[发明专利]一种闭式泵阀复合调速的数字液压作动器系统及其控制方法

说明书

一种闭式泵阀复合调速的数字液压作动器系统及其控制方法，该系统包括伺服电机、双向定量液压泵、高速开关阀、蓄能器、液压缸、压力保护阀、压力传感器、位移传感器、速度编码器和运动控制器等元件；工作时由伺服电机带动双向定量液压泵工作可实现液压缸换向和系统容积调速，高速开关阀可调控系统中的流量，实现泵阀复合调速，压力保护阀用于设定系统安全压力和液压缸最大工作压力，蓄能器通过储存和释放油液实现吸排油，克服非对称缸的流量不平衡特性，系统中进油路上的高速开关阀在关闭状态可做负载保持阀，有助于液压缸定位，运动控制器可对信号处理后控制各元件的动作。本发明具有控制灵活、精度高、响应快、节能效果显著和安全性高等特点。

技术领域

本发明涉及电液控制技术领域，尤其涉及一种闭式泵阀复合调速的数字液压作动器系统及其控制方法。

背景技术

随着航空航天和传统工业领域对驱动机构使用灵活、能耗小的要求日益增加，液压作动器系统作为一种将电机、液压泵、液压阀和液压缸等元件高度集成的系统，因其功重比和传动效率较高的优势开始被逐渐应用。但是，传统的液压作动器系统只能通过改变泵的输出流量来调速，控制自由度低；当执行元件为非对称缸时，液压系统存在流量不平衡特性影响液压系统的控制精度；液压缸工作时难以实现安全可靠的定位。电液伺服阀虽然响应时间较短并且可以获得较高的控制精度，但其抗污染能力差、发热较大；因此现有的液压作动器系统均存在一定的不足和缺陷，还具有很大的提升和完善的空间。高速开关阀是一种新型的数字式电液转换控制元件，可通过信号控制阀口开启时间从而精确控制通流流量，且具有结构简单、成本低、抗污染性能好、响应快、工作可靠等优点。为了更好地实现液压作动器系统向高效节能、高频响、高控制精度和高可靠性的方向发展，我们有必要提出一种基于高速开关阀的闭式泵阀复合调速的液压作动器系统，在进油路上增加流量控制阀，从而对传统系统进行了优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有效解决传统的液压作动器系统存在的控制精度低、控制手段单一、精度低和动作安全性低等问题的一种闭式泵阀复合调速的数字液压作动器系统。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的一种闭式泵阀复合调速的数字液压作动器系统，该系统包括由伺服电机驱动的双向定量液压泵和分别与双向定量液压泵两侧泵油口相连通的第一高速开关阀和第二高速开关阀，以及连接在第一高速开关阀和第二高速开关阀输出端之间的蓄能器；所述双向定量液压泵两侧泵油口还分别连通有第三高速开关阀和第四高速开关阀，所述第三高速开关阀和第四高速开关阀的输出端之间连接有液压缸；所述蓄能器的进出油路和液压缸无杆腔的进出油路以及液压缸有杆腔的进出油路上均设置有压力传感器，且液压缸活塞杆底部设置有位移传感器，所述压力传感器和位移传感器的输出信号由运动控制器接收处理；所述第一至第四高速开关阀均由运动控制器进行控制，且所述伺服电机与运动控制器之间设置有速度编码器。

所述双向定量液压泵的两侧泵油口之间并联有第一压力保护阀和第二压力保护阀，且所述液压缸两腔油路之间并联有第三压力保护阀和第四压力保护阀。

所述运动控制器由信号处理模块、信号输出模块、信号采集模块、系统状态检测模块和状态显示屏构成。

所述第一至第四高速开关阀由运动控制器基于PCM信号进行控制，且第一至第四高速开关阀在断电状态下均关闭。