[發(fā)明專利]一種數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010686019.1
• 申請日: 2020-07-16
• 公開（公告）號: CN112196852A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘麒;謝耿;何賢劍;王軍;帥琨;李研彪
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02;F15B21/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于包括主閥體(1)、8個高速開關(guān)閥、四個單向節(jié)流閥和兩個三位三通比例閥；所述的兩個三位三通比例閥位于主閥體(1)內(nèi)，8個高速開關(guān)閥安裝在主閥體上；主閥體(1)上開設(shè)有主油路P口(7)、主油路T口(8)、A口(4)、B口(5)、先導(dǎo)油路P口(9)和先導(dǎo)油路T口(10)；

主油路P口(7)分別與兩個三位三通比例閥(11-A/11-B)的進(jìn)油口P連接，主油路T口(10)分別與兩個三位三通比例閥(11-A/11-B)的出油口T連接；主閥體(1)A口與第一三位三通比例閥(11-A)的工作油口連接，B口與第二三位三通比例閥(11-B)的工作油口連接；先導(dǎo)油路P口(9)與8個高速開關(guān)閥的進(jìn)油口連接，先導(dǎo)油路T口(10)與第五高速開關(guān)閥(2-1-C)、第六高速開關(guān)閥(2-1-D)、第七高速開關(guān)閥(2-2-C)、第八高速開關(guān)閥(2-2-D)的出油口連接；

第一三位三通比例閥(11-A)的左右控制腔分別于第一高速開關(guān)閥(2-1-A)和第二高速開關(guān)閥(2-1-B)的出油口連接；第二三位三通比例閥(11-B)的左右控制腔分別于第三高速開關(guān)閥(2-2-A)和第四高速開關(guān)(2-2-B)的出油口連接；

其中，先導(dǎo)油路P口通過第一單向節(jié)流閥(12-1-A)和第一高速開關(guān)閥(2-1-A)、第三高速開關(guān)閥(2-1-C)的進(jìn)油口連接；先導(dǎo)油路P口通過第二單向節(jié)流閥(12-1-B)和第二高速開關(guān)閥(2-1-B)、第四高速開關(guān)閥(2-1-D)的進(jìn)油口連接；第三高速開關(guān)閥(2-1-C)和第四高速開關(guān)閥(2-1-D)的出油口連接油箱；

先導(dǎo)油路P口通過第三單向節(jié)流閥(12-2-A)和第五高速開關(guān)閥(2-2-A)、第七高速開關(guān)閥(2-2-C)的進(jìn)油口連接；先導(dǎo)油路P口通過第四單向節(jié)流閥(12-2-B)和第六高速開關(guān)閥(2-2-B)、第八高速開關(guān)閥(2-2-D)的進(jìn)油口連接；第七高速開關(guān)閥(2-2-C)和第八高速開關(guān)閥(2-2-D)的出油口連接油箱。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于8個高速開關(guān)閥動態(tài)性能完全相同，且為常閉高速開關(guān)閥，通過PWM信號控制高速開關(guān)閥的啟閉占空比。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于還包括LVDT位移傳感器和壓力傳感器；所述的LVDT位移傳感器檢測第一三位三通比例閥(11-A)、第二三位三通比例閥(11-B)的閥芯位移；所述的壓力傳感器檢測主閥體(1)P、T、A、B口的壓力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于還包括控制器，所述的控制器獲取LVDT位移傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)，并通過PWM信號控制高速開關(guān)閥的啟閉占空比。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于所述的控制器包括位移閉環(huán)控制器，所述位移閉環(huán)控制器可設(shè)置位移閾值，并根據(jù)LVDT位移傳感器與位移閾值的差值大小改變PWM信號的占空比控制第五高速開關(guān)閥(2-1-C)、第六高速開關(guān)閥(2-1-D)、第七高速開關(guān)閥(2-2-C)、第八高速開關(guān)閥(2-2-D)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)字流體先導(dǎo)驅(qū)動的雙閥芯可編程控制液壓閥，其特征在于所述的控制器內(nèi)存儲有流量數(shù)據(jù)組，每一組流量數(shù)據(jù)組至少包括閥口壓差、目標(biāo)流量、閥口開度參數(shù)；控制器根據(jù)用戶輸入的閥口壓差和目標(biāo)流量，可查詢得到閥口開度，并以閥口開度作為位移閉環(huán)控制器的位移閾值。

7.一種權(quán)利要求5所述雙閥芯可編程控制液壓閥的控制方法，其特征在于：

第一三位三通比例閥(11-A)的工作口A和第二三位三通比例閥(11-B)的工作口B分別連接負(fù)載的進(jìn)出油口，8個高速開關(guān)閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；開啟工作時，控制器通過PWM信號給第一高速開關(guān)閥(2-1-A)、第二高速開關(guān)閥(2-1-B)、第三高速開關(guān)閥(2-2-A)和第四高速開關(guān)(2-2-B)相同的且逐漸增大的占空比，使上述四個高速開關(guān)閥同時完全開啟后占空比保持不變，由于作用在第一三位三通比例閥(11-A)和第二三位三通比例閥(11-B)左右控制腔的油壓是相等的，兩個三位三通比例閥處于中位；

控制器輸出PWM信號控制第六高速開關(guān)閥(2-1-D)以占空比τ工作，第五高速開關(guān)閥(2-1-C)仍處于關(guān)閉狀態(tài)，第一三位三通比例閥(11-A)閥芯左控制腔液壓力大于右控制腔的液壓力，此時閥芯向右移動，第一三位三通比例閥(11-A)的進(jìn)油口與工作口相連；控制器接收到閥芯位移傳感器的信號，將其與目標(biāo)位移信號進(jìn)行對比，并進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)算，更新第六高速開關(guān)閥(2-1-D)的占空比；改變第六高速開關(guān)閥(2-1-D)的PWM信號驅(qū)動占空比，可控制第一三位三通比例閥(11-A)閥芯左右控制腔的壓力差大小，用以調(diào)節(jié)閥口的開度；通過安裝在比例閥上的LVDT位移傳感器和壓力傳感器反饋閥芯的位移和壓力、流量參數(shù)至控制器，控制器通過閉環(huán)運(yùn)算控制第六高速開關(guān)閥(2-1-D)，確保第一三位三通比例閥(11-A)的A口輸出所需的壓力流量；同理，通過調(diào)節(jié)第七高速開關(guān)閥(2-2-C)的工作占空比，第八高速開關(guān)閥(2-2-D)處于關(guān)閉狀態(tài)，即可使得第二三位三通比例閥(11-B)的閥芯向左移動并且調(diào)節(jié)閥口的開度；

當(dāng)?shù)谝蝗蝗ū壤y(11-A)的閥芯到達(dá)目標(biāo)位置時，同時關(guān)閉第一高速開關(guān)閥(2-1-A)和第二高速開關(guān)閥(2-1-B)，左右控制腔的油壓相等，閥芯不再移動；當(dāng)?shù)诙蝗ū壤y(11-B)的閥芯到達(dá)目標(biāo)位置時，同時關(guān)閉第三高速開關(guān)閥(2-2-A)和第四高速開關(guān)(2-2-B)，左右控制腔的油壓相等，閥芯不再移動。