一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，它包括集成式液压阀、控制器、主动输入装置、液压执行器、液压油源和液压油箱，所述集成式液压阀包括五个二位二通电液比例阀，通过液压管路和“桥”式回路连接在一起；所述主动输入装置通过电路与控制器相连，控制器通过电路与集成式液压阀相连；所述液压执行器通过管路与集成式液压阀相连，集成式液压阀通过管路与液压油源和液压油箱相连。本发明具有较高的效率和响应性能，结构简单，实现起来容易，其中集成式液压阀设计简单、加工方便、互换性好、阀芯设计加工容易，可以适应不同类型液压执行器的需求，并具有多种可变的中位机能。
【专利说明】一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可编程集成式控制系统，尤其涉及一种进出口液压油路独立控制的可编程集成式控制系统。
【背景技术】
[0002]在传统的阀控液压系统中，一般采用“一对一控制”的一个四通阀控制一个液压执行器。由于四通阀的阀芯机械地固连在一起，这就造成了四通阀在接收到控制信号以后，阀芯在控制信号的激励下开始移动，阀芯的移动同时改变了进、出口油路的节流面积，从而控制着进入、流出液压执行器的流量。阀控液压系统一般包括对称阀控对称缸或马达、非对称阀控对称缸或马达、对称阀控非对称缸以及非对称阀控非对称缸等。液压执行器的进油和出油腔的面积比决定了进入和流出液压执行器的流量比，由于对称缸或马达的进、出油腔面积比相等，因而，其进、出口流量也相等。然而，在对称阀控非对称缸液压系统中，由于非对称缸的进油腔和出油腔面积比的不相等且具有不唯一性，因此，造成了进、出口流量不相等，其比值等于进、出油腔的面积比。由于在一个四通阀控制一个液压执行器的“一对一控制”中，四通阀的阀芯同时控制着进、出口油路的流量，而无论是在对称阀控非对称缸或者非对称阀控非对称缸的液压系统中，阀芯的移动只能满足进入或者流出液压执行器两油路中其中之一的流量，因而造成了液压控制系统的低效率和较低的响应性能。通常在四通阀的设计和加工过程中，需要根据需求加工出适应于不同类型液压执行器的对称阀和非对称阀，从而造成了液压阀的互换性差、阀芯设计加工困难等。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种进、出口液压油路可以进行独立控制的可编程集成式控制系统，该发明结构简单、控制性能好，并且具有较高的效率和响应性能。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，包括集成式液压阀、控制器、主动输入装置、液压执行器、液压油源和液压油箱，所述集成式液压阀包括五个二位二通电液比例阀，通过液压管路和“桥”式回路连接在一起；所述主动输入装置通过电路与控制器相连，控制器通过电路与集成式液压阀相连；所述液压执行器通过管路与集成式液压阀相连，集成式液压阀通过管路与液压油源和液压油箱相连。
[0006]更进一步，在液压执行器进油腔处安装有第一压力传感器，在液压执行器出油腔处安装有第二压力传感器、在液压执行器上安装有位移传感器或转速传感器，所有传感器均通过电路与控制器相连。
[0007]所述控制器通过不同的控制逻辑向五个二位二通电液比例阀发出电控信号，电控信号驱动电液比例阀的电磁铁动作而带动阀芯动作，进而改变五个电液比例换向阀的通断状态，从而可以实现液压执行器的伸缩功能或正反转功能、以及O、H、Y、K、M、P、J、C、N型中位机能。
[0008]本发明的有益效果是:本发明具有较高的效率和响应性能，结构简单，实现起来容易，其中集成式液压阀设计简单、加工方便、互换性好、阀芯设计加工容易，可以适应不同类型液压执行器的需求，并具有多种可变的中位机能。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是执行器为液压缸的进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统图；
[0010]图2是执行器为液压马达的进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统图；
[0011]图3是进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统框图。
[0012]在上述附图中，1.位移传感器，2.液压缸，3.第一压力传感器，4.集成式液压阀，4A.第一二位二通比例插装阀I，4B.第二二位二通比例插装阀，4C.第三二位二通比例插装阀，4D.第四二位二通比例插装阀，4E.第五二位二通比例插装阀，5.液压油源，6.液压油箱，7.控制器，8.主动输入装置，9.第二压力传感器，10.负载，11.转速传感器，12.液压马达。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实施实例对本发明进行更详细的说明。
[0014]一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，如图1和图2所示，它包括集成式液压阀4、控制器7、主动输入装置8、液压执行器2、液压油源5、液压油箱6 ;所述的液压执行器2可以是液压缸，也可以是液压马达；其中图1所示是液压执行器为液压缸的进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统；图2所示是液压执行器为液压马达的进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统图；
[0015]所述集成式液压阀4包括五个二位二通电液比例阀4A、4B、4C、4D、4E，通过液压管路和“桥”式回路连接在一起，其连接方式如图1和图2所示，所述集成式液压阀4包括第一二位二通电液比例阀4A、第二二位二通电液比例阀4B、第三二位二通电液比例阀4C、第四二位二通电液比例阀4D和第五二位二通电液比例阀4E，第一二位二通电液比例阀4A的第一连接通道和第四二位二通电液比例阀4D的第一连接通道共同与所述液压执行器相连；第二二位二通电液比例阀4B的第一连接通道和第五二位二通电液比例阀4E的第一连接通道共同与所述液压执行器相连；第三二位二通电液比例阀4C的第一连接通道、第四二位二通电液比例阀4D的第二连接通道和第五二位二通电液比例阀4E的第二连接通道共同与所述液压油源相连；第一二位二通电液比例阀4A的第二连接通道、第二二位二通电液比例阀4B的第二连接通道和第三二位二通电液比例阀4C的第二连接通道共同与所述液压油箱相连；
[0016]所述主动输入装置8通过电路与控制器7相连，控制器7通过电路分别与集成式液压阀相4中的第一二位二通电液比例阀4A的电磁线圈、第二二位二通电液比例阀4B的电磁线圈、第三二位二通电液比例阀4C的电磁线圈、第四二位二通电液比例阀4D的电磁线圈和第五二位二通电液比例阀4E的电磁线圈相连；在液压执行器2进油腔处安装有第一压力传感器3，在液压执行器2出油腔处安装有第二压力传感器9，当液压执行器4为液压缸时，在其上安装有位移传感器I ;当液压执行器4为液压马达时，在其上安装有转速传感器12 ;所有的传感器均通过电路与控制器相连。
[0017]下面结合图3说明进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统的工作流程:泵源为整个液压系统提供动力，控制器接收到主动输入装置的输入信号以后，向二位二通电液比例阀输出电控信号，进而控制进入、流出液压缸或液压马达的流量，控制器通过压力传感器与位移或转速传感器的双重反馈，实时改变所输出的电控信号，从而得到需求的位移或转速。
[0018]表I集成式液压阀阀动作及中位功能实现列表
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[0021]表I是集成式液压阀阀动作及中位功能实现列表，说明进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统的工作状态:当第二二位二通电液比例阀4Β和第四二位二通电液比例阀4D(为简便起见，以下简称比例阀4Β和比例阀4D，其它类同简称。)同时打开，比例阀4Α、比例阀4C和比例阀4Ε同时关闭时，液压缸的活塞杆向外伸出或液压马达正转；当比例阀4Α和4Ε同时打开，比例阀4Β、比例阀4C和比例阀4D同时关闭时，液压缸的活塞杆向缩回或液压马达反转；当五个比例阀4Α、比例阀4Β、比例阀4C、比例阀4D和比例阀4Ε全部关闭时，实现O型中位机能；当比例阀4Α、比例阀4Β、比例阀4D和比例阀4Ε同时打开，比例阀4C关闭时，实现H型中位机能；当比例阀4Α和比例阀4Β同时打开，比例阀4C、比例阀4D和比例阀4Ε同时关闭时，实现Y型中位机能；当比例阀4Α和比例阀4D同时打开，比例阀4Β、比例阀4C和比例阀4Ε同时关闭时，实现K型中位机能；当比例阀4C打开，比例阀4Α、比例阀4Β、比例阀4D和比例阀4Ε同时关闭时，实现M型中位机能；当比例阀4D和比例阀4Ε同时打开，比例阀4Α、比例阀4Β和比例阀4C同时关闭时，实现P型中位机能；当比例阀4Β打开，比例阀4Α、比例阀4C、比例阀4D和比例阀4Ε同时关闭时,实现J型中位机能；当比例阀4C打开，比例阀4Α、比例阀4Β、比例阀4D和比例阀4Ε同时关闭时，实现C型中位机能；当比例阀4Α打开，比例阀4Β、比例阀4C、比例阀4D和比例阀4Ε同时关闭时，实现N型中位机能。
【权利要求】
1.一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，其特征在于:包括集成式液压阀、控制器、主动输入装置、液压执行器、液压油源和液压油箱，所述集成式液压阀包括五个二位二通电液比例阀，通过液压管路和“桥”式回路连接在一起；所述主动输入装置通过电路与控制器相连，控制器通过电路与集成式液压阀相连；所述液压执行器通过管路与集成式液压阀相连，集成式液压阀通过管路与液压油源和液压油箱相连。
2.根据权利要求1所述的一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，其特征在于:在液压执行器进油腔处安装有第一压力传感器，在液压执行器出油腔处安装有第二压力传感器，在液压执行器上安装有位移传感器或转速传感器，所有的传感器均通过电路与控制器相连。
3.根据权利要求1所述的一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，其特征在于:所述集成式液压阀包括第一二位二通电液比例阀、第二二位二通电液比例阀、第三二位二通电液比例阀、第四二位二通电液比例阀和第五二位二通电液比例阀，第一二位二通电液比例阀的第一连接通道和第四二位二通电液比例阀的第一连接通道共同与所述液压执行器相连；第二二位二通电液比例阀的第一连接通道和第五二位二通电液比例阀的第一连接通道共同与所述液压执行器相连；第三二位二通电液比例阀的第一连接通道、第四二位二通电液比例阀的第二连接通道和第五二位二通电液比例阀的第二连接通道共同与所述液压油源相连；第一二位二通电液比例阀的第二连接通道、第二二位二通电液比例阀的第二连接通道和第三二位二通电液比例阀的第二连接通道共同与所述液压油箱相连。
4.根据权利要求1所述的一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，其特征在于:所述的液压执行器可以是液压缸，也可以是液压马达。
5.根据权利要求1所述的一种进出口油路独立控制的可编程集成式控制系统，其特征在于:在液压执行器进油腔处安装有第一压力传感器，在液压执行器出油腔处安装有第二压力传感器，当液压执行器为液压缸时，在其上安装有位移传感器；当液压执行器为液压马达时，在其上安装有转速传感器；所有的传感器均通过电路与控制器相连。
【文档编号】F15B11/00GK104196777SQ201410448782
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】高英杰, 刘凯磊, 涂朝辉, 刘彦龙 申请人:燕山大学