建造設(shè)備的電子液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開一種在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)可使用電動液壓系統(tǒng)的特性檢測執(zhí)行器位移。所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)包括：控制電動機(jī)的驅(qū)動；確定電動機(jī)是否被驅(qū)動；如果一直檢測的執(zhí)行器的位移值偏離參考位置的零值，則確定安全閥的設(shè)置的壓力值是否大于或等于液壓系統(tǒng)的測量的壓力值；如果液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥的壓力值，則將執(zhí)行器位移值設(shè)置為先前的值，如果液壓系統(tǒng)的壓力值小于安全閥的壓力值，則使用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、執(zhí)行器的截面積和液壓泵的供應(yīng)流率來計算執(zhí)行器位移值；如果液壓系統(tǒng)的斷電請求被輸入，則在將到現(xiàn)在為止計算的執(zhí)行器位移值存儲在控制器中之后結(jié)束計算，如果液壓系統(tǒng)的斷電請求未被輸入，則移動至初始階段。
【專利說明】建造設(shè)備的電子液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)。更具體地講，本發(fā)明涉及一種如下的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)可通過使用電動液壓系統(tǒng)的特性檢測執(zhí)行器(液壓缸等)的位移來控制執(zhí)行器或執(zhí)行器的位移，其中，電動液壓系統(tǒng)使用作為動力源的電動機(jī)驅(qū)動液壓栗。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在采用用于通過從由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓泵排出的液壓流體的方式驅(qū)動執(zhí)行器(諸如轉(zhuǎn)臂油缸)的液壓系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)中，通過分別安裝在挖掘機(jī)上的位移傳感器、AD轉(zhuǎn)換器和數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)(DAQ)測量轉(zhuǎn)臂油缸等的位移。因此，用于檢測執(zhí)行器的位移的測量裝置的組件的數(shù)量增加，從而導(dǎo)致制造成本的增加，并且精確地控制執(zhí)行器的驅(qū)動變得困難，從而使工作性能劣化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題
[0004]因此，提出本發(fā)明以解決上面提到的在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的問題，并且本發(fā)明的一個實施例涉及一種在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)可不必使用位移傳感器而簡化液壓缸位移的測量，并可通過使用液壓系統(tǒng)的特性(例如，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、液壓缸的壓力和液壓泵的容量)檢測液壓缸的位移來精確地控制電動液壓系統(tǒng)的驅(qū)動。
[0005]技術(shù)方案
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，所述電動液壓系統(tǒng)具有電動機(jī)、由電動機(jī)驅(qū)動的液壓泵、連接到液壓泵的液壓執(zhí)行器、安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間的流路中的負(fù)載保持閥、安裝在與流路并聯(lián)連接的分支流路中的安全閥以及控制電動機(jī)的驅(qū)動的控制器，所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)包括:根據(jù)來自控制器的控制信號控制電動機(jī)的驅(qū)動；確定電動機(jī)是否被驅(qū)動，并且如果電動機(jī)被驅(qū)動，則計算液壓泵的流率；確定通過從位置檢測傳感器輸入到控制器的檢測信號一直檢測的執(zhí)行器的位移值是否偏離被設(shè)置為參考位置的零值；如果執(zhí)行器位移值偏離設(shè)置的零值，則確定安全閥的設(shè)置的壓力值是否大于或等于液壓系統(tǒng)的測量的壓力值；如果液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥的壓力值，則將執(zhí)行器位移值設(shè)置為先前的值，如果液壓系統(tǒng)的壓力值小于安全閥的壓力值，則使用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、執(zhí)行器的截面積和液壓泵的供應(yīng)流率來計算執(zhí)行器位移值；如果液壓系統(tǒng)的斷電請求被輸入，則在將到現(xiàn)在為止計算的執(zhí)行器位移值存儲在控制器中之后結(jié)束計算，如果液壓系統(tǒng)的斷電請求未被輸入，則移動至初始階段。
[0007]優(yōu)選地，液壓執(zhí)行器可以是液壓缸。[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面的所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)還可包括:安裝在液壓缸的活塞上的用于感測位置的第一傳感器以及在液壓缸的行程末端時安裝在液壓缸的管上的用于感測位置的第二傳感器和第三傳感器，其中，通過從第二傳感器和第三傳感器輸入到控制器的檢測信號計算的液壓缸的位移值的累積誤差被消除，并且當(dāng)?shù)谝粋鞲衅髋c第二傳感器和第三傳感器中的任何一個重合時，液壓缸的位移值被重新設(shè)置為零值。
[0009]可通過D= / Vdt= / (Q/A)dt計算液壓缸的位移值D,其中，V是液壓缸的驅(qū)動速度，Q是液壓泵的流率，A是液壓缸的截面積。
[0010]液壓泵可由固定排量液壓泵組成。
[0011]有益效果
[0012]如以上構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明的一方面的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)。
[0013]由于使用電動液壓系統(tǒng)的特性檢測液壓缸的位移，因此不需要單獨(dú)的位移傳感器，從而液壓缸位移測量裝置可被簡化。此外，由于液壓缸的位移檢測的值的精確性，可精確地控制液壓缸的驅(qū)動，以提高工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述目的、其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖2是解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)中的執(zhí)行器的位移測量的示圖；以及
[0017]圖3是解釋根據(jù)本發(fā)明的實施例的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)的操作的流程圖。
[0018]附圖中的參考標(biāo)號的描述
[0019]10:電動機(jī)
[0020]11:液壓泵
[0021]13、14:負(fù)載保持閥
[0022]15、16:安全閥
[0023]17:控制器
[0024]18:液壓缸活塞
[0025]19:用于檢測位置的第一傳感器
[0026]20:液壓缸管
[0027]21:用于檢測位置的第二傳感器
[0028]22:用于檢測位置的第三傳感器
【具體實施方式】
[0029]在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在描述中定義的內(nèi)容(諸如詳細(xì)的構(gòu)造和元件)僅是用于幫助本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員全面理解本發(fā)明所提供的具體細(xì)節(jié)，并且本發(fā)明不限于下文中公開的實施例。
[0030]根據(jù)如圖1至圖3所示的本發(fā)明的實施例，在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)包括:根據(jù)來自控制器17的控制信號控制電動機(jī)10的驅(qū)動(S100)；確定電動機(jī)10是否被驅(qū)動(S200);如果電動機(jī)10被驅(qū)動，則計算液壓泵11的流率(flowrate) Q (S300);確定通過從用于感測位置的第二傳感器21和第三傳感器22輸入到控制器17的檢測信號一直檢測的液壓缸12的位移值是否偏離被設(shè)置為參考位置的零值(初始值)(S400);如果液壓缸12的位移值偏離設(shè)置的零值，則確定安全閥15、16的設(shè)置的壓力值是否大于或等于液壓系統(tǒng)的測量的壓力值(S500);如果液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥15、16的壓力值，則將液壓缸12的位移值設(shè)置為先前的值(S600B)，如果液壓系統(tǒng)的壓力值小于安全閥15、16的壓力值，則使用電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度、液壓缸12的截面積和液壓泵11的供應(yīng)流率來計算液壓缸12的位移值(S600A);存儲液壓缸12的位移值(S650);確定液壓系統(tǒng)的斷電狀態(tài)(S700);如果液壓系統(tǒng)的斷電請求被輸入，則在將到現(xiàn)在為止計算的液壓缸12的位移值存儲在控制器17中之后結(jié)束計算(S800)，如果液壓系統(tǒng)的斷電請求未被輸入，則移動至初始階段，其中，所述電動液壓系統(tǒng)具有電動機(jī)10、由電動機(jī)10驅(qū)動的液壓泵11、連接到液壓泵11的液壓執(zhí)行器(下文中被稱為“液壓缸”)12、安裝在液壓泵11和液壓缸12之間的流路中的負(fù)載保持閥13、14、安裝在與流路并聯(lián)連接的分支流路中的安全閥15、16以及控制電動機(jī)10的驅(qū)動的控制器17。
[0031]根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的實施例的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，通過在液壓缸12的活塞18的行程末端時從用于感測位置的第一傳感器19至第三傳感器22輸入到控制器17的檢測信號所計算的液壓缸12的位移值的累積誤差被消除，并且當(dāng)?shù)谝粋鞲衅?9與第二傳感器21和第三傳感器22中的任何一個重合時，液壓缸12的位移值被重新設(shè)置為零值，其中，所述第一傳感器19至第三傳感器22安裝在液壓缸管20上。
[0032]通過D= / Vdt= / (Q/A) dt計算液壓缸12的位移值D，(其中，V是液壓缸的驅(qū)動速度，Q是液壓泵的流率，A是液壓缸的截面積)。
[0033]液壓泵11可由固定排量液壓泵組成。
[0034]在附圖中，未解釋的參考標(biāo)號23表不能量存儲系統(tǒng),24表不AD轉(zhuǎn)換器,25和26表示檢測液壓系統(tǒng)的壓力并將檢測信號發(fā)送到控制器17的壓力傳感器。
[0035]在下文中，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)的使用示例。
[0036]如圖1至圖3所示，能量存儲系統(tǒng)23的AC電壓的電能通過AD轉(zhuǎn)換器24被轉(zhuǎn)換為DC電壓，并且轉(zhuǎn)換的DC電壓被供應(yīng)給電動機(jī)10以驅(qū)動電動機(jī)10。在此情況下，電動機(jī)10通過來自控制器17的控制信號被驅(qū)動，并且電動機(jī)10驅(qū)動液壓泵11。
[0037]使用輸入到控制器17的電動機(jī)10的速度反饋值和液壓泵11的容量值來計算從液壓缸12供應(yīng)的流率Q。BP, Q=(電動機(jī)速度)X (泵排量)=A (缸面積)XV (缸速度)。
[0038]在此情況下，從液壓泵11的供應(yīng)流率Q和液壓缸12的截面積A之間的相關(guān)性來確定液壓缸12的速度V。
[0039]另一方面,通過等式D= / Vdt= / (Q/A) dt計算液壓缸12的位移D。因此,如果控制器17接收到電動機(jī)10的速度反饋值的輸入，則可計算液壓缸12的位移。
[0040]在下文中，將參照圖3描述計算液壓缸12的位移的處理。[0041]如在SlOO中，通過來自控制器17的控制信號控制電動機(jī)10的驅(qū)動。
[0042]如在S200中，確定電動機(jī)10是否被驅(qū)動，并且如果電動機(jī)10被驅(qū)動，則計算液壓泵11的流率(S300)，而如果電動機(jī)10未被驅(qū)動，則處理進(jìn)行到S600C(由于電動機(jī)10處于關(guān)閉狀態(tài)，因此未從液壓泵11供應(yīng)液壓流體，并且液壓缸12的位移D被保持為“O”)。
[0043]如在S300中，使用電動機(jī)10的速度值(通過旋轉(zhuǎn)速度檢測器(未示出)檢測電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度)和液壓泵11的容量值來計算液壓泵11的供應(yīng)流率Q。
[0044]如在S400中，通過安裝在液壓缸12上的用于感測位置的第二傳感器21和第三傳感器22檢測的檢測信號一直被輸入到控制器17。如果安裝在液壓缸活塞18上的用于感測位置的第一傳感器19與安裝在液壓缸管20上的用于感測位置的第二傳感器21和第三傳感器22中的任何一個接觸(如果限位開關(guān)處于接通狀態(tài))，則液壓缸活塞18處于行程末端狀態(tài)，并且控制器17將液壓缸12的位移D設(shè)置為零值(初始值)。通過該操作，由于在計算液壓缸12的位移的處理中積分器的使用而連續(xù)累積的液壓缸12的位移值的累積誤差可被消除。即，通過在特定位置重新設(shè)置初始值，可提高測量液壓缸12的位移的精確性。
[0045]如果限位開關(guān)處于接通狀態(tài)，則處理進(jìn)行到S600C，而如果限位開關(guān)處于斷開狀態(tài)(如果用于感測位置的第一傳感器19未與用于感測位置的第二傳感器21和第三傳感器22接觸)，則處理進(jìn)行到S500。
[0046]如在S500中，在限位開關(guān)斷開的情況下，將安全閥15、16的設(shè)置的壓力值與通過壓力傳感器25、26檢測的液壓系統(tǒng)的壓力值進(jìn)行比較。如果液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥15、16的壓力值，則處理進(jìn)行到S600B，而如果液壓系統(tǒng)的壓力值小于安全閥15、16的壓力值，則處理進(jìn)行到S600A。
[0047]如在S600B中，在液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥15、16的壓力值的情況下，液壓缸12的位移值被設(shè)置為先前的值。這是因為當(dāng)液壓系統(tǒng)的檢測的壓力高于安全閥15、16的設(shè)置的壓力時，從液壓泵11排出的所有液壓流體經(jīng)由安全閥15、16返回到液壓箱T，因此液壓缸12未被驅(qū)動。因此，通過將液壓缸12的位移值保持為先前的值，可計算液壓缸12的位移值。
[0048]如在S600A中，如果液壓系統(tǒng)的測量的壓力值小于安全閥15、16的設(shè)置的壓力值，則使用電動機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度、液壓缸12的截面積和液壓泵11的供應(yīng)流率來計算液壓缸12的位移D。
[0049]S卩，可通過等式D= f Vdt= f (Q/A)dt計算液壓缸12的位移值D (其中，V是液壓缸的驅(qū)動速度，Q是液壓泵的流率，A是液壓缸的截面積)。
[0050]如在S650中，存儲液壓缸12的位移值。
[0051]如在S700中，確定液壓系統(tǒng)是否處于斷電狀態(tài)，并且如果液壓系統(tǒng)的斷電請求被輸入，則處理進(jìn)行到S800，而如果液壓系統(tǒng)的斷電請求未被輸入，則處理進(jìn)行到初始階段(參照 SlOO )。
[0052]如在S800中，如果液壓系統(tǒng)的斷電被請求，則在將到現(xiàn)在為止計算的液壓缸12的位移值存儲在控制器17中之后結(jié)束計算。通過該操作，如果設(shè)備液壓系統(tǒng)的電源之后被開啟，則可基于存儲在控制器17中的液壓缸12的位移值重新計算液壓缸12的位移。
[0053]工業(yè)實用性
[0054]從以上描述顯而易見的是，根據(jù)如上所述的根據(jù)本發(fā)明的實施例的在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，使用電動液壓系統(tǒng)的特性檢測液壓缸的位移，因此，不需要單獨(dú)的位移傳感器。此外，由于液壓缸的位移檢測的值的精確性，可精確地控制液壓缸的驅(qū)動。
【權(quán)利要求】
1.一種在用于建造機(jī)器的電動液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，所述電動液壓系統(tǒng)包括電動機(jī)、由電動機(jī)驅(qū)動的液壓泵、連接到液壓泵的液壓執(zhí)行器、安裝在液壓泵和執(zhí)行器之間的流路中的負(fù)載保持閥、安裝在與流路并聯(lián)連接的分支流路中的安全閥以及控制電動機(jī)的驅(qū)動的控制器，所述執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)包括: 根據(jù)來自控制器的控制信號控制電動機(jī)的驅(qū)動； 確定電動機(jī)是否被驅(qū)動，并且如果電動機(jī)被驅(qū)動，則計算液壓泵的流率； 確定通過從位置檢測傳感器輸入到控制器的檢測信號一直檢測的執(zhí)行器的位移值是否偏離被設(shè)置為參考位置的零值； 如果執(zhí)行器位移值偏離設(shè)置的零值，則確定安全閥的設(shè)置的壓力值是否大于或等于液壓系統(tǒng)的測量的壓力值； 如果液壓系統(tǒng)的壓力值大于或等于安全閥的壓力值，則將執(zhí)行器位移值設(shè)置為先前的值，如果液壓系統(tǒng)的壓力值小于安全閥的壓力值，則使用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、執(zhí)行器的截面積和液壓泵的供應(yīng)流率來計算執(zhí)行器位移值； 如果液壓系統(tǒng)的斷電請求被輸入，則在將到現(xiàn)在為止計算的執(zhí)行器位移值存儲在控制器中之后結(jié)束計算，如果液壓系統(tǒng)的斷電請求未被輸入，則移動至初始階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，其中，液壓執(zhí)行器是液壓缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，還包括:安裝在液壓缸的活塞上的用于感測位置的第一傳感器以及在液壓缸的行程末端的安裝在液壓缸的管上的用于感測位置的第二傳感器和第三傳感器，其中，通過從第二傳感器和第三傳感器輸入到控制器的檢測信號計算的液壓缸的位移值的累積誤差被消除，并且當(dāng)?shù)谝粋鞲衅髋c第二傳感器和第三傳感器中的任何一個重合時，液壓缸的位移值被重新設(shè)置為零值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，其中，通過D=/ Vdt= / (Q/A)dt計算液壓缸的位移值D，其中，V是液壓缸的驅(qū)動速度，Q是液壓泵的流率，A是液壓缸的截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的執(zhí)行器位移測量系統(tǒng)，其中，液壓泵由固定排量液壓泵組成。
【文檔編號】F15B21/08GK103857927SQ201180074006
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】金知倫 申請人:沃爾沃建造設(shè)備有限公司