一种双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统

本发明涉及液压控制领域，特别是涉及一种双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统。

背景技术：

目前液压系统的节能与高性能控制仍然是两个主要的问题。阀控伺服系统本身具有的控制精度高，响应速度快，传动稳定性高的优点使其在各控制领域应用得更多。对阀控系统的精度控制研究也更多。然而随着社会逐渐意识到了能源短缺和环境污染的问题，阀控系统本身价格高且管路损失大的缺点也使人们开始将重视泵控研究。与阀控系统相比，因为系统中没有流量控制阀，泵控系统十分节能。

近年来，有关泵控系统，尤其是双泵控系统的开发与应用的专利越来越多。

如专利号为201020690690的实用新型专利则是具体涉及一种液压机伺服泵控系统。它利用一个伺服电机驱动定量泵，通过换向阀实现对非对称液压缸的进、出油口液压油量的控制；系统运行过程中，伺服控制器根据系统中压力的设定值与压力传感器、转速编码器、位移传感器的反馈信号来自行调整伺服电机的转速，从而达到压力、流量和位置的控制。该实用新型专利的特点是液压缸在保压或无驱动动作时，伺服电机不工作，且定量泵工作时无需全程处于满载运行状态，更加节能环保。专利号为201310241735的发明专利则是通过伺服驱动器控制伺服电机驱动双向液压泵产生液压能，将双向液压泵的两路油路分别连接液压缸的有杆腔与无杆腔，由伺服电机的正反转向控制液压缸活塞杆运动方向。该发明专利的优点是能够有效解决泵控液压控制系统中的流量不对称性问题，减少以往阀控系统压差流量特性带来的压力损失和发热。授权公告号cn208057559u的专利是一种双泵液压系统工作模式切换装置。它利用滑阀式两位三通换向阀和单向阀实现主油路和冷却润滑油路的切换。该实用新型的特点是能够避免切换过程中的死区，避免电子泵出现过载、消除系统震荡、降低液压系统的能耗。授权公告号为cn109854557a的专利则是一种带节能型压力预紧单元的双泵直驱电静液作动器，通过压力预紧单元，不论液压缸处于何种工作状态，都能实现低压油侧的压力预紧。该专利的优点是，系统响应时间短，速度快，同时也能实现位置的精确控制，与阀控系统相比更为节能。

以上专利的共同特点都是采用泵控系统。由于液压泵的自身惯量大，导致系统响应速度慢和控制精度相对降低，并且为了实现非对称液压缸的往复运动导致液压回路设计较为复杂。而采用双泵控的系统，则多为单电机驱动双向液压泵，由于电机需要反转，因此响应速度更慢。因此，如何提高泵控系统的响应速度和控制精度成为了目前急需解决的难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统，用于提高双泵控系统的响应速度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统，与液压缸连接，包括油箱、第一主油路、第二主油路、第一齿轮泵、第二齿轮泵、第一伺服电机、第二伺服电机；

所述第一主油路的一端与所述第一齿轮泵的出油口连接，所述第一主油路的另一端与所述液压缸的无杆腔连接；

所述第二主油路的一端与所述第二齿轮泵的出油口连接，所述第二主油路的另一端与所述液压缸的有杆腔连接；

所述第一齿轮泵的吸油管与所述第二齿轮泵的吸油管均位于所述油箱的油液液面之下；

所述第一伺服电机与所述第一齿轮泵连接，所述第二伺服电机与所述第二齿轮泵连接，所述第一伺服电机与所述第二伺服电机分别用于带动所述第一齿轮泵和所述第二齿轮泵运转；

所述第一主油路包括第一二位三通液控换向阀，所述第一二位三通液控换向阀的进油口与所述第一齿轮泵的出油口连接，所述第一二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的无杆腔连接，所述第一二位三通液控换向阀的回油口与所述油箱的进油口相通；

所述第二主油路包括第二二位三通液控换向阀，所述第二二位三通液控换向阀的进油口与所述第二齿轮泵的出油口连接，所述第二二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的有杆腔连接，所述第二二位三通液控换向阀的回油口与所述油箱的进油口相通；

所述第一二位三通液控换向阀的控制端通过第二节流器与所述第二二位三通液控换向阀的工作油口连接，所述第一二位三通液控换向阀的控制端还与所述第二二位三通液控换向阀的进油口连接；

所述第二二位三通液控换向阀的控制端通过第一节流器与所述第一二位三通液控换向阀的工作油口连接，所述第二二位三通液控换向阀的控制端还与所述第一二位三通液控换向阀的进油口连接。

可选的，所述第一伺服电机与所述第一齿轮泵通过第一钟罩联轴器连接。

可选的，所述第二伺服电机与所述第二齿轮泵通过第二钟罩联轴器连接。

可选的，所述第一主油路还包括第一单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述第一齿轮泵的出油口连接，所述第一单向阀的出油口与所述第一二位三通液控换向阀的进油口连接；所述第二主油路还包括第二单向阀，所述第二单向阀的进油口与所述第二齿轮泵的出油口连接，所述第二单向阀的出油口与所述第二二位三通液控换向阀的进油口连接。

可选的，所述双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀的进油口与所述第一单向阀的出油口连接，所述第一电磁阀的出油管插入到所述油箱的液面以下；所述第二电磁阀的进油口与所述第二单向阀的出油口连接，所述第二电磁阀的出油管插入到所述油箱的液面以下。

可选的，所述双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀和溢流阀；

所述第三单向阀的进油口连接在所述第一二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间，所述第四单向阀的进油口连接在所述第二二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间，所述第三单向阀的出油口与所述第四单向阀的出油口连接；

所述溢流阀的进油口与连接在所述第三单向阀与所述第四单向阀之间，所述溢流阀的出油管插入到所述油箱的液面以下；

所述第五单向阀的进油口与所述第一单向阀的出油口连接，所述第五单向阀的出油口连接在所述溢流阀与所述第四单向阀之间；

所述第六单向阀的进油口与所述第二单向阀的出油口连接，所述第六单向阀的出油口与所述第五单向阀的出油口连接。

可选的，所述双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一电磁阀的控制端和所述第二电磁阀的控制端连接，所述控制器用于控制所述第一电磁阀和所述第二电磁阀的开启或关闭。

可选的，所述双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一伺服电机驱动器和第二伺服电机驱动器；所述第一伺服电机驱动器分别与所述控制器和所述第一伺服电机连接，所述控制器用于通过所述第一伺服电机驱动器驱动所述第一伺服电机；所述第二伺服电机驱动器分别与所述控制器与所述第二伺服电机连接，所述控制器用于通过所述第二伺服电机驱动器驱动所述第二伺服电机。

可选的，所述双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一压力检测单元、第二压力检测单元、第三压力检测单元和第四压力检测单元；

所述第一压力检测单元连接在所述第一单向阀的出油口与所述第一二位三通液控换向阀的进油口之间；

所述第二压力检测单元连接在所述第二单向阀的出油口与所述第二二位三通液控换向阀的进油口之间；

所述第三压力检测单元连接在所述第一二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间；

所述第四压力检测单元连接在所述第二二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间；

所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元、所述第四压力检测单元均与所述控制器电连接。

可选的，所述第一压力检测单元包括第一压力传感器和第一压力表，所述第一压力传感器连接在所述第一单向阀的出油口与所述第一二位三通液控换向阀的进油口之间，所述第一压力表分别与所述第一压力传感器和所述控制器连接；

所述第二压力检测单元包括第二压力传感器和第二压力表，所述第二压力传感器连接在所述第二单向阀的出油口与所述第二二位三通液控换向阀的进油口之间，所述第二压力表分别与所述第二压力传感器和所述控制器连接；

所述第三压力检测单元包括第三压力传感器和第三压力表，所述第三压力传感器连接在所述第一二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间，所述第三压力表分别与所述第三压力传感器与所述控制器连接；

所述第四压力检测单元包括第四压力传感器和第四压力表，所述第四压力传感器连接在所述第二二位三通液控换向阀的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间，所述第四压力表分别与所述第四压力传感器和所述控制器连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明采用两套“伺服电机+齿轮泵”组分别给非对称液压缸的两腔供油，通过对两台伺服电机转速的独立控制使得液压缸能够做往复运动，并实现对非对称液压缸的位置的高精度控制，解决现有泵控技术存在的响应速度慢、控制精度低下、液压回路设计复杂等问题，同时达到高效节能的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统的装置结构图。

符号说明：

第一伺服电机—1；第二伺服电机—2；第一齿轮泵—3；第二齿轮泵—4；第一二位三通液控换向阀—5；第二二位三通液控换向阀—6；第一节流器—7；第二节流孔—8；第一单向阀—9；第二单向阀—10；第一电磁阀—11；第二电磁阀—12；第三单向阀—13；第四单向阀—14；第五单向阀—15；第六单向阀—16；溢流阀—17。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统，用于提高双泵控系统的响应速度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统的结构示意图，如图1所示，本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统包括油箱、第一主油路、第二主油路、第一齿轮泵3、第二齿轮泵4、第一伺服电机1和第二伺服电机2。

所述第一主油路的一端与所述第一齿轮泵3的出油口连接，所述第一主油路的另一端与所述液压缸的无杆腔连接。

所述第二主油路的一端与所述第二齿轮泵4的出油口连接，所述第二主油路的另一端与所述液压缸的有杆腔连接。

所述第一主油路与所述第二主油路通过内部油压的不同驱动所述液压缸带动负载不同方向运动。

所述第一齿轮泵3的吸油管与所述第二齿轮泵4的吸油管均位于所述油箱的油液液面之下；

所述第一齿轮泵3与所述第二齿轮泵4通过转速的不同造成所述第一主油路与所述第二主油路中的油压的差异。

所述第一伺服电机1与所述第一齿轮泵3连接，所述第二伺服电机2与所述第二齿轮泵4连接，所述第一伺服电机1与所述第二伺服电机2分别用于带动所述第一齿轮泵3和所述第二齿轮泵4运转。

所述第一伺服电机1与所述第一齿轮泵3通过第一钟罩联轴器连接。

所述第二伺服电机2与所述第二齿轮泵4通过第二钟罩联轴器连接。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一伺服电机驱动器和第二伺服电机驱动器。

所述第一伺服电机驱动器与所述第二伺服电机驱动器分别与所述第一伺服电机1与所述第二伺服电机2连接，所述第一伺服电机驱动器与所述第二伺服电机驱动器分别用于驱动所述第一伺服电机1与所述第二伺服电机2运转。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括控制器，所述控制器分别与所述第一伺服电机驱动器与所述第二伺服电机驱动器连接。所述控制器用于通过所述第一伺服电机驱动器和所述第二伺服电机驱动器控制所述第一伺服电机1与所述第二伺服电机2以不同转速运转。

所述第一主油路包括第一二位三通液控换向阀5，所述第一二位三通液控换向阀5的进油口与所述第一齿轮泵3的出油口连接，所述第一二位三通液控换向阀5的工作油口与所述液压缸的无杆腔连接，所述第一二位三通液控换向阀5的回油口与所述油箱直接连通。

所述第二主油路包括第二二位三通液控换向阀6，所述第二二位三通液控换向阀6的进油口与所述第二齿轮泵4的出油口连接，所述第二二位三通液控换向阀6的工作油口与所述液压缸的有杆腔连接，所述第二二位三通液控换向阀6的回油口与所述油箱直接连通。

所述第一二位三通液控换向阀5的控制端通过第二节流器7与所述第二二位三通液控换向阀6的工作油口连接，所述第一二位三通液控换向阀5的控制端还与所述第二二位三通液控换向阀6的进油口连接。

所述第二二位三通液控换向阀6的控制端通过第一节流器8与所述第一二位三通液控换向阀5的工作油口连接，所述第二二位三通液控换向阀6的控制端还与所述第一二位三通液控换向阀5的进油口连接。

所述第一二位三通液控换向阀5的控制端通过所述第二主油路中的油压差来使所述第一二位三通液控换向阀5处于不同状态。

所述第二二位三通液控换向阀6的控制端通过所述第一主油路中的油压差来使所述第二二位三通液控换向阀6处于不同状态。

为防止所述第一主油路与所述第二主油路中的油液向所述第一齿轮泵3与所述第二齿轮泵4中倒灌，本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一单向阀9与第二单向阀10。

所述第一单向阀9的进油口与所述第一齿轮泵3的出油口连接，所述第一单向阀9的出油口与所述第一二位三通液控换向阀5的进油口连接。

所述第二单向阀10的进油口与所述第二齿轮泵4的出油口连接，所述第二单向阀10的出油口与所述第二二位三通液控换向阀6的进油口连接。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第一电磁阀11和第二电磁阀12，所述第一电磁阀11与所述第二电磁阀12可以及时将所述第一齿轮泵3和第二齿轮泵4的出口分别经所述的第一单向阀9和第二单向阀10直接与所述油箱相通而处于卸荷状态。

具体的，所述第一电磁阀11的进油口与所述第一单向阀9的出油口连接，所述第一电磁阀11的出油管插入到所述油箱的液面以下。

所述第二电磁阀12的进油口与所述第二单向阀10的出油口连接，所述第二电磁阀12的出油管插入到所述油箱的液面以下，使得第一齿轮泵3和第二齿轮泵4处于卸荷状态。

所述第一电磁阀11的控制端与所述第二电磁阀12的控制端均与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一主油路与所述第二主油路内的油压控制所述第一电磁阀11与所述第二电磁阀12的通断。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括第三单向阀13、第四单向阀14、第五单向阀15、第六单向阀16和溢流阀17。

当所述液压缸的两腔的油压力高于所述溢流阀17设定的安全压力后，所述液压缸两腔的压力油直接经所述第三单向阀13或第四单向阀14并打开所述溢流阀17流入所述油箱中，系统处于安全溢流状态，此时，所述溢流阀17作为安全阀用，因而所述第一齿轮泵3或第二齿轮泵4处于低压卸荷状态并得到保护。

当所述第一单向阀9或第二单向阀10的出油口压力高于所述溢流阀17设定的安全压力后，所述第一单向阀9或第二单向阀10的压力油直接经所述第五单向阀15或第六单向阀16并打开所述溢流阀17流入所述油箱中，系统处于安全溢流状态，此时，所述溢流阀17作为安全阀用，因而所述第一齿轮泵3或所述第二齿轮泵4处于低压卸荷状态并得到保护

具体的，所述第三单向阀13的进油口连接在所述第一二位三通液控换向阀5的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间，所述第四单向阀14的进油口连接在所述第二二位三通液控换向阀6的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间，所述第三单向阀13的出油口与所述第四单向阀14的出油口连接；

所述溢流阀17的进油口与连接在所述第三单向阀13与所述第四单向阀14之间，所述溢流阀17的出油管插入到所述油箱的液面以下。

所述第五单向阀15的进油口与所述第一单向阀9的出油口连接，所述第五单向阀15的出油口连接在所述溢流阀17与所述第四单向阀14之间；

所述第六单向阀16的进油口与所述第二单向阀10的出油口连接，所述第六单向阀16的出油口与所述第五单向阀15的出油口连接。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括压力检测单元，分别为第一压力检测单元、第二压力检测单元、第三压力检测单元以及第四压力检测单元。

进一步的，所述第一压力检测单元连接在所述第一单向阀9的出油口与所述第一二位三通液控换向阀5的进油口之间；

所述第二压力检测单元连接在所述第二单向阀10的出油口与所述第二二位三通液控换向阀6的进油口之间；

所述第三压力检测单元连接在所述第一二位三通液控换向阀5的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间；

所述第四压力检测单元连接在所述第二二位三通液控换向阀6的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间；

所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元、所述第四压力检测单元均与所述控制器电连接。

所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元以及所述第四压力检测单元分别用于检测第一主油路和第二主油路内的油压，并显示检测结果。

所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元以及所述第四压力检测单元还与所述控制器连接，所述控制器用于根据所述第一压力检测单元、所述第二压力检测单元、所述第三压力检测单元以及所述第四压力检测单元检测到的压力值控制所述第一伺服电机1和所述第二伺服电机2以不同转速转动，使所述液压缸带动负载向不同方向运动。

具体的，所述第一压力检测单元包括第一压力传感器和第一压力表，所述第一压力传感器连接在所述第一单向阀9的出油口与所述第一二位三通液控换向阀5的进油口之间，所述第一压力表分别与所述第一压力传感器和所述控制器连接；

所述第二压力检测单元包括第二压力传感器和第二压力表，所述第二压力传感器连接在所述第二单向阀10的出油口与所述第二二位三通液控换向阀6的进油口之间，所述第二压力表分别与所述第二压力传感器和所述控制器连接；

所述第三压力检测单元包括第三压力传感器和第三压力表，所述第三压力传感器连接在所述第一二位三通液控换向阀5的工作油口与所述液压缸的无杆腔之间，所述第三压力表分别与所述第三压力传感器与所述控制器连接；

所述第四压力检测单元包括第四压力传感器和第四压力表，所述第四压力传感器连接在所述第二二位三通液控换向阀6的工作油口与所述液压缸的有杆腔之间，所述第四压力表分别与所述第四压力传感器和所述控制器连接。

所述第一压力检测器、所述第二压力检测器、所述第三压力检测器以及所述第四压力检测器均与所述控制器连接。

本发明双伺服电机泵独立驱动非对称液压缸控制系统还包括液位报警器，所述液位报警器分别与所述油箱以及所述控制器连接，所述液位报警器用于检测所述油箱内部的油液液位，并将检测结果发送至所述控制器。当所述油箱内的油液液压低于设定值时，所述液位报警器发出报警信号。

所述液压缸内的活塞杆上还设置有位移传感器，所述位移传感器与所述控制器连接，所述位移传感器用于检测所述液压缸内的活塞杆移动的距离，并发送给所述控制器。所述控制器用于根据所述液压缸内的活塞杆移动的距离控制所述第一伺服电机1与所述第二伺服电机2的转速。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。