[發明專利]一種水下伺服油缸液壓系統及其工作方法

有效

• 申請號: 202011465751.2
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112412901B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 劉俊;陳銘;馬浩翔;謝家華
• 申請（專利權）人: 中國科學院深海科學與工程研究所
• 主分類號: F15B11/08
• 分類號: F15B11/08;F15B13/02;F15B15/14
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本發明涉及一種水下伺服油缸液壓系統及其工作方法，該系統包括油缸、連接于所述油缸的壓力補償裝置、以及設置在所述油缸和所述壓力補償裝置之間的閥組，所述油缸具有有桿腔和無桿腔；所述閥組用于控制所述油缸和所述壓力補償裝置之間的油路的通斷，和用于控制所述油缸的動作；所述壓力補償裝置包括油缸壓力補償器和閥組壓力補償器，所述油缸壓力補償器的一端能夠貫通水下環境且其另一端連接于所述油缸的所述有桿腔和所述無桿腔，以使得所述油缸的所述有桿腔和所述無桿腔的壓力與水下環境的壓力相等；所述閥組壓力補償器的一端能夠貫通水下環境且其另一端連接于所述閥組，以使得所述閥組的壓力和水下環境的壓力相等。

技術領域

本發明涉及水下伺服液壓控制系統技術領域，特別是涉及一種水下伺服油缸液壓系統及其工作方法。

背景技術

當前對于水下(包括深海)領域的科學和工程研究越來越多，液壓控制技術作為重要的工程技術手段，應用必不可少。其中伺服液壓系統因其具備高響應速度和高精密的控制特性而被廣泛應用于深海領域。例如深海作業機器人ROV的主推進器的伺服控制，深海機械手各動作的伺服控制，深海AUV的伺服控制等等。在深海領域中，伺服液壓系統需要克服高壓環境進行工作。現有的深海伺服控制系統在驅動馬達時，可以通過馬達卸油口連通補償油箱進行壓力補償，但是由于油缸兩腔與補償油箱隔絕，現有的深海伺服控制系統無法在伺服閥處于中位時進行壓力補償。因此現有的深海伺服控制系統在深海環境下工作時，油缸會承受較高的外壓而存在油缸被壓壞的風險，甚至有可能導致整個深海伺服控制系統無法正常工作。

發明內容

本發明的一目的是，提供一種水下伺服油缸液壓系統，所述水下伺服油缸液壓系統無論在其工作狀態還是非工作狀態，均可以有效地進行壓力補償，因此可以在深海高壓環境下使用。

本發明在一方面提供了一種水下伺服油缸液壓系統，包括油缸、連接于所述油缸的壓力補償裝置、以及設置在所述油缸和所述壓力補償裝置之間的閥組，所述油缸具有有桿腔和無桿腔；所述閥組用于控制所述油缸和所述壓力補償裝置之間的油路的通斷，和用于控制所述油缸的動作；所述壓力補償裝置包括油缸壓力補償器和閥組壓力補償器，所述油缸壓力補償器的一端能夠貫通水下環境且其另一端連接于所述油缸的所述有桿腔和所述無桿腔，以使得所述油缸的所述有桿腔和所述無桿腔的壓力與水下環境的壓力相等；所述閥組壓力補償器的一端能夠貫通水下環境且其另一端連接于所述閥組，以使得所述閥組的壓力和水下環境的壓力相等。

在本發明的一實施例中，所述油缸壓力補償器包括第一彈簧腔和連接于所述第一彈簧腔的第一液壓油箱，所述第一彈簧腔具有彈簧和用于貫通水下環境的敞口端，所述第一液壓油箱的兩側分別連接于所述有桿腔和所述無桿腔。

在本發明的一實施例中，所述閥組包括第一電磁開關閥和第二電磁開關閥，所述第一電磁開關閥設置在所述有桿腔和所述第一液壓油箱之間，用于控制所述有桿腔和所述第一液壓油箱之間油路的通斷；所述第二電磁開關閥設置在所述無桿腔和所述第一液壓油箱之間，用于控制所述無桿腔和所述第一液壓油箱之間的油路的通斷。

在本發明的一實施例中，所述第一電磁開關閥和所述第二電磁開關閥均為常開開關閥。

在本發明的一實施例中，所述閥組還包括第一單向閥和第二單向閥，所述第一單向閥設置在所述第一電磁開關閥和所述第一液壓油箱之間，以使得所述第一液壓油箱中的液壓油僅能夠單向自所述第一單向閥流向所述第一電磁開關閥；所述第二單向閥設置在所述第二電磁開關和所述第一液壓油箱之間，以使得所述第一液壓油箱中的液壓油僅能夠單向自所述第二單向閥流向所述第二電磁開關閥。

在本發明的一實施例中，所述閥組還包括伺服閥，所述伺服閥具有兩個入口和兩個出口，所述伺服閥的兩個入口均連接于所述第一液壓油箱，所述伺服閥的兩個出口分別連接于所述油缸的所述有桿腔和所述無桿腔，所述伺服閥基于控制信號控制所述油缸的動作。