直驱式液压启闭机电液伺服系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直驱式液压启闭机电液伺服系统。
【背景技术】
[0002]目前，在近十几年来，借于液压技术领域中应用成熟的容积控制系统和电机领域交流伺服电机广泛应用的背景下，出现了永磁交流同步伺服电机直接驱动双向定量泵容积控制的电液伺服系统，也称DDVC (Direct Drive Volume Control)系统或无阀电液伺服系统。该系统的液压执行机构的换向、调速、调压三大功能全由交流伺服电动机直接控制，所以叫“直接驱动”，油泵的出油流量的改变也是由电机直接控制，具有高效节能、小型集成化、操作与控制简单、成本低等优势，因此其发展非常迅速。
[0003]当前由于启闭机的工作特点它一般应用于启闭水工建筑物、发电厂和排灌站的闸门、拦污栅。液压启闭机采用容积调速，方向控制回路是用来控制液压系统各条油路中液压油管道的接通、切断或改变液压油流向，从而使执行元件按照需要相应作出启动、停止或者换向等一系列动作。因此传统控制油路复杂，油品要求高，开式回路一般采用加装副油箱或动力补油，即用液压泵单独作为补油泵使用造成油箱容积大，并会产生诸如发热等问题，系统体积质量大，操作维修复杂，噪声大油量多处理困难。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直驱式液压启闭机电液伺服系统，它不仅能够很好地实现执行件的换向、变速和压力调整，而且节能，高效。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:一种直驱式液压启闭机电液伺服系统，它包括:
[0006]信息采集系统，所述信息采集系统具有有杆腔压力传感器、无杆腔压力传感器和活塞杆位移传感器，有杆腔压力传感器用于采集连接至液压缸的有杆腔的第一油路的压力值，无杆腔压力传感器用于采集连接至液压缸的无杆腔的第二油路的压力值；
[0007]控制器，所述控制器的信号输入端分别与有杆腔压力传感器、无杆腔压力传感器和活塞杆位移传感器的信号输出端相连接，所述控制器用于接收有杆腔压力传感器所传递的压力值信号、无杆腔压力传感器所传递的压力值信号和活塞杆位移传感器所传递的液压缸的活塞杆的位移信号并产生伺服电机驱动信号；
[0008]伺服驱动器，所述伺服驱动器的信号输入端与控制器的信号输出端相连接；
[0009]伺服电机，所述伺服电机与伺服驱动器相控制连接，所述伺服驱动器用于接收控制器所传递的伺服电机驱动信号控制伺服电机的动作；
[0010]双向泵，所述双向泵的一接口通过第一油路与液压缸的有杆腔相连接，所述双向泵的另一接口通过第二油路与液压缸的无杆腔相连接，第一油路和第二油路之间连接有油缸，双向泵与伺服电机相驱动配合。
[0011]本发明进一步所要解决的技术问题是:为了弥补液压缸的有杆腔和无杆腔的容积的不等的缺陷，有效地对油路进行回油和补油，直驱式液压启闭机电液伺服系统还包括补偿压力油罐，所述补偿压力油罐的接口分别通过单向阀与第一油路和第二油路连接。
[0012]进一步为了对油路的杂质进行处理，所述补偿压力油罐的接口处连接有过滤器。
[0013]进一步为了避免无杆腔的压力过低或无杆腔的压力过高，还包括液控单向阀和电磁换向阀，所述的补偿压力油罐的接口还通过一液控单向阀与第二油路相连接，电磁换向阀与液控单向阀控制口连接，利用电磁换向阀和液控单向阀通过补偿压力油罐直接向液压缸的无杆腔补油，从而解决有杆腔和无杆腔流量不平衡的问题。
[0014]进一步为了防止过大的外部扰动对执行机构及油路的损害，第一油路和油箱之间以及第二油路和油箱之间分别连接有安全阀。
[0015]进一步为了当停机时，当执行机构所带负载受到外力强烈干扰时，避免油路被干扰，所述的第一油路和第二油路中分别连接有锁用液控单向阀，两个锁用液控单向阀组成双向液压阀锁。
[0016]进一步为了避免直驱式启闭机的电液伺服系统在停机后，由于外力扰动及系统自身泄漏等问题，出现活塞杆下行不在预定的位置的现象，液压缸的活塞杆在下行预定位置对应的部位上设置有行程开关，并且所述行程开关的信号输出端与控制器相连接，以便控制器在没有接收到行程开关所传递的到位信号时，控制双向泵的动作使液压缸的活塞杆到达下行预定位置。
[0017]进一步，所述的伺服电机上设置有电机转速传感器，并且电机转速传感器的信号输出端与伺服驱动器相连接。
[0018]采用了上述技术方案后，本发明由控制器根据信息采集系统反馈及要求，输出指令控制伺服驱动器，接着伺服驱动器控制伺服电机直接驱动双向泵产生液压能，通过实现对伺服电机的变向、变速、变转矩和限转矩来实现液压系统的换向、调速和限压功能；另外，本发明还可以通过补偿压力油罐对油路进行油介质的补充，从而弥补液压缸的有杆腔和无杆腔的容积的不等的缺陷，有效地对油路进行回油和补油，用液控单向阀远控口连接电磁换向阀控制回油流量，调整液压缸有杆腔和无杆腔的进回油流量不同的问题，采用补偿压力油罐给系统进行无动力补油，提高了系统的性能并减少系统体积。相当于蓄能器的补偿压力油罐可以很好的起到补油、排回油的作用。
【附图说明】
[0019]图1为本发明的直驱式液压启闭机电液伺服系统的原理框图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
[0021]如图1所示，一种直驱式液压启闭机电液伺服系统，它包括:
[0022]信息采集系统17，信息采集系统17具有有杆腔压力传感器14、无杆腔压力传感器15和活塞杆位移传感器13，有杆腔压力传感器14用于采集连接至液压缸11的有杆腔的第一油路的压力值，无杆腔压力传感器15用于采集连接至液压缸11的无杆腔的第二油路的压力值；
[0023]控制器18，控制器18的信号输入端分别与有杆腔压力传感器14、无杆腔压力传感器15和活塞杆位移传感器13的信号输出端相连接，控制器用于接收有杆腔压力传感器14所传递的压力值信号、无杆腔压力传感器15所传递的压力值信号和活塞杆位移传感器13所传递的液压缸11的活塞杆的位移信号并产生伺服电机驱动信号；
[0024]伺服驱动器19，伺服驱动器19的信号输入端与控制器18的信号输出端相连接；
[0025]伺服电机1，伺服电机I与伺服驱动器19相控制连接，伺服驱动器19用于接收控制器18所传递的伺服电机驱动信号控制伺服电机I的动作；
[0026]双向泵2，双向泵2的一接口通过第一油路与液压缸11的有杆腔相连接，双向泵2的另一接口通过第二油路与液压缸11的无杆腔相连接，第一油路和第二油路之间连接有油箱7，双向泵2与伺服电机I相驱动配合。
[0027]为了弥补液压缸的有杆腔和无杆腔的容积的不等的缺陷，有效地对油路进行回油和补油，如图1所示，直驱式液压启闭机电液伺服系统还包括补偿压力油罐5，补偿压力油罐5的接口分别通过单向阀3与第一油路和第二油路连接。
[0028]为了对油路的杂质进行处理，如图1所示，补偿压力油罐5的接口处连接有过滤器4。
[0029]为了避免无杆腔的压力过低或无杆腔的压力过高的现象，如图1所示，直驱式液压启闭机电液伺服系统还包括液控单向阀10和电磁换向阀8，补偿压力油罐5的接口还通过一液控单向阀10与第二油路相连接，电磁换向阀8与液控单向阀10控制口连接，利用电磁换向阀8和液控单向阀10通过补偿压力油罐5直接向液压缸11的无杆腔补油，从而解决有杆腔和无杆腔流量不平衡的问题。
[0030]为了防止过大的外部扰动对执行机构及油路的损害，如图1所示，第一油路和油箱7之间以及第二油路和油箱7之间分别