双动力齿轮泵控式电液联动执行控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了双动力齿轮泵控式电液联动执行控制系统，包括控制器、伺服电机驱动器、增速动力模块、常规动力模块、缓冲油箱、第一和第二功能回路、油缸、位移传感器、手动泵模块；增速动力模块包括：由第一伺服电机驱动的增速用双向齿轮油泵；常规动力模块包括：由第二伺服电机驱动的常规用双向齿轮油泵；增速用双向齿轮油泵、常规用双向齿轮油泵通过第一、第二功能回路分别与油缸相连，控制器与伺服电机驱动器电连接，伺服电机驱动器分别与第一、第二伺服电机电连接，增速用、常规用双向齿轮油泵还分别与缓冲油箱相连，手动泵模块与油缸相连，位移传感器与控制器电连接。上述的执行控制系统能同时兼顾阀门高速和高精度的控制要求。
【专利说明】
双动力齿轮泵控式电液联动执行控制系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及电液执行机构领域，具体涉及一种用于电液执行机构的执行控制系统。
【背景技术】
[0002]电液执行机构是自动化技术工具中接收控制信息并对受控对象施加控制作用的装置，通常受控对象为阀门。伺服栗控式电液联动执行控制系统为电液执行机构中的一种新型执行控制系统，伺服栗控式电液联动执行控制系统通常由一个伺服电机驱动一个双向齿轮油栗来给电液执行机构中的油缸提供不同方向的压力油，从而控制油缸的动作，该种伺服栗控式电液联动执行控制系统存在如下缺点:一、该执行控制系统采用的是开放式循环液压回路，即:液压回路与大气连通，所以油液易被外界环境污染，使得该执行控制系统易发生故障，可靠性差，需经常维护;二、由于该执行控制系统本身的结构限制，导致电液执行机构中油缸控制的阀门无法实现高速且高精度地到达目标位置的要求，这是因为:一方面，当需要控制阀门高速动作时，就必须大大增加用以驱动油缸的液压油的流量，而增大液压油流量后就难以实现对油缸动作的精确控制；另一方面，当需要精确控制阀门的动作位置时，就需要减少用以驱动油缸的液压油流量，这样就能通过对油缸动作的精确控制来实现对阀门动作的精确控制，但是由于齿轮油栗的固有特性，在其通过降低转速减少输出流量时，当转速降低到额定转速的一定比例后，输出压力就会无法达到额定压力，这样就会造成电液执行机构的出力不足。为保证电液执行机构的输出力，齿轮油栗的转速必须保证在最低工作转速以上，此时齿轮油栗依旧会输出较大的流量，使电液执行机构驱动的阀门依旧高速动作，从而难以控制阀门精确定位。可见，上述驱动机构难以同时兼顾到高速和高精度的控制要求。三、该执行控制系统中能对油缸进行手动驱动的手动驱动模块一般结构都较为复杂，可靠性比较差。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是:将提供一种能同时兼顾到阀门高速和高精度的控制要求、液压回路中的液压油不易被外界环境污染、并且油缸的手动驱动模块结构更加简单、可靠的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统。
[0004]为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为:双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特点是:包括控制器、伺服电机驱动器、增速动力模块、常规动力模块、缓冲油箱、第一功能回路、第二功能回路、油缸、位移传感器、手动栗模块;增速动力模块包括:增速用双向齿轮油栗，增速用双向齿轮油栗由第一伺服电机驱动，增速用双向齿轮油栗的两个油口通过第一功能回路分别与油缸的两个腔室一对一相连;常规动力模块包括:常规用双向齿轮油栗，常规用双向齿轮油栗由第二伺服电机驱动，常规用双向齿轮油栗的两个油口通过第二功能回路分别与油缸的两个腔室一对一相连;位移传感器用于检测油缸活塞杆的位置，缓冲油箱中的液压油腔不与大气相连通且能提供带压力的低压液压油，增速用双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个第一单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，常规用双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个第二单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，增速用双向齿轮油栗的泄油口和常规用双向齿轮油栗的泄油口分别通过油管与缓冲油箱的油口相连通；控制器与伺服电机驱动器电连接，伺服电机驱动器分别与第一伺服电机和第二伺服电机电连接，控制器能通过伺服电机驱动器控制第一伺服电机和第二伺服电机的转速和旋转方向，从而控制增速用双向齿轮油栗和常规用双向齿轮油栗输出高压液压油的压力和方向，当增速用双向齿轮油栗不工作时，第一功能回路关闭，此时油缸的两个腔室无法通过第一功能回路流进或流出液压油；当第一伺服电机驱动增速用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗的出油口能向第一功能回路输送能使第一功能回路开启的高压液压油，当第一功能回路开启后增速用双向齿轮油栗输送的高压液压油能通过第一功能回路流入至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，而油缸出油腔中的液压油能通过第一功能回路流出至增速用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油；当常规用双向齿轮油栗不工作时，第二功能回路关闭，此时油缸的两个腔室无法通过第二功能回路流进或流出液压油；当第二伺服电机驱动常规用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗的出油口能向第二功能回路输送能使第二功能回路开启的高压液压油，当第二功能回路开启后常规用双向齿轮油栗输送的高压液压油能通过第二功能回路流入至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，而油缸出油腔中的液压油能通过第二功能回路流出至常规用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油;手动栗模块通过油管与油缸的两个腔室相连，通过手动栗模块能对油缸进行手动驱动，位移传感器与控制器电连接，位移传感器能将检测到的油缸活塞杆的位置信号传输给控制器;工作时，控制器能通过伺服电机驱动器使增速动力模块和常规动力模块同时运转，从而加大驱动油缸动作的液压油流量，使得油缸的活塞杆能高速地向目标位置移动，此时位移传感器会将油缸活塞杆的实时位置信号传输给控制器，当控制器检测到油缸活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第一调速位置时，控制器会通过伺服电机驱动器使第一伺服电机减速至停止，从而使油缸由增速动力模块和常规动力模块同时驱动转换为只由常规动力模块驱动，此时驱动油缸动作的液压油流量就会减少，从而就能由常规动力模块更精确地控制油缸活塞杆的动作，当油缸活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第二调速位置时，控制器会通过伺服电机驱动器使第二伺服电机减速至停止，从而使油缸活塞杆能高精度地到达目标位置。
[0005]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:第一功能回路和第二功能回路集成于一个液压集成模块上。
[0006]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:第一功能回路和第二功能回路均为液压锁，分别称之为第一液压锁和第二液压锁;增速用双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与第一液压锁的两个P端口一对一相连通，第一液压锁上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，当第一伺服电机驱动增速用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗的出油口能向第一液压锁上对应的那个P端口输送能使第一液压锁开启的高压液压油，当第一液压锁开启后增速用双向齿轮油栗输送的高压液压油从该P端口流入第一液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入第一液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至增速用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油；常规用双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与第二液压锁的两个P端口一对一相连通，第二液压锁上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，当第二伺服电机驱动常规用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗的出油口能向第二液压锁上对应的那个P端口输送能使第二液压锁开启的高压液压油，当第二液压锁开启后常规用双向齿轮油栗输送的高压液压油从该P端口流入第二液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入第二液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至常规用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油。
[0007]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:缓冲油箱的结构包括:箱体，在箱体内腔中设置有能沿着箱体移动的活塞，活塞将箱体内腔隔成两个互不连通的腔室，即:储油腔和顶推腔，在储油腔的箱体壁上开设有与储油腔相连通的通孔，该通孔即为缓冲油箱的油口，在顶推腔中设置有能顶推活塞的顶推弹簧，顶推弹簧顶推活塞后能使储油腔中的液压油成为带压力的低压液压油。
[0008]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:与活塞相对的顶推腔的箱体壁上开设有透孔，在透孔中穿设有一根直杆，直杆的内端与活塞相固定，从而直杆能随着活塞的移动而伸缩。
[0009]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:在直杆旁边的箱体外侧设置一根与直杆平行的标尺，在标尺上沿着标尺轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段、正常工作标示段、油温过高标示段，随着直杆的伸缩，直杆外端在标尺上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆外端在标尺上的投影位置来判断缓冲油箱中液压油的情况。
[0010]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:缓冲油箱的油口分别通过两个第一溢流阀与增速用双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个第一溢流阀能分别调节增速用双向齿轮油栗的两个油口处的压力;缓冲油箱的油口还分别通过两个第二溢流阀与常规用双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个第二溢流阀能分别调节常规用双向齿轮油栗的两个油口处的压力。
[0011]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:缓冲油箱中低压液压油的压力不高于IMpa。
[0012]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:增速用双向齿轮油栗与常规用双向齿轮油栗的额定流量之比为:(1-6): I。
[0013]进一步的，前述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其中:手动栗模块包括:手动柱塞油栗、三位四通O型手动换向阀、第三液压锁、第三溢流阀，手动柱塞油栗的吸油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通，手动柱塞油栗的出油口通过油管与三位四通O型手动换向阀的P端相连通，三位四通O型手动换向阀的T端通过油管与缓冲油箱的油口相连通，三位四通O型手动换向阀的A端和B端分别通过油管与第三液压锁的两个P端一对一相连通，第三液压锁上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，手动柱塞油栗的出油口还通过油管与第三溢流阀的进油口相连通，第三溢流阀的出油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通。
[0014]本发明的优点为:本发明所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统能同时兼顾阀门高速和高精度的控制要求;另外，该执行控制系统的液压回路不与大气连通，所以该执行控制系统的液压回路中的液压油不易被外界环境污染，大大提高了该执行控制系统的可靠性;并且该执行控制系统使用了结构更加简单、可靠的手动栗模块作为油缸的手动驱动模块。
【附图说明】
[0015]图1为本发明所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统的结构示意图。
[0016]图2为图1中所示缓冲油箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的详细描述。
[0018]如图1所示，双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，包括控制器8、伺服电机驱动器81、增速动力模块1、常规动力模块2、缓冲油箱5、第一功能回路3、第二功能回路4、油缸
6、位移传感器9、手动栗模块7;增速动力模块I包括:增速用双向齿轮油栗12，增速用双向齿轮油栗12由第一伺服电机11驱动，增速用双向齿轮油栗12的两个油口通过第一功能回路3分别与油缸6的两个腔室一对一相连;常规动力模块2包括:常规用双向齿轮油栗22，常规用双向齿轮油栗22由第二伺服电机21驱动，常规用双向齿轮油栗22的两个油口通过第二功能回路4分别与油缸6的两个腔室一对一相连;在本实施例中，增速用双向齿轮油栗与常规用双向齿轮油栗的额定流量之比为:(I?6):1，这样设置是为了能更好的兼顾阀门高速和高精度的控制要求;位移传感器9用于检测油缸6活塞杆的位置，缓冲油箱5中的液压油腔不与大气相连通且能提供带压力的低压液压油，增速用双向齿轮油栗12的两个油口分别串联一个第一单向阀13后与缓冲油箱5的油口相连通，常规用双向齿轮油栗22的两个油口分别串联一个第二单向阀23后与缓冲油箱5的油口相连通，增速用双向齿轮油栗12的泄油口和常规用双向齿轮油栗22的泄油口分别通过油管与缓冲油箱5的油口相连通;控制器8与伺服电机驱动器81电连接，伺服电机驱动器81分别与第一伺服电机11和第二伺服电机21电连接，控制器8能通过伺服电机驱动器81控制第一伺服电机11和第二伺服电机21的转速和旋转方向，从而控制增速用双向齿轮油栗12和常规用双向齿轮油栗22输出高压液压油的压力和方向，通常将双向齿轮油栗上往栗外出油的那个油口称为出油口，将往栗内进油的那个油口称为进油口，在实际工作中，双向齿轮油栗上的两个油口会交替地变为进油口和出油口；同样地，油缸6中的两个腔室也会交替地进油和出油而交替地变为进油腔和出油腔。当增速用双向齿轮油栗12不工作时，第一功能回路3关闭，此时油缸6的两个腔室无法通过第一功能回路3流进或流出液压油；当第一伺服电机11驱动增速用双向齿轮油栗12开始工作时，由于此时第一功能回路3处于关闭状态，所以增速用双向齿轮油栗12的吸油口会因吸不到第一功能回路3输出的油而压力降低，此时缓冲油箱5能通过第一单向阀13向增速用双向齿轮油栗12的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗12的出油口能向第一功能回路3输送能使第一功能回路3开启的高压液压油，当第一功能回路3开启后增速用双向齿轮油栗12输送的高压液压油能通过第一功能回路3流入至油缸6的进油腔，从而驱动油缸6运动，而油缸6出油腔中的液压油能通过第一功能回路3流出至增速用双向齿轮油栗12的吸油口中进行循环供油，此时，从油缸6出油腔中流出的液压油的压力高于缓冲油箱5中液压油的压力，使得缓冲油箱5不再通过第一单向阀13向增速用双向齿轮油栗12的吸油口提供低压液压油；当常规用双向齿轮油栗22不工作时，第二功能回路4关闭，此时油缸6的两个腔室无法通过第二功能回路4流进或流出液压油；当第二伺服电机21驱动常规用双向齿轮油栗22开始工作时，由于此时第二功能回路4处于关闭状态，所以常规用双向齿轮油栗22的吸油口会因吸不到第二功能回路4输出的油而压力降低，此时缓冲油箱5能通过第二单向阀23向常规用双向齿轮油栗22的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗22的出油口能向第二功能回路4输送能使第二功能回路4开启的高压液压油，当第二功能回路4开启后常规用双向齿轮油栗22输送的高压液压油能通过第二功能回路4流入至油缸6的进油腔，从而驱动油缸6运动，而油缸6出油腔中的液压油能通过第二功能回路4流出至常规用双向齿轮油栗22的吸油口中进行循环供油，此时，从油缸6出油腔中流出的液压油的压力高于缓冲油箱5中液压油的压力，使得缓冲油箱5不再通过第二单向阀23向常规用双向齿轮油栗22的吸油口提供低压液压油;手动栗模块7通过油管与油缸6的两个腔室相连，通过手动栗模块7能对油缸6进行手动驱动，位移传感器9与控制器8电连接，位移传感器9能将检测到的油缸6活塞杆的位置信号传输给控制器8;工作时，控制器8能通过伺服电机驱动器81使增速动力模块I和常规动力模块2同时运转，从而加大驱动油缸6动作的液压油流量，使得油缸6的活塞杆能带着阀门中的阀板一起高速地向目标位置移动，此时位移传感器9会将油缸6活塞杆的实时位置信号传输给控制器8，当控制器8检测到油缸6活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第一调速位置时，控制器8会通过伺服电机驱动器81使第一伺服电机11以一定速率减速至停止，从而使油缸6由增速动力模块I和常规动力模块2同时驱动转换为只由常规动力模块2驱动，此时驱动油缸6动作的液压油流量就会减少，从而就能由常规动力模块2更精确地控制油缸活塞杆的动作，当油缸6活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第二调速位置时，控制器8会通过伺服电机驱动器81使第二伺服电机21以一定速率减速至停止，从而使油缸6活塞杆能高精度地到达目标位置。增速动力模块I和常规动力模块2输出的液压油流量需根据实际情况按一定比例配置，在保证增速用、常规用双向齿轮油栗12、22转速不低于最低转速、输出油压不低于额定油压的前提下，两个双向齿轮油栗输出的液压油流量有很大的动态变化范围，从而能很好地兼顾阀门高速运行和精确定位的要求。在实际应用中，第一调速位置和第二调速位置均可以根据实际工作状况而定，而增速用双向齿轮油栗12的额定流量一般大于常规用双向齿轮油栗22的额定流量，当然，二者的额定流量也可以相同，或者前者比后者小，二者额定流量的大小均可以根据实际需要而定。在本实施例中，第一功能回路3和第二功能4回路集成于一个液压集成模块91上，集成于一个液压集成模块91上能使油路更加简单，安装更加方便。
[0019]在本实施例中，第一功能回路3和第二功能回路4均为液压锁，分别称之为第一液压锁和第二液压锁;液压锁是一种具有自锁功能的常规液压部件，液压锁关闭时，液压锁上两组分别一一对应的P、A端口之间均被关断而不能相互连通；只有向液压锁的任意一个P端口输送高压液压油后才能使液压锁开启，即:使两组分别一一对应的P、A端口分别相互连通。增速用双向齿轮油栗12的两个油口分别通过油管与第一液压锁3的两个P端口一对一相连通，第一液压锁3上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸6的两个腔室一对一相连通，当第一伺服电机11驱动增速用双向齿轮油栗12开始工作时，由于此时第一液压锁3处于关闭状态，所以增速用双向齿轮油栗12的吸油口会因吸不到第一液压锁3输出的油而压力降低，此时缓冲油箱5能通过第一单向阀13向增速用双向齿轮油栗12的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗12的出油口能向第一液压锁3上对应的那个P端口输送能使第一液压锁3开启的高压液压油，当第一液压锁3开启后增速用双向齿轮油栗12输送的高压液压油从该P端口流入第一液压锁3，再从相对应的A端口流出至油缸6的进油腔，从而驱动油缸6运动，油缸6出油腔中的液压油从另一个A端口流入第一液压锁3，再从相对应的另一个P端口流出至增速用双向齿轮油栗12的吸油口中进行循环供油。常规用双向齿轮油栗22的两个油口分别通过油管与第二液压锁4的两个P端口一对一相连通，第二液压锁4上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸6的两个腔室一对一相连通，当第二伺服电机21驱动常规用双向齿轮油栗22开始工作时，由于此时第二液压锁4处于关闭状态，所以常规用双向齿轮油栗22的吸油口会因吸不到第二液压锁4输出的油而压力降低，此时缓冲油箱5能通过第二单向阀23向常规用双向齿轮油栗22的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗22的出油口能向第二液压锁4上对应的那个P端口输送能使第二液压锁4开启的高压液压油，第二液压锁4开启后常规用双向齿轮油栗22输送的高压液压油从该P端口流入第二液压锁4，再从相对应的A端口流出至油缸6的进油腔，从而驱动油缸6运动，油缸6出油腔中的液压油从另一个A端口流入第二液压锁4，再从相对应的另一个P端口流出至常规用双向齿轮油栗22的吸油口中进行循环供油。当增速用双向齿轮油栗12和常规用双向齿轮油栗22都停止工作时，第一、第二液压锁3、4均处于关闭状态，此时油缸6两个腔室中的液压油就会被锁定在两个腔室中，从而油缸6不会因负载变化而产生位置变化。
[0020]在实际应用中，由于液压油本身受压发生形变、液压回路中温度的变化、油缸上两个腔室的制造误差、液压回路中各液压部件的机械变形等因素影响，使得本发明所述的执行控制系统的液压回路中的液压油不可避免的会产生体积变化，这样就极易造成双向齿轮油栗自吸不畅或者油路困油现象的发生，油路困油现象是指多余的液压油困于液压回路中无法排出，上述二种情况均会引起液压回路功能性故障或损坏，而缓冲油箱5的引入有效解决了上述问题，当双向齿轮油栗吸油不畅时，缓冲油箱5能向双向齿轮油栗的吸油口提供使其正常供油的低压液压油；当发生油路困油现象时，多余的液压油能从双向齿轮油栗的泄油口流入到缓冲油箱5中。另外，由于缓冲油箱5中的液压油腔不与大气连通且能提供低压液压油，一方面使执行控制系统中的液压油不易受到外界环境的污染，从而大大提高了执行控制系统的可靠性，另一方面使液压回路的工作不再依赖于大气压，从而使液压回路不再受到安装方向和海拔高度的影响。
[0021 ]在本实施例中，如图2所示，缓冲油箱5的结构包括:箱体51，在箱体51内腔中设置有能沿着箱体51移动的活塞52，活塞52将箱体51内腔隔成两个互不连通的腔室，S卩:储油腔53和顶推腔54，在储油腔53的箱体壁上开设有与储油腔53相连通的通孔55，该通孔55即为缓冲油箱5的油口，在顶推腔54中设置有能顶推活塞52的顶推弹簧56，顶推弹簧56顶推活塞52后能使储油腔53中的液压油成为带压力的低压液压油，在本实施例中，缓冲油箱5中低压液压油的压力不高于IMpa;与活塞52相对的顶推腔54的箱体壁上开设有透孔57，在透孔57中穿设有一根直杆58，直杆58的内端与活塞52相固定，从而直杆58能随着活塞52的移动而伸缩，在直杆58旁边的箱体51外侧设置一根与直杆58平行的标尺59，在标尺59上沿着标尺59轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段591、正常工作标示段592、油温过高标示段593，随着直杆58的伸缩，直杆58外端在标尺59上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆58外端在标尺59上的投影位置来判断缓冲油箱5中液压油的情况，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于补油标示段591时，说明缓冲油箱5中液压油不够，工人就需要给缓冲油箱5进行补油，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于正常工作标示段592时，说明缓冲油箱5工作正常，当直杆58外端在标尺59上的投影位置位于油温过高标示段593时，说明缓冲油箱5中液压油的油温过高，导致液压油过度膨胀，此时需要关机维护。
[0022]在本实施例中，缓冲油箱5的油口分别通过两个第一溢流阀14与增速用双向齿轮油栗12的两个油口相连通，两个第一溢流阀14能分别调节增速用双向齿轮油栗12的两个油口处的压力；缓冲油箱5的油口还分别通过两个第二溢流阀24与常规用双向齿轮油栗22的两个油口相连通，两个第二溢流阀24能分别调节常规用双向齿轮油栗22的两个油口处的压力。当某个双向齿轮油栗的两个油口处的压力大于对应的溢流阀设定的压力时，两个溢流阀能分别将该双向齿轮油栗的两个油口处的液压油溢流至缓冲油箱5中，从而来限定该双向齿轮油栗的两个油口处的压力，同时也限制了该执行控制系统的最大输出力。
[0023]在本实施例中，手动栗模块7包括:手动柱塞油栗74、三位四通O型手动换向阀71、第三液压锁72、第三溢流阀73，手动柱塞油栗74的吸油口通过油管与缓冲油箱5的油口相连通，手动柱塞油栗74的出油口通过油管与三位四通O型手动换向阀71的P端相连通，三位四通O型手动换向阀71的T端通过油管与缓冲油箱5的油口相连通，三位四通O型手动换向阀71的A端和B端分别通过油管与第三液压锁72的两个P端一对一相连通，第三液压锁72上与其两个P端口一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸6的两个腔室一对一相连通，手动柱塞油栗74的出油口还通过油管与第三溢流阀73的进油口相连通，第三溢流阀73的出油口通过油管与缓冲油箱5的油口相连通。操作工人能通过手动柱塞油栗74给油缸6提供驱动其移动的液压油;三位四通O型手动换向阀71能改变手动柱塞油栗74给油缸6供油的方向；第三液压锁72关闭时，油缸6的两个腔室无法通过第三液压锁72流进或流出液压油；当手动柱塞油栗74的出油口处压力大于第三溢流阀73的设定压力时，第三溢流阀73能将手动柱塞油栗74的出油口处的液压油溢流至缓冲油箱5中，从而来降低手动柱塞油栗74的出油口处的压力。手动栗模块7能使工人在停电或液压回路出现故障时手动驱动阀门动作。
[0024]本发明的有益效果为:本发明所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统由于设置了两个动力模块，即:增速动力模块和常规动力模块，并且通过位移传感器将油缸活塞杆的实时位置信号传输给控制器，使得控制器能准确的依次关闭增速动力模块和常规动力模块，从而能同时兼顾阀门高速和高精度的控制要求;另外，该执行控制系统的液压回路不与大气连通，所以该执行控制系统的液压回路中的液压油不易被外界环境污染，大大提高了该执行控制系统的可靠性;并且该执行控制系统使用了结构更加简单、可靠的手动栗模块作为油缸的手动驱动模块，此外，手动栗模块通过液压锁与油缸的两个腔室相连，使得手动栗模块在不使用时，不会对油缸产生影响，大大提高了该执行控制系统的可靠性。
【主权项】
1.双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:包括控制器、伺服电机驱动器、增速动力模块、常规动力模块、缓冲油箱、第一功能回路、第二功能回路、油缸、位移传感器、手动栗模块;增速动力模块包括:增速用双向齿轮油栗，增速用双向齿轮油栗由第一伺服电机驱动，增速用双向齿轮油栗的两个油口通过第一功能回路分别与油缸的两个腔室一对一相连;常规动力模块包括:常规用双向齿轮油栗，常规用双向齿轮油栗由第二伺服电机驱动，常规用双向齿轮油栗的两个油口通过第二功能回路分别与油缸的两个腔室一对一相连;位移传感器用于检测油缸活塞杆的位置，缓冲油箱中的液压油腔不与大气相连通且能提供带压力的低压液压油，增速用双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个第一单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，常规用双向齿轮油栗的两个油口分别串联一个第二单向阀后与缓冲油箱的油口相连通，增速用双向齿轮油栗的泄油口和常规用双向齿轮油栗的泄油口分别通过油管与缓冲油箱的油口相连通;控制器与伺服电机驱动器电连接，伺服电机驱动器分别与第一伺服电机和第二伺服电机电连接，控制器能通过伺服电机驱动器控制第一伺服电机和第二伺服电机的转速和旋转方向，从而控制增速用双向齿轮油栗和常规用双向齿轮油栗输出高压液压油的压力和方向，当增速用双向齿轮油栗不工作时，第一功能回路关闭，此时油缸的两个腔室无法通过第一功能回路流进或流出液压油；当第一伺服电机驱动增速用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗的出油口能向第一功能回路输送能使第一功能回路开启的高压液压油，当第一功能回路开启后增速用双向齿轮油栗输送的高压液压油能通过第一功能回路流入至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，而油缸出油腔中的液压油能通过第一功能回路流出至增速用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油；当常规用双向齿轮油栗不工作时，第二功能回路关闭，此时油缸的两个腔室无法通过第二功能回路流进或流出液压油；当第二伺服电机驱动常规用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗的出油口能向第二功能回路输送能使第二功能回路开启的高压液压油，当第二功能回路开启后常规用双向齿轮油栗输送的高压液压油能通过第二功能回路流入至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，而油缸出油腔中的液压油能通过第二功能回路流出至常规用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油，此时，缓冲油箱不再通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口提供低压液压油;手动栗模块通过油管与油缸的两个腔室相连，通过手动栗模块能对油缸进行手动驱动，位移传感器与控制器电连接，位移传感器能将检测到的油缸活塞杆的位置信号传输给控制器;工作时，控制器能通过伺服电机驱动器使增速动力模块和常规动力模块同时运转，从而加大驱动油缸动作的液压油流量，使得油缸的活塞杆能高速地向目标位置移动，此时位移传感器会将油缸活塞杆的实时位置信号传输给控制器，当控制器检测到油缸活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第一调速位置时，控制器会通过伺服电机驱动器使第一伺服电机减速至停止，从而使油缸由增速动力模块和常规动力模块同时驱动转换为只由常规动力模块驱动，此时驱动油缸动作的液压油流量就会减少，从而就能由常规动力模块更精确地控制油缸活塞杆的动作，当油缸活塞杆的实时位置与目标位置相接近到预先设定的第二调速位置时，控制器会通过伺服电机驱动器使第二伺服电机减速至停止，从而使油缸活塞杆能高精度地到达目标位置。2.根据权利要求1所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:第一功能回路和第二功能回路集成于一个液压集成模块上。3.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:第一功能回路和第二功能回路均为液压锁，分别称之为第一液压锁和第二液压锁;增速用双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与第一液压锁的两个P端口一对一相连通，第一液压锁上与其两个P端口 一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，当第一伺服电机驱动增速用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第一单向阀向增速用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便增速用双向齿轮油栗的出油口能向第一液压锁上对应的那个P端口输送能使第一液压锁开启的高压液压油，当第一液压锁开启后增速用双向齿轮油栗输送的高压液压油从该P端口流入第一液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入第一液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至增速用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油；常规用双向齿轮油栗的两个油口分别通过油管与第二液压锁的两个P端口 一对一相连通，第二液压锁上与其两个P端口 一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，当第二伺服电机驱动常规用双向齿轮油栗开始工作时，缓冲油箱能通过第二单向阀向常规用双向齿轮油栗的吸油口输送低压液压油，以便常规用双向齿轮油栗的出油口能向第二液压锁上对应的那个P端口输送能使第二液压锁开启的高压液压油，当第二液压锁开启后常规用双向齿轮油栗输送的高压液压油从该P端口流入第二液压锁，再从相对应的A端口流出至油缸的进油腔，从而驱动油缸运动，油缸出油腔中的液压油从另一个A端口流入第二液压锁，再从相对应的另一个P端口流出至常规用双向齿轮油栗的吸油口中进行循环供油。4.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:缓冲油箱的结构包括:箱体，在箱体内腔中设置有能沿着箱体移动的活塞，活塞将箱体内腔隔成两个互不连通的腔室，即:储油腔和顶推腔，在储油腔的箱体壁上开设有与储油腔相连通的通孔，该通孔即为缓冲油箱的油口，在顶推腔中设置有能顶推活塞的顶推弹簧，顶推弹簧顶推活塞后能使储油腔中的液压油成为带压力的低压液压油。5.根据权利要求4所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:与活塞相对的顶推腔的箱体壁上开设有透孔，在透孔中穿设有一根直杆，直杆的内端与活塞相固定，从而直杆能随着活塞的移动而伸缩。6.根据权利要求5所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:在直杆旁边的箱体外侧设置一根与直杆平行的标尺，在标尺上沿着标尺轴向由内向外还依次相邻设置有补油标示段、正常工作标示段、油温过高标示段，随着直杆的伸缩，直杆外端在标尺上的投影在三段标示段上移动，通过观察直杆外端在标尺上的投影位置来判断缓冲油箱中液压油的情况。7.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:缓冲油箱的油口分别通过两个第一溢流阀与增速用双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个第一溢流阀能分别调节增速用双向齿轮油栗的两个油口处的压力;缓冲油箱的油口还分别通过两个第二溢流阀与常规用双向齿轮油栗的两个油口相连通，两个第二溢流阀能分别调节常规用双向齿轮油栗的两个油口处的压力。8.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:缓冲油箱中低压液压油的压力不高于IMpa。9.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:增速用双向齿轮油栗与常规用双向齿轮油栗的额定流量之比为:(1-6): I。10.根据权利要求1或2所述的双动力齿轮栗控式电液联动执行控制系统，其特征在于:手动栗模块包括:手动柱塞油栗、三位四通O型手动换向阀、第三液压锁、第三溢流阀，手动柱塞油栗的吸油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通，手动柱塞油栗的出油口通过油管与三位四通O型手动换向阀的P端相连通，三位四通O型手动换向阀的T端通过油管与缓冲油箱的油口相连通，三位四通O型手动换向阀的A端和B端分别通过油管与第三液压锁的两个P端一对一相连通，第三液压锁上与其两个P端口 一一对应的两个A端口分别通过油管与油缸的两个腔室一对一相连通，手动柱塞油栗的出油口还通过油管与第三溢流阀的进油口相连通，第三溢流阀的出油口通过油管与缓冲油箱的油口相连通。
【文档编号】F16K31/124GK105952946SQ201610497041
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月30日
【发明人】刘贵明, 张健
【申请人】张家港市艾罗执行器有限公司