸控制作動加載，但由于存在節(jié)流損失，能量消耗較大；普通泵控非對稱液壓缸由于液壓缸兩側容腔體積不對稱，會極大的限制系統(tǒng)的動態(tài)頻寬，在高動態(tài)的應用場景下難以滿足設計需求。

針對以上所面臨的問題，本公開提出非對稱泵控非對稱液壓缸的電動靜液作動器，通過電纜代替液壓管路進行能量傳遞，非對稱液壓泵直接控制非對稱液壓缸進行加載的一體化作動器，具有高動態(tài)、靈活布置、能量利用率高等優(yōu)點，是解決現有的閥控液壓缸系統(tǒng)管路冗長、能量消耗大，提高普通液壓缸控制非對稱液壓缸動態(tài)性能低等難點的很好途徑。

發(fā)明內容

為了解決上述問題，根據本公開，提供了節(jié)流容積復合控制的航空泵高轉速驅動伺服系統(tǒng)，通過以下技術方案實現。

非對稱泵控非對稱液壓缸的電動靜液作動器,包括伺服電機，非對稱液壓泵，非對稱液壓缸，力傳感器和控制器；伺服電機帶動非對稱液壓泵進行正轉和反轉，來控制非對稱液壓缸的動作；非對稱液壓缸與力傳感器連接；力傳感器檢測所述非對稱液壓缸輸出的作用力大小，并依據該作用力大小生成力反饋信號，并將該力反饋信號發(fā)送給控制器；控制器根據力反饋信號生成電機控制信號，并將該電機控制信號發(fā)送至伺服電機。

進一步地，非對稱液壓泵包括大排量輸出端和小排量輸出端。

進一步地，非對稱液壓缸包括無桿腔和有桿腔。

進一步地，非對稱液壓泵的大排量輸出端與非對稱液壓缸的無桿腔連通；非對稱液壓泵的小排量輸出端與非對稱液壓缸的有桿腔連通。

進一步地，非對稱液壓缸的液壓桿與力傳感器連接。

進一步地，電動靜液作動器還包括閥塊，蓄能器和閥組；伺服電機與非對稱液壓泵固定連接；伺服電機和非對稱液壓泵配置在閥塊的上方；蓄能器和閥組配置在閥塊的側方；非對稱液壓缸配置在所述閥塊的下方。

進一步地，閥組包括第一液控單向閥，第二液控單向閥，溢流閥和旁通閥。

進一步地，電動靜液作動器的非對稱泵控非對稱液壓缸的控制方法，包括以下步驟：

當伺服電機正轉時，

S11通過電纜向伺服電機傳遞能量；

S12伺服電機正轉帶動非對稱液壓泵正轉；

S13非對稱液壓缸的有桿腔內的油液通過非對稱液壓泵的小排量輸出端進入非對稱液壓泵；

S14蓄能器的油液通過第二液控單向閥以及非對稱液壓泵的小排量輸出端進入非對稱液壓泵；

S15非對稱液壓泵的大排量輸出端輸出的油液輸入非對稱液壓缸的無桿腔。

當伺服電機反轉轉時，

S21通過電纜向伺服電機傳遞能量；

S22伺服電機反轉帶動非對稱液壓泵反轉；