本發(fā)明涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在頂升和負(fù)載模擬場(chǎng)合，電動(dòng)靜液執(zhí)行機(jī)構(gòu)往往需要克服重力運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重，能源效率低。由重力負(fù)載引起的無(wú)效功率占系統(tǒng)總功率的很大一部分，但該部分能量回收困難，一般通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行處理，造成極大的能源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)，以達(dá)到電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)的節(jié)能效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)，包括：伺服電機(jī)(1)、雙向變量雙聯(lián)泵(2)、直線電機(jī)(3)、比例調(diào)節(jié)裝置(4)、第一壓力表(6)和第二壓力表(7)、非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)、重力負(fù)載(12)、第一蓄能器(13)和第二蓄能器(14)；

所述伺服電機(jī)(1)連接到所述雙向變量雙聯(lián)泵(2)，所述雙向變量雙聯(lián)泵(2)的兩個(gè)進(jìn)油口分別連接所述第一蓄能器(13)和第二蓄能器(14)；第二蓄能器(14)與第一壓力表(6)相連，并連接到非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的有桿腔；所示雙向變量雙聯(lián)泵(2)的兩個(gè)出油口相互連通，并與第二壓力表(7)相連，所述第二壓力表(7)還與非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的無(wú)桿腔相連；所述非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的上端連接重力負(fù)載(12)；

所述直線電機(jī)(3)與所述比例調(diào)節(jié)裝置(4)相連，所述比例調(diào)節(jié)裝置(4)與所述雙向變量雙聯(lián)泵(2)的兩組變量機(jī)構(gòu)相連。

進(jìn)一步地，所述雙向變量雙聯(lián)泵(2)的變量機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)由直線電機(jī)(3)驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述第一蓄能器(13)和第二蓄能器(14)的設(shè)定壓力差與非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的兩腔面積相互匹配。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括第一安全閥(9)和第二安全閥(10)，所述第一安全閥(9)和第二安全閥(10)分別連接在所述非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的兩腔，且所述第一安全閥(9)和所述第二安全閥(10)的方向相反。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括：低壓蓄能器(8)，所述低壓蓄能器(8)通過(guò)單向閥(5)與所述雙向變量雙聯(lián)泵(2)的卸油口相連。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述重力負(fù)載(12)上升時(shí)，所述第一蓄能器(13)的內(nèi)部油液流出，油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵(2)的進(jìn)油口，進(jìn)入非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的無(wú)桿腔，非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的有桿腔油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵(2)進(jìn)入到非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的無(wú)桿腔。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述重力負(fù)載(12)下降時(shí)，非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的無(wú)桿腔油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵(2)，分別進(jìn)入非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的有桿腔油液和第一蓄能器(13)。

進(jìn)一步地，在所述重力負(fù)載(12)的上升下降過(guò)程中，進(jìn)出非對(duì)稱(chēng)液壓缸(11)的兩腔的油量等于兩腔容積的變化量，正反向具有相同的速度增益。

進(jìn)一步地，所述比例調(diào)節(jié)裝置由水平運(yùn)動(dòng)的連桿(41)、連桿(42)、連桿(43)和擺動(dòng)臂(44)組成，連桿(41)與直線電機(jī)(3)的驅(qū)動(dòng)端相連，連桿(42)和連桿(43)分別與雙向變量雙聯(lián)泵(2)的兩個(gè)變量機(jī)構(gòu)相連，連桿(41)、連桿(42)和連桿(43)通過(guò)擺動(dòng)臂(44)進(jìn)行協(xié)同運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)臂(44)圍繞其中心的擺角范圍為所述連桿(41)、連桿(42)和所述連桿(43)的滑塊在擺動(dòng)臂(44)的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，沿水平方向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)選擇所述連桿(41)、連桿(42)和所述連桿(43)的設(shè)計(jì)尺寸和安裝位置，實(shí)現(xiàn)雙向雙聯(lián)變量泵(2)的兩組變量機(jī)構(gòu)的比例調(diào)節(jié)。

由上述本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)利用雙聯(lián)泵及蓄能器解決了非對(duì)稱(chēng)液壓缸兩腔的流量不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，并利用蓄能器的壓力差平衡重力載荷，起到節(jié)能的效果，并有助于改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能；液壓缸上升下降過(guò)程中進(jìn)出兩腔的油量等于兩腔容積的變化量，正反向具有相同的速度增益，呈現(xiàn)出類(lèi)似對(duì)稱(chēng)液壓缸的工作特性。重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)利用直線電機(jī)和比例調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)雙向變量雙聯(lián)泵的變量結(jié)構(gòu)。直線電機(jī)響應(yīng)速度快，定位精度高，與比例調(diào)節(jié)裝置配合，可實(shí)現(xiàn)雙向變量雙聯(lián)泵的變量機(jī)構(gòu)精確快速調(diào)節(jié)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確，有效克服了旋轉(zhuǎn)電機(jī)變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)帶來(lái)的游隙誤差，同時(shí)避免了電液伺服變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)引入控制閥帶來(lái)的節(jié)流損失，進(jìn)一步提高能效。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所述要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載上升階段的油路示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載下降階段的油路示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的比例調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱(chēng)元件被“連接”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無(wú)線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。

為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明，且各個(gè)實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。

本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)負(fù)載的垂直運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合下的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提出了一種節(jié)能型電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)，利用兩個(gè)高壓蓄能器，可以提高作動(dòng)系統(tǒng)的能效，并有助于改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括：

伺服電機(jī)1、雙向變量雙聯(lián)泵2、直線電機(jī)3、比例調(diào)節(jié)裝置4、單向閥5、第一壓力表6、第二壓力表7、低壓蓄能器8、第一安全閥9、第二安全閥10、非對(duì)稱(chēng)液壓缸11、重力負(fù)載12、第一蓄能器13和第二蓄能器14。

所述伺服電機(jī)1連接到所述雙向變量雙聯(lián)泵2，所述雙向變量雙聯(lián)泵2的兩個(gè)進(jìn)油口分別連接到所述第一蓄能器13和第二蓄能器14。第一蓄能器13和第二蓄能器14的設(shè)定壓力差與非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的兩腔面積相互匹配，上述設(shè)定壓力差可以抵消所述重力負(fù)載12的自身重力，可以平衡重力負(fù)載。

第二蓄能器14與第一壓力表6相連，并連接到非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的有桿腔。所示雙向變量雙聯(lián)泵2的兩個(gè)出油口相互連通，并與第二壓力表7相連，進(jìn)而與非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的無(wú)桿腔相連。所述第一壓力表6用于指示有桿腔的壓力，所述第二壓力表7用于指示無(wú)桿腔的壓力。

所述直線電機(jī)3與比例調(diào)節(jié)裝置4相連，然后和雙向變量雙聯(lián)泵2的兩組變量機(jī)構(gòu)相連。所述雙向雙變量雙聯(lián)泵2的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由直線電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述第一安全閥9和10連接在所述非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的兩腔，且第一安全閥9和10的方向相反。第一安全閥9和10用于過(guò)壓保護(hù)，避免系統(tǒng)壓力過(guò)高造成損害

所述非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的上端連接重力負(fù)載12。

所述雙向變量雙聯(lián)泵2的泄油口與所述單向閥5相連，所述單向閥5與低壓蓄能器8相連。

本發(fā)明實(shí)施例提供的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載上升階段的油路示意圖如圖2所示：

當(dāng)所述重力負(fù)載12上升時(shí)，第一蓄能器13的內(nèi)部油液流出，油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵2的進(jìn)油口，進(jìn)入非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的無(wú)桿腔，同時(shí)非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的有桿腔油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵2進(jìn)入到非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的無(wú)桿腔。

本發(fā)明實(shí)施例提供的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載下降階段的油路示意圖如圖3所示：

當(dāng)所述重力負(fù)載12下降時(shí)，非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的無(wú)桿腔油液通過(guò)雙向變量雙聯(lián)泵2，分別進(jìn)入非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的有桿腔油液和第一蓄能器13。

在所述負(fù)載上升下降過(guò)程中，進(jìn)出非對(duì)稱(chēng)液壓缸11的兩腔的油量等于非對(duì)稱(chēng)缸11的兩腔容積變化量之差，因此在重力負(fù)載12上升和下降相同位移時(shí)，流經(jīng)雙向變量雙聯(lián)泵2進(jìn)出第一蓄能器13的油液的體積相等，非對(duì)稱(chēng)液壓缸11正反向運(yùn)行具有相同的速度增益，呈現(xiàn)出類(lèi)似對(duì)稱(chēng)液壓缸的工作特性。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的比例調(diào)節(jié)裝置的示意圖，比例調(diào)節(jié)裝置由水平運(yùn)動(dòng)的連桿41、連桿42、連桿43和擺動(dòng)臂44組成。連桿41與直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)端相連，連桿42和連桿43分別與雙向變量雙聯(lián)泵2的變量機(jī)構(gòu)1和變量結(jié)構(gòu)2相連。連桿41、連桿42和連桿43通過(guò)擺動(dòng)臂44進(jìn)行協(xié)同運(yùn)動(dòng)。擺動(dòng)臂44圍繞其中心的擺角范圍為連桿41、連桿42和連桿43的滑塊可以在擺動(dòng)臂44的滑槽內(nèi)滑動(dòng)，始終沿水平方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移比為l0:l1:l2,通過(guò)選擇連桿合適的設(shè)計(jì)尺寸和安裝位置，可實(shí)現(xiàn)雙向雙聯(lián)變量泵的兩組變量機(jī)構(gòu)的比例調(diào)節(jié)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)利用雙聯(lián)泵及蓄能器解決了非對(duì)稱(chēng)液壓缸兩腔的流量不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，并利用蓄能器的壓力差平衡重力載荷，起到節(jié)能的效果，并有助于改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能；液壓缸上升下降過(guò)程中進(jìn)出兩腔的油量等于兩腔容積的變化量，正反向具有相同的速度增益，呈現(xiàn)出類(lèi)似對(duì)稱(chēng)液壓缸的工作特性。

本發(fā)明實(shí)施例所述的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)利用伺服電機(jī)和雙向變量雙聯(lián)泵作為液壓動(dòng)力源，使該靜液作動(dòng)系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際工作需要調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速和泵的排量，在負(fù)載低速運(yùn)轉(zhuǎn)或靜止時(shí)可減小泵的排量和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，而在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)增大泵的排量和電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制手段靈活方便，可有效減小作動(dòng)系統(tǒng)的裝機(jī)功率，同時(shí)達(dá)到良好的節(jié)能效果。

本發(fā)明實(shí)施例所述的重力載荷下電動(dòng)靜液作動(dòng)系統(tǒng)利用直線電機(jī)和比例調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)雙向變量雙聯(lián)泵的變量結(jié)構(gòu)。直線電機(jī)響應(yīng)速度快，定位精度高，與比例調(diào)節(jié)裝置配合，可實(shí)現(xiàn)雙向變量雙聯(lián)泵的變量機(jī)構(gòu)精確快速調(diào)節(jié)。該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制準(zhǔn)確，有效克服了旋轉(zhuǎn)電機(jī)變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)帶來(lái)的游隙誤差，同時(shí)避免了電液伺服變量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)引入控制閥帶來(lái)的節(jié)流損失，進(jìn)一步提高能效。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)施例中的裝置中的部件可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的部件可以合并為一個(gè)部件，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子部件。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。