[發明專利]一種適用于大載荷區間的數字電液加載裝置及其加載方法

有效

• 申請號: 201910256119.8
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN110005646B
• 公開（公告）日: 2020-03-03
• 發明（設計）人: 林勇剛;丁京龍;陳開;孟浩;劉宏偉;李偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F15B11/028
• 分類號: F15B11/028;F15B11/17;F15B13/06
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 劉艷艷

1.一種適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，包括作用面積按等比數列遞增的液壓缸組(6)、導向機構(4)、加載機構以及加載控制回路，所述液壓缸組(6)通過導向機構(4)與加載機構連接以將加載力傳遞到加載機構上；所述液壓缸組(6)包括1個由電液比例閥或電液伺服閥控制的液壓缸和N-1個由普通開關閥控制的液壓缸，其中N為大于1的正整數，通過控制不同載荷數值下電液比例閥或電液伺服閥控液壓缸的壓力大小以及N-1個普通開關閥控液壓缸的開啟或關閉狀態，以實現總輸出加載力在某個全區間的連續變化；設由電液比例閥或電液伺服閥控制的液壓缸的作用面積為S₀，第i號普通開關閥控制的液壓缸的作用面積為S_i，所有普通開關閥控制的液壓缸作用面積按照比例系數為2的條件等比例遞增，即S_(i+1)＝2·S_i， i＝1，2，...，N-1，其中最小的作用面積為S₁，所述S₁＝S₀；設液壓系統的最大油壓為P_max，由電液比例閥或電液伺服閥控制的液壓缸的加載力為F_s，第i號由普通開關閥控制的液壓缸的加載力為F_Ki，則F_s∈[0，P_max·S₀]，F_Ki∈{0，2^(i-1)·P_max·S₀}，則液壓缸組(6)輸出的總壓力為通過控制1個電液比例閥或電液伺服閥的流量和N-1個普通開關閥控制的實際工作液壓缸數以連續、精確地得到[0，2^(N-1)·P_max·S₀]區間范圍內的任意加載力。

2.根據權利要求1所述的適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，所述液壓缸組(6)包括N個液壓缸，液壓缸組的作用面積為最小是S₀的等比數列，針對不同的使用場景確定加載力的最大值為F_max，設控制精度為F_a，液壓系統可提供的最大油壓為P_max，油壓波動最大為P_a；

S₀的取值符合條件：0≤S₀≤F_a/P_a，此判定條件下得出的S₀作為電液比例閥或電液伺服閥控制的液壓缸作用最大面積；

N的取值符合條件：代表向上取整，通過此條件下得出的整數N再反算S₀′，使得2^(N-1)＝(F_max/P_max)/S₀′，最終取S₀＝S₀′，即可確定N的具體數值。

3.根據權利要求1所述的適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，所述導向機構(4)包括N個與液壓缸一一對應的導向塊，每個導向塊的一端與一個液壓缸的活塞桿相抵、另一端與加載機構相抵。

4.根據權利要求3所述的適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，每個導向塊與液壓缸活塞桿相抵的一端開設有與導向塊同軸心的圓柱形凹槽，每個凹槽內設有一個彈簧(5)，每個彈簧的一端與對應液壓缸的活塞桿相抵、另一端與導向塊相抵。

5.根據權利要求3或4所述的適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，所述加載機構包括固定支架(3)和加載塊(1)，液壓缸組(6)固定于固定支架(3)上，所述固定支架(3)內設有N個供導向塊滑行的滑槽(3.1)；加載塊(1)包括球面加載塊(1.1)，各導向塊的另一端與球面加載塊(1.1)相抵。

6.根據權利要求5所述的適用于大載荷區間的數字電液加載裝置，其特征在于，所述加載塊(1)還包括與球面加載塊(1.1)相匹配的凹面承載塊(1.2)。