[發明專利]一種非對稱缸液壓動力裝置

在審

• 申請號: 201911327400.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111120429A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 姚靜;王佩;劉翔宇;趙俊濤;王文靜
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: F15B11/08
• 分類號: F15B11/08;F15B13/04;F15B21/0423;F15B21/08;F15B20/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

1.一種非對稱缸液壓動力裝置，包括：

液壓缸(10)，所述液壓缸的內部設有用于連接負載的活塞桿，且在所述液壓缸內形成有無桿腔(11)和有桿腔(12)；

油箱(20)；

分別與所述油箱連通的第一雙向變量泵(31)和第二雙向變量泵(41)，且所述第一雙向變量泵與所述無桿腔連通，所述第二雙向變量泵與所述有桿腔連通；

用于提供輸出轉矩的電機(50)，所述電機與所述第一變量泵和所述第二變量泵同軸串聯；以及

分別用于對應調節所述第一雙向變量泵和所述第二雙向流量泵的排量的第一控制器(33)和第二控制器(43)；

其中，所述第一控制器和所述第二控制器單獨地調節控制所述第一雙向變量泵和所述第二雙向流量泵的排量，從而控制所述活塞桿伸出或縮回的速度。

2.根據權利要求1所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述液壓缸包括阻抗伸出模式狀態和阻抗縮回模式狀態，

在阻抗伸出模式狀態下，所述無桿腔為進液腔，所述有桿腔為排液腔，

在阻抗縮回模式狀態下，所述有桿腔為進液腔，所述無桿腔為排液腔，

其中，所述電機的輸出轉矩T₁＝T₂-T₃，

T₁為所述電機的輸出轉矩，T₂為與進液腔連通的所述第一雙向變量泵或所述第二雙向變量泵的轉矩，T₃為與排液腔連通的所述第一雙向變量泵或所述第二雙向變量泵的轉矩。

3.根據權利要求1或2所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一雙向變量泵的高壓油口和低壓油口分別與所述無桿腔和所述油箱連通，且在第一雙向變量泵的高壓油口與所述油箱之間設有第一溢流閥(32)。

4.根據權利要求1或2所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第二雙向變量泵的高壓油口和低壓油口分別與所述無桿腔和所述油箱連通，且在第二雙向變量泵的高壓油口與所述油箱之間設有第二溢流閥(42)。

5.根據權利要求1到4中任一項所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一雙向變量泵與所述第二雙向變量泵的功率不同。

6.根據權利要求5所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一雙向變量泵與所述第二雙向變量泵的功率比與所述無桿腔和所述有桿腔的排量比相等。

7.根據權利要求2所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一雙向變量泵和所述第一控制器形成第一閉環控制回路(30)，所述第二雙向變量泵和所述第二控制器形成第二閉環控制回路(40)，所述第一閉環控制回路和所述第二閉環控制回路分別單獨地控制所述第一雙向變量泵與所述第二雙向變量泵的排量。

8.根據權利要求1或7所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一控制器和所述第二控制器均采用PID控制器。

9.根據權利要求7所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第一閉環控制回路在阻抗伸出模式狀態下為位置閉環控制回路，在所述位置閉環控制回路中設有位移傳感器(34)，所述位移傳感器檢測所述活塞桿的位移并反饋給所述第一控制器，所述第一控制器將接收的位移信號與設定位移進行比較而得到位移偏差信號，從而控制所述第一雙向變量泵的排量，

所述第一閉環控制回路在阻抗縮回模式狀態下為壓力閉環控制回路，在所述壓力閉環控制回路中設有壓力傳感器(44)，所述壓力傳感器檢測所述液壓缸的排液腔的壓力并反饋給所述第一控制器，所述第一控制器將接收的壓力信號與設定壓力進行比較而得到壓力偏差信號，從而控制所述第一雙向變量泵的排量。

10.根據權利要求9所述的非對稱缸液壓動力裝置，其特征在于，所述第二閉環控制回路在阻抗伸出模式狀態下為壓力閉環控制回路，且所述壓力傳感器連接在所述第二閉環控制回路中，所述壓力傳感器檢測所述液壓缸的排液腔的壓力并反饋給所述第二控制器，所述第二控制器將接收的壓力信號與設定壓力進行比較而得到壓力偏差信號，從而控制所述第二雙向變量泵的排量，

所述第二閉環控制回路在阻抗縮回模式狀態下為位置閉環控制回路，且所述位置傳感器連接在所述第二閉環控制回路中，所述位移傳感器檢測所述活塞桿的位移并反饋給所述第二控制器，所述第二控制器將接收的位移信號與設定位移進行比較而得到位移偏差信號，從而控制所述第二雙向變量泵的排量。