一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统

• 摘要：

  本发明公开了一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,系统将传统的主动式液压平衡系统和液压控制系统相结合,通过控制回油油路上的可调节流孔,实现不平衡力矩的自适应补偿,从而用一根油缸(作动油缸)代替原有两根油缸(作动油缸和平衡油缸)进行伺服控制,有利于解决油缸同步控制难的问题.本发明通过作动油缸有杆腔的压力控制可调节流孔的开口大小,能够有效自适应补偿不平衡力矩,大大地简化液压系统结构,对提高悬臂大负载伺服系统的运动控制性能具有重要意义.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN202010732367.8

• 申请日期：

  2020.07.27

• 公开/公告号：

  CN111946680A

• 公开/公告日：

  2020-11-17

• 发明人：

  钱林方 羊柳 干金杰 陈龙淼 邹权 徐亚栋 陈光宋 王满意 孙乐 尹强 陈红彬

• 申请人：

  南京理工大学

• 主分类号：

  F15B11/028(2006.01),F,F15,F15B,F15B11

• 分类号：

  F15B11/028(2006.01),F15B11/08(2006.01),F15B19/00(2006.01),F15B21/041(2019.01),F,F15,F15B,F15B11,F15B19,F15B21,F15B11/028,F15B11/08,F15B19/00,F15B21/041

• 主权项：

  1.一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,其特征在于,包括油箱(1)、油泵(2)、油滤器(3)、回油油滤器(4)、先导式溢流阀(6)、系统减压阀(7)、三位四通比例电磁阀(8)、可调电磁节流阀(9)、控制器(10)、压力传感器(11)、作动油缸(12); 所述油泵(2)一端与油箱(1)相连,另一端与滤油器(3)相连,用于从油箱(1)中抽取液压油传输给滤油器(3);所述高压滤油器(3)的出油口与先导式溢流阀(6)的进油口相连;所述先导式溢流阀(6)的出油口与回油滤油器(4)的进油口相连,回油滤油器(4)的出油口连接油箱(1);所述油滤器(3)的出油口与系统减压阀(7)的进油口相连;所述系统减压阀(7)的出油口与三位四通比例伺服阀(8)的进油口P相连;所述三位四通比例伺服阀(8)的出油口T与回油滤油器(4)的进油口以及先导式溢流阀(6)的出油口相连,三位四通比例伺服阀(8)的第一油口A与作动油缸(12)的有杆腔相连,三位四通比例伺服阀(8)的第二油口B与可调电磁节流阀(9)的E口相连;所述可调电磁节流阀(9)的电磁控制口K与控制器(10)的信号输出口J口相连,可调电磁节流阀(9)的D油口和作动油缸(12)的无杆腔相连;所述压力传感器(11)与作动油缸(12)的无杆腔A腔相连,用于测试无杆腔的压力;所述压力传感器(11)的信号输出口H与控制器(10)的信号输入口H口相连;作动油缸(12)伸出时负载向上运动时,所述可调电磁节流阀(9)处于完全打开状态;作动油缸(12)不动作时,所述可调电磁节流阀(9)处于完全关闭状态;作动油缸(12)收回时负载向下运动时,所述压力传感器(11)所测得的作动油缸(12)无杆腔压力反馈给控制器(10),控制器(10)控制阀芯位移使可调电磁节流阀(9)的孔径减小,依靠可调电磁节流阀(9)产生的液压阻力平衡重力矩. 2.根据权利要求1所述的基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,其特征在于,所述控制器(10)控制阀芯位移xv的调节公式为: 其中Cd为流量系数,ω为可调电磁节流阀(9)阀芯的面积梯度;A1为作动油缸(12)的无杆腔有效面积;ρ为油液密度;T为待平衡的重力矩;v为作动油缸(12)收回的速度. 3.根据权利要求1所述的基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,其特征在于,所述先导式溢流阀(6)的出油口、三位四通比例伺服阀(8)的出油口T均通过回油风冷器(5)与回油滤油器(4)的进油口相连. 4.根据权利要求1所述的基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,其特征在于,所述油泵(2)采用齿轮泵. 5.根据权利要求1所述的基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统,其特征在于,其工作过程为: 作动油缸(12)伸出时:油泵(2)从油箱(1)中吸取液压油,液压油通过滤油器(2)进入系统减压阀(7),系统进油油压通过系统减压阀(7)减压后从减压阀(7)的出油口进入三位四通比例伺服阀(8)的进油口P,三位四通比例伺服阀(8)得电处于左侧工作位,液压油从三位四通比例伺服阀(8)的进油口P流入三位四通比例伺服阀(8)的第二油口B,液压油从三位四通比例伺服阀(8)的B口流出,流入可调电磁节流阀(9)的E口,液压油流过可调电磁节流阀(9)的可变节流孔后,流入作动油缸(12)的无杆腔,可调节流阀(9)的开口完全打开;液压油从作动油缸(12)的有杆腔流出,流入三位四通比例伺服阀(8)的第一油口A口,之后通过管路进入三位四通比例伺服阀(8)的出油口T、回油滤油器(4),流入油箱(1); 作动油缸(12)收回时:油泵(2)从油箱(1)中吸取液压油,液压油通过滤油器(3)进入系统减压阀(7)的进油口,系统液压油从系统减压阀(7)的出油口进入三位四通比例伺服阀(8)的进油口P,三位四通比例伺服阀(8)得电处于右侧工作位,液压油从三位四通比例伺服阀(8)的进油口P流入三位四通比例伺服阀(8)的第一油口A,液压油从三位四通比例伺服阀(8)的A口流入作动油缸(12)的有杆腔,作动油缸(12)无杆腔中的液压油因为油缸的收回运动,流入可调电磁节流阀(9)的D口,压力传感器(11)采集作动油缸(12)无杆腔中的压力参数传输给控制器(10),控制器(10)接收到压力信号输出一个让可调电磁节流阀(9)孔径减小的电压信号;液压油从可调电磁节流阀(9)的E口流出,流入三位四通比例电磁阀(8)的第二油口B口,依次通过三位四通比例伺服阀(8)的出油口T、回油滤油器(4),流入油箱(1).