一种工程机械液压实验装置与实训系统的制作方法

本发明涉及液压机械及教学技术领域，具体的涉及一种工程机械液压实验装置与实训系统。

背景技术：

工程机械液压系统动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油五个部分组成。动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能，指液压系统中的油泵，它向整个液压系统提供动力，液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵；执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能，驱动负载作直线往复运动或回转运动；控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同，液压阀可分为压力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等；流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等；方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同，液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀；辅助元件包括油箱、滤油器油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计、油管及管接头、密封圈、快换接头、高压球阀、胶管总成、测压接头、压力表、油位油温计等。液压油是液压系统中传递能量的工作介质，有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。

工程机械液压实验是工程机械专业教学中的重点，要求学生牢固掌握液压传动的基础，熟悉掌握常用泵、缸及控制阀的工作原理、结构特点及应用以及液压系统回路的设计及调试等，同时需要结合电气-液压回路设计与仿真的认识和实际应用能力等。

目前，现有技术存在的问题：在实验室进行此类教学时，由于不能将实际工程器械搬入实验室，对于学习和讲解更多的只能依靠书上的图片，不能实际的就某种液压机械传动方式进行演示，不便于教学使用，同时不能就某种器械进行实际操作检测或演示其工作原理，导致教学质量低下，参与感较低；同时，目前的机械液压实训操作，学员只能简单的就某个部件进行拆卸组装认知，并没有相应的实训教学设备能让学生全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统，同时也没有相应的设备用于电气-液压回路的设计合仿真模拟；液压传动课程是高校机械类学生的重要课程之一，实验教学是该课程的有机组成部分。传统的教学实验台存在实验内容固定、功能单一、管路已连接好、不易修改、实验以演示为主、学生动手机会少等缺陷。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种工程机械液压实验装置与实训系统，实验装置能用于液压元件、液压回路以及液压传动的教学，同时实训系统便于教学实训操作，能调动教学过程中的动手能力，同时全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统，适合于在高校实验室推广应用。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种工程机械液压实验装置与实训系统，包括实验装置和实训系统，所述实验装置包括操作台柜，操作台柜下端内部安装液压泵站、配电柜和元件柜，操作台柜的台面上安装可编程控制器和液压缸组件，液压缸组件上安装回油口和进油口，并分别通过油路管路连接，所述操作台柜上分别安装元件板和液压传动实验组件，所述液压传动实验组件包括带有液压执行元件的工程机械机构模型；

所述元件板上安装元件安装座和标识牌，元件板上元件两侧安装管接头可与油路管路活动连接，元件板上端安装监控装置；

所述液压传动实验组件可分别与油路管路连接，油路管路上分有不同分支，分支的油路管路上安装电磁阀；

所述实训系统硬件部分包括计算机、电器控制模块、数据采集处理模块、液压实验回路和液压传动检测模块，软件部分包括液压传动基础实验界面、液压系统节流调速实验界面、溢流阀静动态实验界面、变量泵静动态特性实验界面和故障设置界面组成。

进一步的，所述液压实验回路包括压力成形模块、液压元件检测模块、流量流速检测模块和双作用油缸速度控制模块，各模块与电器控制模块连接。

进一步的，所述电器控制模块包括故障设置及排除模块、液压泵控制模块、电磁阀控制模块，其中电器控制模块与数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块包括含a/d转换功能和i/o功能，其中a/d转换功能主要检测液压系统的流量和压力模拟信号，i/o功能主要是用来实现计算机故障设置功能，通过输出开关量控制故障继电器。

进一步的，所述带有液压执行元件的工程机械机构模型为工程机械等比例缩小并带有执行元件实现其基本功能。

进一步的，所述液压缸组件由两个液压缸组成，既可对顶安装，又可顺序安装.两缸中间装有一标尺，标尺上方装有若千个可改变位置的行程开关，活塞杆头部装有可将行程开关压下的撞块。

进一步的，所述配电柜主要控制电机的启动与停止、plc的启动与关闭及控制照明等，并提供实验过程中所用电磁阀的动作安全电压dc24v。

进一步的，所述实验装置底部安装万向轮，实验装置上的监控装置带有无线发射模块。

本发明的有益效果为：本发明的工程机械液压实验装置与实训系统，实验装置能用于液压元件、液压回路以及液压传动的教学，同时实训系统便于教学实训操作，能调动教学过程中的动手能力，同时全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统，适合于在高校实验室推广应用；首先液压传动实验组件为带有液压执行元件的工程机械机构模型，将液压工程机械等比缩小，通过对于其液压控制的研究，能实现对于液压机械传动方式的演示说明液压控制的原理，提高教学质量和提高参与感；同时通过实验装置的元件板可便于学员认知液压元件在液压回路、传动中的功能以及控制演示，能让学生全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统；同时液压实训系统所述实训系统硬件部分包括计算机、电器控制模块、数据采集处理模块、液压实验回路和液压传动检测模块，软件部分包括液压传动基础实验界面、液压系统节流调速实验界面、溢流阀静动态实验界面、变量泵静动态特性实验界面和故障设置界面组成，能在实训过程中演示各个故障，便于教学，提高实训质量便于提高学生的综合素质，适合于在高校实验室推广应用。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述工程机械液压实验装置与实训系统的结构示意图；

图2为本发明图1中a处的放大示意图；

图3为本发明实施例3所述液压回路模块图；

图4为本发明实施例3所述电器控制模块结构图；

图5为本发明实施例3所述实训系统软件控制图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-操作台柜，2-液压泵站，3-配电柜，4-液压缸组件，5-元件板，6-液压传动实验组件，7-进油口，8-回油口，9-油路管路，10-监控装置，11-元件安装座，12-元件柜，13-万向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示

一种工程机械液压实验装置与实训系统，包括实验装置和实训系统，所述实验装置包括操作台柜1，操作台柜1下端内部安装液压泵站2、配电柜3和元件柜12，操作台柜1的台面上安装可编程控制器13和液压缸组件4，液压缸组件4上安装回油口8和进油口7，并分别通过油路管路9连接，所述操作台柜1上分别安装元件板5和液压传动实验组件6，所述液压传动实验组件6包括带有液压执行元件的工程机械机构模型；

所述元件板上5安装元件安装座11和标识牌，元件板5上元件两侧安装管接头可与油路管路9活动连接，元件板5上端安装监控装置10；

所述液压传动实验组件6可分别与油路管路9连接，油路管路9上分有不同分支，分支的油路管路9上安装电磁阀；

所述实训系统硬件部分包括计算机、电器控制模块、数据采集处理模块、液压实验回路和液压传动检测模块，软件部分包括液压传动基础实验界面、液压系统节流调速实验界面、溢流阀静动态实验界面、变量泵静动态特性实验界面和故障设置界面组成。

所述液压实验回路包括压力成形模块、液压元件检测模块、流量流速检测模块和双作用油缸速度控制模块，各模块与电器控制模块连接。

所述电器控制模块包括故障设置及排除模块、液压泵控制模块、电磁阀控制模块，其中电器控制模块与数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块包括含a/d转换功能和i/o功能，其中a/d转换功能主要检测液压系统的流量和压力模拟信号，i/o功能主要是用来实现计算机故障设置功能，通过输出开关量控制故障继电器。

所述带有液压执行元件的工程机械机构模型为工程机械等比例缩小并带有执行元件实现其基本功能。

所述液压缸组件6由两个液压缸组成，既可对顶安装，又可顺序安装，两缸中间装有一标尺，标尺上方装有若千个可改变位置的行程开关，活塞杆头部装有可将行程开关压下的撞块。

所述配电柜3主要控制电机的启动与停止、plc的启动与关闭及控制照明等，并提供实验过程中所用电磁阀的动作安全电压dc24v。

所述实验装置底部安装万向轮13，实验装置上的监控装置10带有无线发射模块。

下面结合具体实施例对本发明的工程机械液压实验装置与实训系统进行具体分析：

实施例1

如图1-2所示

一种工程机械液压实验装置，所述实验装置包括操作台柜1，操作台柜1下端内部安装液压泵站2、配电柜3和元件柜12，操作台柜1的台面上安装可编程控制器13和液压缸组件4，液压缸组件4上安装回油口8和进油口7，并分别通过油路管路9连接，所述操作台柜1上分别安装元件板5和液压传动实验组件6，所述液压传动实验组件6包括带有液压执行元件的工程机械机构模型；

所述元件板上5安装元件安装座11和标识牌，元件板5上元件两侧安装管接头可与油路管路9活动连接，元件板5上端安装监控装置10；

所述液压传动实验组件6可分别与油路管路9连接，油路管路9上分有不同分支，分支的油路管路9上安装电磁阀；

所述液压缸组件6由两个液压缸组成，既可对顶安装，又可顺序安装，两缸中间装有一标尺，标尺上方装有若千个可改变位置的行程开关，活塞杆头部装有可将行程开关压下的撞块。

所述配电柜3主要控制电机的启动与停止、plc的启动与关闭及控制照明等，并提供实验过程中所用电磁阀的动作安全电压dc24v。

所述实验装置底部安装万向轮13，实验装置上的监控装置10带有无线发射模块。

在进行液压管路和液压元件功能认知等实验操作时，通过将实验装置的油路管路9与液压元件连接后，通过对于液压元件的控制和操控，来进行可便于学员认知液压元件在液压回路、传动中的功能以及控制演示，能让学生全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统；即首先可将液压元件拿出进行认知和拆卸等，之后将其与实际的油路管路9接通实现对于其功能的认知，同时可通过实验装置上的监控装置10进行录像、投影或远程传输。

本实施例主要包括对于液压各个元件的构成和运用等，追个讲解教学各个元件功能，并通过实际管路连接实现对于其控制等等。

实施例2

一种工程机械液压实验装置与实训系统，包括实验装置和实训系统，所述实验装置包括操作台柜1，操作台柜1下端内部安装液压泵站2、配电柜3和元件柜12，操作台柜1的台面上安装可编程控制器13和液压缸组件4，液压缸组件4上安装回油口8和进油口7，并分别通过油路管路9连接，所述操作台柜1上分别安装元件板5和液压传动实验组件6，所述液压传动实验组件6包括带有液压执行元件的工程机械机构模型；

所述元件板上5安装元件安装座11和标识牌，元件板5上元件两侧安装管接头可与油路管路9活动连接，元件板5上端安装监控装置10；

所述液压传动实验组件6可分别与油路管路9连接，油路管路9上分有不同分支，分支的油路管路9上安装电磁阀；

所述液压缸组件6由两个液压缸组成，既可对顶安装，又可顺序安装，两缸中间装有一标尺，标尺上方装有若千个可改变位置的行程开关，活塞杆头部装有可将行程开关压下的撞块。

所述配电柜3主要控制电机的启动与停止、plc的启动与关闭及控制照明等，并提供实验过程中所用电磁阀的动作安全电压dc24v。

所述实验装置底部安装万向轮13，实验装置上的监控装置10带有无线发射模块。

在实际操作过程中，液压传动实验组件6包括带有液压执行元件的工程机械机构模型，将液压工程机械等比缩小，通过对于其液压控制的研究，能实现对于液压机械传动方式的演示说明液压控制的原理，提高教学质量和提高参与感。

具体操作就是将油路管路9的支管与带有液压执行元件的工程机械机构模型连接，之后通过控制其执行元件实现对于其控制，从而达到教学演示的目的。

实施例3

如图1-5所示

一种工程机械液压实验装置与实训系统，包括实验装置和实训系统，所述实验装置包括操作台柜1，操作台柜1下端内部安装液压泵站2、配电柜3和元件柜12，操作台柜1的台面上安装可编程控制器13和液压缸组件4，液压缸组件4上安装回油口8和进油口7，并分别通过油路管路9连接，所述操作台柜1上分别安装元件板5和液压传动实验组件6，所述液压传动实验组件6包括带有液压执行元件的工程机械机构模型；

所述元件板上5安装元件安装座11和标识牌，元件板5上元件两侧安装管接头可与油路管路9活动连接，元件板5上端安装监控装置10；

所述液压传动实验组件6可分别与油路管路9连接，油路管路9上分有不同分支，分支的油路管路9上安装电磁阀；

所述实训系统硬件部分包括计算机、电器控制模块、数据采集处理模块、液压实验回路和液压传动检测模块，软件部分包括液压传动基础实验界面、液压系统节流调速实验界面、溢流阀静动态实验界面、变量泵静动态特性实验界面和故障设置界面组成。

所述液压实验回路包括压力成形模块、液压元件检测模块、流量流速检测模块和双作用油缸速度控制模块，各模块与电器控制模块连接。

所述电器控制模块包括故障设置及排除模块、液压泵控制模块、电磁阀控制模块，其中电器控制模块与数据采集处理模块连接，所述数据采集处理模块包括含a/d转换功能和i/o功能，其中a/d转换功能主要检测液压系统的流量和压力模拟信号，i/o功能主要是用来实现计算机故障设置功能，通过输出开关量控制故障继电器。

所述带有液压执行元件的工程机械机构模型为工程机械等比例缩小并带有执行元件实现其基本功能。

所述液压缸组件6由两个液压缸组成，既可对顶安装，又可顺序安装，两缸中间装有一标尺，标尺上方装有若千个可改变位置的行程开关，活塞杆头部装有可将行程开关压下的撞块。

所述配电柜3主要控制电机的启动与停止、plc的启动与关闭及控制照明等，并提供实验过程中所用电磁阀的动作安全电压dc24v。

所述实验装置底部安装万向轮13，实验装置上的监控装置10带有无线发射模块。

本实施例中，能在实训过程中演示各个故障，便于教学，提高实训质量便于提高学生的综合素质。

本发明的工程机械液压实验装置与实训系统，首先液压传动实验组件为带有液压执行元件的工程机械机构模型；同时通过实验装置的元件板可便于学员认知液压元件在液压回路、传动中的功能以及控制演示，能让学生全方位、立体、透明的认知工程机械液压系统；同时液压实训系统所述实训系统硬件部分包括计算机、电器控制模块、数据采集处理模块、液压实验回路和液压传动检测模块，软件部分包括液压传动基础实验界面、液压系统节流调速实验界面、溢流阀静动态实验界面、变量泵静动态特性实验界面和故障设置界面组成，能在实训过程中演示各个故障，便于教学，提高实训质量便于提高学生的综合素质，适合于在高校实验室推广应用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。