专利名称：多点施力电液伺服位置控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种大型、重型物体的顶推装置，尤其涉及一种力和位置综合控制的多点施力电液伺服位置控制装置。
背景技术：
在抬升或平移建筑物及大型构件时，要求对物体均匀施力，以免建筑物或构件变形开裂。随着建筑物的加大，施力点的数量，可能以平方关系增加。目前国内已有24点同步顶升装置，国外则有48点的装置。但是，要求一大批施力点同步运动，是一件十分困难的事，尤其是施力点的着力基础存在沉降时，传统的多点位置闭环控制系统无法予以纠正。现有技术的一种四点位置闭环控制系统如图1所示。它包括控制器A，电气盒E、位移传感器B、单向阀D、油缸G、控制阀组总成H和动力源F，由各位移传感器B、单向阀D、油缸G和受力物体组成四点位置闭环。控制器A与电气盒E电连接，各位移传感器B分别通过电缆C与电气盒E连接，控制阀组总成H通过液压软管与动力源F组成液压油回路，并分别通过液压软管与各单向阀D和油缸G组成液压油回路。
发明内容
本实用新型是为了解决现有多点位置闭环控制系统存在各施力点受力不均、可能造成建筑物或构件变形开裂的问题而提供一种多点力均衡、分组位置闭环的多点施力电液伺服位置控制装置。
本实用新型所采取的技术措施是一种多点施力电液伺服位置控制装置，包括控制器、多组位置控制单元和动力源，多组位置控制单元各包括一组施力器、一位移传感器；施力器组中的每一施力器各包括一减压阀和一油缸，控制器信号分别与多组位置控制单元中的各位移传感器输出的信号相比较，各位移传感器还分别与受力物体及参照物接触相连，以检测受力物体与参照物间的距离；动力源与各施力器组油路相连，减压阀与油缸油路相连，油缸顶托在受力物体上，其特点是，所述的各组位置控制单元还各包括一位置控制器和一力闭环控制器，所述的位置控制器设置在位移传感器和力闭环控制器之间，接收指令信号与位置反馈信号的差值，输出力控制信号，所述的力闭环控制器设置在施力器组和位置控制器之间，包括力控制器、电液伺服阀和压力传感器，所述的力控制器接收位置控制器发出的力控制信号，输出油压，以控制减压阀压力，所述的电液伺服阀和压力传感器之间油路相连并通过该油路与本组位置控制单元中各减压阀的泄油口相连，所述的电液伺服阀还通过油路与动力源组成液压油回路。
上述多点施力电液伺服位置控制装置，其中，所述的减压阀的出口压力为减压阀的调定压力和减压阀的泄油口的控制压力之和，通过控制各泄油口的出口油压，可控制各减压阀的出口压力。
本实用新型的多点施力电液伺服位置控制装置由于采用了多点力均衡、分组位置闭环的技术方案，在各组位置闭环中设置了可控制各减压阀的出口压力的力闭环控制器，因此在顶升过程中施力点的基础沉降，不会影响各施力器对建筑物的施力；由于位移传感器检测的是建筑物与参照物之间的位移变化，因此在顶升过程中施力点的基础沉降，不会影响建筑物的姿态；由于将各施力点的压力事先按实际荷重进行了调准，因此不会造成建筑物跷曲变形。本实用新型的多点施力电液伺服位置控制装置在受控施力点大幅度增加的情况下，伺服控制元件的数目大大减少，不单降低了成本，也增加了系统的可靠性。
本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。
图1是现有技术多点位置闭环控制系统的结构流程示意图；图2是本实用新型多点施力电液伺服位置控制装置的系统框图；图3是本实用新型中的一个位置控制单元的结构组成示意图；图4是本实用新型中的一个位置控制单元的控制原理示意图。
具体实施方式
请参见图2、图3、图4。
本实用新型的多点施力电液伺服位置控制装置，包括控制器1、多组位置控制单元2和动力源3。各组位置控制单元2又各包括由多个施力器21组成的施力器组、位移传感器22、力闭环控制器23和位置控制器24。各施力器的起始压力调定为该点施力器的实际荷重减去平均控制压力。
力闭环控制器23、位置控制器24与位移传感器22、施力器组以及受力物体6构成如图3所示的一组位置控制单元的一组位置闭环。
所述的位置控制器24设置在位移传感器22和力闭环控制器23之间，接收指令信号与位置反馈信号的差值，输出力控制信号。所述的力闭环控制器23设置在施力器组21和位置控制器24之间。所述的力控制器接收位置控制器发出的力控制信号，输出油压，以控制减压阀压力，各位移传感器还分别与受力物体及参照物接触相连，以检测受力物体与参照物间的距离；控制器1用于发布位移指令，控制器1的指令分别与各组位置控制单元2的位移传感器22输出信号相比较，如有误差，通过位置控制器24调整力闭环控制器23的输出，使施力器组的出力加大或减小，对受力物体进行抬升或移动，动力源3与各施力器组油路相连，用于向各组位置控制单元2提供液压动力。多组位置控制单元形成多组位置闭环。各施力器21各包括减压阀211、油缸212和液控单向阀213，减压阀211的进油口连接动力源3，其出油口连接液控单向阀213的进油口，其泄油口连接力闭环控制器23；液控单向阀213的出油口连接油缸212的进油口，油缸212的出油口连接动力源3，各油缸212分别与受力物体接触施力。位移传感器22用来检测受力物体的位移，其一端与受力物体接触相连，另一端与参照物接触相连，其位移信号通过信号传输线路传输到位置控制器24。力闭环控制器23包括力控制器231、电液伺服阀232和压力传感器233。电液伺服阀232通过输油管路与动力源3组成液压供油回路，力控制器231、电液伺服阀232和压力传感器233三者组成一压力闭环控制回路，力控制器231接收压力误差信号，控制电液伺服阀232调节输出压力，其工作油口与压力传感器233相连，并与本位置闭环中的各减压阀211的泄油口相连，用于同步控制各减压阀泄油口的出口油压。各减压阀211的出口压力为其调定压力和泄油口的控制压力之和，通过控制各泄油口的出口油压，可控制各减压阀的出口压力。
请参见图4，图4为本实用新型的一个位置控制单元的控制原理图。本实用新型中的各位置控制单元还各包括一换向阀4，一外控电磁阀5以及设置在各组施力器中的液控单向阀213；换向阀4设有四个液压油进出口，其一端P、T口连接动力源3组成供油回路，其另一端A、B口连接各减压阀211的进油口，和各油缸212的出油口；外控电磁阀5的P、T口连接动力源3组成供油回路，出口与液控单向阀213的外控口相连；液控单向阀213设置在减压阀211和油缸212之间，形成油缸的保护回路。
动力源3给系统提供液压动力，液压油经过换向阀4送入各施力器的减压阀211，减压阀211调定在该施力点要求的设计压力上，使油缸212产生要求的推力。各减压阀的泄油口合并在一起，接至电液伺服阀232的工作油口上。电液伺服阀232与压力传感器233、力控制器231组成压力闭环，调节各减压阀211的泄油口压力，从而调节各减压阀的出口油压。各施力点的设计压力为该点建筑物的自重减去平均控制压力，当某位置控制单元的压力闭环的输出压力等于平均控制压力时，该位置控制单元的合力，恰好等于建筑物在该部分的荷重，这时建筑物静止。当压力闭环的输出压力变化，使合力大于建筑物荷重时，建筑物举升；小于建筑物荷重时，建筑物下降。位移传感器22检测出建筑物的位移，与控制器1下达的位移指令进行比较，依靠位置控制器24调节压力闭环的控制压力，修正位移误差，直至位移误差为零。当实际位移量与指令位移一致时，建筑物便停留在这一位置。使用几组位置控制单元，多点施力电液伺服位置控制装置便可将建筑物抬起或推移，控制器给各组位置控制单元不同的指令，便可控制建筑物抬升或推移的姿态。通过操纵换向阀4，可使空载下的油缸自由回缩。通过控制外控电磁阀5和各施力器中的液控单向阀213，可在停机时保持油缸位置。
本实用新型的多点施力电液伺服位置控制装置在使用时，为保持建筑物基平面的稳定，顶升系统至少应包含三组位置控制单元，形成三组位置闭环，建筑或构件外形复杂时，可设置6-8组位置控制单元，形成6-8组位置闭环。每组位置控制单元内的施力点即施力器的数目，可以是8-30个不等。不考虑成本因素，理论上一个顶升装置内所包含的位置控制单元数和每个位置控制单元内包含的施力点数没有限制。
权利要求1.一种多点施力电液伺服位置控制装置，包括控制器、多组位置控制单元和动力源，多组位置控制单元各包括一组施力器、一位移传感器；施力器组中的每一施力器各包括一减压阀和一油缸，控制器信号分别与多组位置控制单元中的各位移传感器输出的信号相比较，各位移传感器还分别与受力物体及参照物接触相连，以检测受力物体与参照物间的距离；动力源与各施力器组油路相连，减压阀与油缸油路相连，油缸顶托在受力物体上，其特征在于，所述的各组位置控制单元还各包括一位置控制器和一力闭环控制器，所述的位置控制器设置在位移传感器和力闭环控制器之间，接收指令信号与位置反馈信号的差值，输出力控制信号，所述的力闭环控制器设置在施力器组和位置控制器之间，包括力控制器、电液伺服阀和压力传感器，所述的力控制器接收位置控制器发出的力控制信号，输出油压，以控制减压阀压力，所述的电液伺服阀和压力传感器之间油路相连并通过该油路与本组位置控制单元中各减压阀的泄油口相连，所述的电液伺服阀还通过油路与动力源组成液压油回路。
2.根据权利要求1所述的多点施力电液伺服位置控制装置，其特征在于，所述的减压阀的出口压力为减压阀的调定压力和减压阀的泄油口的控制压力之和，通过控制各泄油口的出口油压，可控制各减压阀的出口压力。
专利摘要本实用新型提供了一种多点施力电液伺服位置控制装置，包括至少两组位置控制单元。每组位置控制单元各包括一组施力器、一位移传感器、一力闭环控制器和一位置控制器并由它们与受力物体构成一组位置闭环。其中，力闭环控制器又由力控制器、电液伺服阀和压力传感器组成一压力闭环并与本位置闭环中的各减压阀的泄油口相连，可同步控制各减压阀泄油口的出口油压，从而调节油缸的推力。本实用新型的多点施力电液伺服位置控制装置在受控施力点大幅度增加的情况下，伺服控制元件的数目大大减少，不单降低了成本，也增加了系统的可靠性。
文档编号G05D3/12GK2646748SQ0325637
公开日2004年10月6日 申请日期2003年8月8日 优先权日2003年8月8日
发明者吴定安, 董秀林, 潇然 申请人:实用动力(上海)有限公司