一种非对称液压缸的液压控制系统

文档序号:42617853发布日期:2025-08-01 18:28阅读:34来源:国知局

本发明涉及液压控制,尤其涉及一种非对称液压缸的液压控制系统。


背景技术:

1、随着工业自动化和机械工程领域的快速发展,液压系统的需求日益增长。在装载机和挖掘机等重型工程机械中,液压系统的性能直接影响到了设备的操作效率和能耗。传统的液压系统,特别是挖掘机的液压驱动系统,通常采用集中式液压泵和多路阀控制,这种设计虽然成熟,但存在多个阀联合控制液压系统导致控制系统复杂、动态响应差且能效低的问题。

2、因此,需要对传统液压控制系统进行改进,以解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种非对称液压缸的液压控制系统,以解决上述现有技术存在的问题,能够实现四象限无缝切换,结构更加简单,显著降低了液压系统中管路的复杂程度,并且能够对无杆腔排出的油液进行能量收集,进一步降低能耗。

2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

3、一种非对称液压缸的液压控制系统,包括双向液压泵、液压马达以及蓄能器,所述双向液压泵与第一伺服电机传动连接,所述双向液压泵的第一油口和第二油口分别通过第一油路、第二油路连接非对称液压缸的有杆腔和无杆腔;所述第二油口与所述无杆腔之间设置有第一单向阀;所述液压马达与发电机传动连接,所述发电机连接电储能单元;所述液压马达与所述第一单向阀并联设置;所述蓄能器分别通过第二单向阀、第三单向阀与所述第一油路、所述第二油路连通;所述第一油路和所述蓄能器之间、所述第二油路和所述蓄能器之间分别设置有第一溢流阀和第二溢流阀,所述第一溢流阀与所述第二单向阀并联设置,所述第二溢流阀与所述第三单向阀并联设置。

4、作为一实施方式,所述第二单向阀和/或所述第三单向阀为液控单向阀,所述第二单向阀的液控管路与所述第一油路连通,所述第三单向阀的液控管路与所述第二油路连通。

5、作为一实施方式,所述第一油路和所述第二油路之间设置有与所述非对称液压缸并联的第一截止阀。

6、作为一实施方式,还包括并联设置的第二截止阀和比例流量控制阀,所述第二截止阀和所述比例流量控制阀均与所述液压马达串联。

7、作为一实施方式,还包括与所述第二伺服电机传动连接的单向液压泵,所述单向液压泵的进油口连通油池,出油口连通所述第一油路。

8、作为一实施方式,所述单向液压泵的出油口和所述第一油路之间还依次设置有过滤器和第四单向阀。

9、作为一实施方式,还包括与所述第一伺服电机、所述发电机、所述第二伺服电机分别通信连接的第一电机驱动器、第二电机驱动器和第三电机驱动器,所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器和所述第三电机驱动器均与所述控制器以及所述电储能单元通信连接。

10、作为一实施方式,还包括与所述电储能单元通信连接的照明设备和冷却风扇。

11、作为一实施方式,还包括用于测量所述第一油口压力的第一压力传感器、用于测量所述有杆腔压力的第二压力传感器、用于测量所述无杆腔压力的第三压力传感器、数据库以及差别分析器,所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述第三压力传感器、所述差别分析器均与所述数据库通信连接,所述差别分析器与所述数据库通信、所述控制器连接,所述数据库用于储存不同工况的工作正常值以及所述液压控制系统异常工作的解决方案,所述控制器用于根据所述数据库中的解决方案控制在不同异常工作情况下的所述第一伺服电机、所述发电机以及所述第二伺服电机动作。

12、作为一实施方式,还包括与所述数据库通信连接的第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器,所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器和所述第四振动传感器分别用于测量所述非对称液压油中活塞杆的振动幅度、所述液压马达的振动幅度、所述双向液压泵的振动幅度以及所述单向液压泵的振动幅度。

13、本发明相对于现有技术具有如下技术效果:

14、本发明通过设置双向伺服电机以及双向液压泵,能够驱动油液进行双向流动,匹配负载工况,实现四象限无缝切换,结构更加简单,显著降低了液压系统中管路的复杂程度;而且,本发明在第二油路上设置有与第一单向阀并联设置的液压马达和发电机,能够对无杆腔排出的油液进行能量收集,同时在顺载工况下,系统可以暂停主泵供能,直接利用负载动能驱动液压马达发电,进一步降低能耗。

15、本发明相对于现有技术能够取得的其他技术效果在具体实施方式中进行说明。



技术特征:

1.一种非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,所述第二单向阀和/或所述第三单向阀为液控单向阀,所述第二单向阀的液控管路与所述第一油路连通,所述第三单向阀的液控管路与所述第二油路连通。

3.根据权利要求1所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,所述第一油路和所述第二油路之间设置有与所述非对称液压缸并联的第一截止阀。

4.根据权利要求1所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括并联设置的第二截止阀和比例流量控制阀,所述第二截止阀和所述比例流量控制阀均与所述液压马达串联。

5.根据权利要求1所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括与所述第二伺服电机传动连接的单向液压泵,所述单向液压泵的进油口连通油池,出油口连通所述第一油路。

6.根据权利要求5所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,所述单向液压泵的出油口和所述第一油路之间还依次设置有过滤器和第四单向阀。

7.根据权利要求6所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括与所述第一伺服电机、所述发电机、所述第二伺服电机分别通信连接的第一电机驱动器、第二电机驱动器和第三电机驱动器,所述第一电机驱动器、所述第二电机驱动器和所述第三电机驱动器均与所述控制器以及所述电储能单元通信连接。

8.根据权利要求1所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括与所述电储能单元通信连接的照明设备和冷却风扇。

9.根据权利要求7所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括用于测量所述第一油口压力的第一压力传感器、用于测量所述有杆腔压力的第二压力传感器、用于测量所述无杆腔压力的第三压力传感器、数据库以及差别分析器,所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述第三压力传感器、所述差别分析器均与所述数据库通信连接,所述差别分析器与所述数据库通信、所述控制器连接,所述数据库用于储存不同工况的工作正常值以及所述液压控制系统异常工作的解决方案,所述控制器用于根据所述数据库中的解决方案控制在不同异常工作情况下的所述第一伺服电机、所述发电机以及所述第二伺服电机动作。

10.根据权利要求9所述的非对称液压缸的液压控制系统,其特征在于,还包括与所述数据库通信连接的第一振动传感器、第二振动传感器、第三振动传感器和第四振动传感器,所述第一振动传感器、所述第二振动传感器、所述第三振动传感器和所述第四振动传感器分别用于测量所述非对称液压缸中活塞杆的振动幅度、所述液压马达的振动幅度、所述双向液压泵的振动幅度以及所述单向液压泵的振动幅度。


技术总结
本发明提供一种非对称液压缸的液压控制系统,涉及液压控制技术领域,包括双向液压泵、液压马达以及蓄能器,双向液压泵与第一伺服电机传动连接,双向液压泵的第一油口和第二油口分别通过第一油路、第二油路连接有杆腔和无杆腔;第二油口与无杆腔之间设置有第一单向阀;液压马达与发电机传动连接,发电机连接电储能单元;液压马达与第一单向阀并联设置;蓄能器分别通过第二单向阀、第三单向阀与第一油路、第二油路连通;本发明能够实现四象限无缝切换,结构更加简单,显著降低了液压系统中管路的复杂程度,并且能够对无杆腔排出的油液进行能量收集,进一步降低能耗。

技术研发人员:陈泽仁,李波,高敬鸿,赵腾云,毛瑞
受保护的技术使用者:太原理工大学
技术研发日:
技术公布日:2025/7/31
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