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一种液压驱动机构速度的控制装置与方法

阅读:712发布:2020-05-08

专利汇可以提供一种液压驱动机构速度的控制装置与方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供的一种液压驱动机构速度的控制装置与方法,用多个比例换向 阀 组合成多路阀,同时在各比例换向阀的出油口和执行机构的进油口加装压 力 传感器 对系统回路中的压力进行检测,操作人员的指令直接进入负载与流量计算 控制器 ,负载与流量计算控制器通过对操作人员的指令进行计算,给出各比例换向阀的控制 信号 ,各比例换向阀的阀芯移动到初始 位置 ;负载与流量计算控制器对各比例换向阀的出口和各执行机构的进口的压力信号进行检测,通过计算得出各执行机构的实时流量,当实时流量与目标分配流量偏差超出需求范围时,通过负载与流量计算控制器计算再次改变各比例换向阀的 控制信号 进而改变各执行机构的实时流量,直到流量偏差在需求范围内。,下面是一种液压驱动机构速度的控制装置与方法专利的具体信息内容。

1.一种液压驱动机构速度的控制装置,包括液压,数个执行机构和数个比例换向,所述液压泵为数个所述执行机构提供压油,数个所述比例换向阀分别用于调节数个所述执行机构的进出油方向和大小,其特征在于,还包括先导控制手柄,负载与流量计算控制器和数个压力或流量传感器,数个所述压力或流量传感器分别设置在数个所述比例换向阀的出油口和数个所述执行机构的进油口,数个所述压力或流量传感器的检测信号和所述先导控制手柄的控制信号分别传输至所述负载与流量计算控制器,所述负载与流量计算控制器发出控制信号至数个所述比例换向阀以控制数个所述比例换向阀阀芯的开口方向和开口大小。
2.根据权利要求1所述的一种液压驱动机构速度的控制装置,其特征在于,所述比例换向阀为电气先导控制比例换向阀或液压先导控制比例换向阀。
3.根据权利要求1所述的一种液压驱动机构速度的控制装置,其特征在于,所述先导控制手柄为电气先导控制手柄或液压先导控制手柄。
4.一种液压驱动机构速度的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)液压驱动机构开始工作后,操作人员通过先导控制手柄发送控制指令并直接传送至负载与流量计算控制器,负载与流量计算控制器通过对操作人员的控制指令进行计算,给出各比例换向阀的控制信号,进而控制各比例换向阀的阀芯移动到初始位置
(2)负载与流量计算控制器通过压力或流量传感器对各比例换向阀的出油口和各执行机构的进油口的压力或流量进行检测,负载与流量计算控制器计算得出各比例换向阀和各执行机构的实时流量,再对比操作人员的指令分配流量目标,当各比例换向阀和各执行机构的实时流量与操作人员的指令分配流量目标的偏差超出需求范围时,通过负载与流量计算控制器计算再次改变传送至各比例换向阀的控制信号,进而改变流至各执行机构的实时流量,直到各比例换向阀和各执行机构的实时流量与操作人员的指令分配流量目标的偏差在需求范围内,达到对液压驱动机构的速度进行动态控制的目的。

说明书全文

一种液压驱动机构速度的控制装置与方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液压领域,尤其是涉及一种液压驱动机构速度的控制装置;本发明同时提供一种液压驱动机构速度的控制方法。

背景技术

[0002] 液压驱动系统在工程机械、矿山机械、建筑机械等领域广泛应用,这些工作车辆或装置在作业过程中,往往对执行机构的速度控制有较高的要求,希望执行机构有较好的操
控性能,即微动性能,实现精准控制,同时对作业效率又有着越来越高的追求,必须不断提
升执行机构的动作速度。而执行机构的速度与油液的流量密切相关,流量大,速度快,流量
小速度慢。
[0003] 现有液压驱动机构,一般由多个执行机构,各执行机构速度控制一般采用液压比例多路。操作人员通过先导手柄发出控制信号,同时控制驱动机构中一个或多个液压比
例阀,通过比例阀阀芯位置的改变来实现供给不同执行机构之间流量的大小改变,从而实
现对执行机构速度的控制。当多个执行机构同时动作,由于流量会优先供给负载低的机构,
各执行机构之间流量的分配,通常不会按照操作人员给出的信号的比例供给。为了实现多
个比例阀之间流量的分配能够按照操作人员的意愿执行,在各比例阀之间增加了节流阀
补偿阀,来调节负载不同时各执行机构之间的流量。这虽然在一定程度上解决了各比
例阀之间的流量分配问题,但仍然存在很大误差,而且使得比例多路阀的结构和功能越来
越复杂。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的上述问题,本发明解决上述问题所采用的技术方案如下:
[0005] 一种液压驱动机构速度的控制装置,包括液压,数个执行机构和数个比例换向阀,所述液压泵为数个所述执行机构提供压力油,数个所述比例换向阀分别用于调节数个
所述执行机构的进出油方向和大小,还包括先导控制手柄,负载与流量计算控制器和数个
压力或流量传感器,数个所述压力或流量传感器分别设置在数个所述比例换向阀的出油口
和数个所述执行机构的进油口,数个所述压力或流量传感器的检测信号和所述先导控制手
柄的控制信号分别传输至所述负载与流量计算控制器,所述负载与流量计算控制器发出控
制信号至数个所述比例换向阀以控制数个所述比例换向阀阀芯的开口方向和开口大小。
[0006] 在其中一个实施例中,所述比例换向阀为电气先导控制比例换向阀或液压先导控制比例换向阀。
[0007] 在其中一个实施例中,所述先导控制手柄为电气先导控制手柄或液压先导控制手柄。
[0008] 同时还提供了一种液压驱动机构速度的控制方法,包括以下步骤:
[0009] 1、液压驱动机构开始工作后,操作人员通过先导控制手柄发送控制指令并直接传送至负载与流量计算控制器,负载与流量计算控制器通过对操作人员的控制指令进行计
算,给出各比例换向阀的控制信号,进而控制各比例换向阀的阀芯移动到初始位置;
[0010] 2、负载与流量计算控制器通过压力或流量传感器对各比例换向阀的出油口和各执行机构的进油口的压力或流量进行检测,负载与流量计算控制器计算得出各比例换向阀
和各执行机构的实时流量,再对比操作人员的指令分配流量目标,当各比例换向阀和各执
行机构的实时流量与操作人员的指令分配流量目标的偏差超出需求范围时,通过负载与流
量计算控制器计算再次改变传送至各比例换向阀的控制信号,进而改变流至各执行机构的
实时流量,直到各比例换向阀和各执行机构的实时流量与操作人员的指令分配流量目标的
偏差在需求范围内,达到对液压驱动机构的速度进行动态控制的目的。
[0011] 与现有技术相比,本发明提供的一种液压驱动机构速度的控制装置与方法,用多个比例换向阀组合成多路阀,同时在各比例换向阀的出油口和执行机构的进油口加装压力
或流量传感器对系统回路中的压力或流量进行检测,操作人员的指令直接进入负载与流量
计算控制器,负载与流量计算控制器通过对操作人员的指令进行计算,给出各比例换向阀
的控制信号,各比例换向阀的阀芯移动到初始位置。负载与流量计算控制器对各比例换向
阀的出口和各执行机构的进口的压力或流量信号进行检测,通过计算得出各执行机构的实
时流量,当实时流量与目标分配流量偏差超出需求范围时,通过负载与流量计算控制器计
算再次改变各比例换向阀的控制信号,改变各执行机构的实时流量,直到流量偏差在需求
范围内;具有各执行机构之间的流量分配与需求一致性高,各执行机构的运动速度(流量)
能够实时监测,液压驱动机构的比例换向多路阀组成简单,功能可靠,可由普通的多片比例
换向阀组合而成等优点。
附图说明
[0012] 图1为本发明其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0013] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因
此不能理解为对本发明的限制。
[0014] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另
有明确具体的限定。
[0015] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0016] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0017] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
[0018] 如图1所示,为了便于描述,本发明中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准;
[0019] 一种液压驱动机构速度的控制装置,包括液压泵3,液压达6,液压缸7,第一比例换向阀4和第二比例换向阀5,,液压泵3为液压马达6和液压缸7提供压力油,第一比例换向
阀4和第二比例换向阀5分别用于调节液压马达6和液压缸7的进出油方向和大小,还包括先
导控制手柄1,负载与流量计算控制器2和八个压力传感器8,八个压力传感器8分别设置在
第一比例换向阀4和第二比例换向阀5的出油口和液压马达6和液压缸7的进油口,八个压力
传感器8的检测信号和先导控制手柄1的控制信号分别传输至负载与流量计算控制器2,负
载与流量计算控制器2发出控制信号至第一比例换向阀4和第二比例换向阀5以控制第一比
例换向阀4和第二比例换向阀5的阀芯的开口方向和开口大小。
[0020] 优选的,第一比例换向阀4和第二比例换向阀5均为电气先导控制比例换向阀,先导控制手柄1为电气先导控制手柄;选用电气先导控制比例换向阀和电气先导控制手柄使
得控制的反应更为迅速和精准,能够更为灵敏和精准的控制液压驱动机构的速度。
[0021] 同时还提供了一种液压驱动机构速度的控制方法,包括以下步骤:
[0022] 1、液压驱动机构开始工作后,操作人员通过先导控制手柄1发送控制指令并直接传送至负载与流量计算控制器2,负载与流量计算控制器2通过对操作人员的控制指令进行
计算,给出第一比例换向阀4和第二比例换向阀5的控制信号,进而控制第一比例换向阀4和
第二比例换向阀5的阀芯移动到初始位置;
[0023] 2、负载与流量计算控制器2通过压力传感器8对第一比例换向阀4和第二比例换向阀5的出油口和液压马达6和液压缸7的进油口的压力进行检测,负载与流量计算控制器2计
算得出第一比例换向阀4和第二比例换向阀5的出油口和液压马达6和液压缸7的进油口处
的实时流量,再对比操作人员的指令分配流量目标,当第一比例换向阀4和第二比例换向阀
5的出油口和液压马达6和液压缸7的进油口处的实时流量与操作人员的指令分配流量目标
的偏差超出需求范围时,通过负载与流量计算控制器2计算再次改变传送至第一比例换向
阀4和第二比例换向阀5的控制信号,进而改变流至液压马达6和液压缸7的实时流量,直到
第一比例换向阀4和第二比例换向阀5的出油口和液压马达6和液压缸7的进油口处的实时
流量与操作人员的指令分配流量目标的偏差在需求范围内,达到对液压驱动机构的速度进
行动态精准控制的目的。
[0024] 本发明的工作原理为:比例换向阀出口至执行机构进口之间的管路元件产生的阻尼为可视为固定阻尼,通过比例换向阀出口和执行机构进口两点之间的压力差可计算出通
过两点的流量,进而计算出各比例换向阀出口处的实时流量,再根据先导控制手柄发出的
指令计算出的各执行机构所需求的液压油流量,并将二者进行比较,然后调整各比例换向
阀的开度,来反复不断的调整各比例换向阀的出口流量以达到实时精确的控制各执行机构
的运行速度。
[0025] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存
在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0026] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员
来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保
护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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