液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其包括有一發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一液壓泵、一油箱、一換向閥和一用于驅(qū)動(dòng)一動(dòng)臂的活塞式油缸，發(fā)動(dòng)機(jī)通過一驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)液壓泵，換向閥分別與液壓泵、油箱、活塞式油缸的有桿腔和無桿腔連通，換向閥用于在動(dòng)臂下降時(shí)連通液壓泵與有桿腔，在動(dòng)臂上升時(shí)將無桿腔與液壓泵以及油箱與有桿腔，液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)還包括有一蓄能器和一液壓馬達(dá)；蓄能器與無桿腔在無桿腔到蓄能器的方向上單向連通；液壓馬達(dá)與蓄能器連通，液壓馬達(dá)通過一傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)液壓泵。通過設(shè)置蓄能器儲(chǔ)藏動(dòng)臂下降時(shí)推力對(duì)液壓油做功產(chǎn)生的能量，并在動(dòng)臂上升時(shí)釋放該能量，顯著的提高了液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的能效比。
【專利說明】液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種工程機(jī)械控制系統(tǒng)，特別涉及一種液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，挖掘機(jī)等帶有液壓式動(dòng)臂的機(jī)械的能量利用率一般僅達(dá)到30%?40%，巨大的能量損失使現(xiàn)有的這類機(jī)械的能效比很差。
[0003]液壓式動(dòng)臂在回縮時(shí)，處于液壓油缸的無桿腔中的液壓油往往是因?yàn)橹亓Φ韧饬ν扑团懦?例如挖掘機(jī)，其鏟斗連接動(dòng)臂，在回縮時(shí)往往伴隨有重力和液壓壓力等推送力的多重做功)，然后經(jīng)管路輸送至油箱內(nèi)，使得推送力做的功被白白浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)液壓式動(dòng)臂能量利用率低下的缺陷，提供一種能效比更高的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:
[0006]一種液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其包括有一發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一液壓泵、一油箱、一換向閥和一用于驅(qū)動(dòng)一動(dòng)臂的活塞式油缸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過一驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)所述液壓泵，所述換向閥分別與所述液壓泵、所述油箱、所述活塞式油缸的有桿腔和無桿腔連通，所述換向閥用于在所述動(dòng)臂下降時(shí)連通所述液壓泵與所述有桿腔，在所述動(dòng)臂上升時(shí)將所述無桿腔與所述液壓泵以及所述油箱與所述有桿腔，其特征在于，所述液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)還包括有一蓄能器和一液壓馬達(dá)；
[0007]所述蓄能器與所述無桿腔在所述無桿腔到所述蓄能器的方向上單向連通；
[0008]所述液壓馬達(dá)與所述蓄能器連通，所述液壓馬達(dá)通過一傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)所述液壓泵。
[0009]也就是說，動(dòng)臂下降時(shí)，由于液壓泵與有桿腔是連通的，液壓泵輸送液壓油至有桿腔，壓迫活塞式油缸中的活塞下降，帶動(dòng)動(dòng)臂下降。與此同時(shí)，由于無桿腔與蓄能器是單向連通的，無桿腔內(nèi)的液壓油會(huì)進(jìn)入蓄能器(由于液壓馬達(dá)在此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓油不會(huì)進(jìn)入液壓馬達(dá))。蓄能器可以是通過彈性形變等各種方式將液壓油以蓄能的形態(tài)存儲(chǔ)，液壓油在動(dòng)臂下降(即活塞下降)的壓力下進(jìn)入蓄能器可以視為壓力做功轉(zhuǎn)換為其他的能量形態(tài)(如彈性勢(shì)能等)被蓄能器存儲(chǔ)。
[0010]當(dāng)動(dòng)臂上升時(shí)，無桿腔與液壓泵以及油箱與有桿腔連通(通過換向閥)，液壓泵驅(qū)動(dòng)液壓油注入無桿腔中，進(jìn)而推動(dòng)動(dòng)臂(即活塞)上升，而有桿腔由于與油箱連通，有桿腔中的液壓油被擠入油箱中。與此同時(shí)，液壓馬達(dá)打開，蓄能器中的液壓油在蓄能器所儲(chǔ)存的能量的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓馬達(dá)由于通過傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)液壓泵，使得蓄能器所儲(chǔ)存的能量先轉(zhuǎn)換為液壓馬達(dá)的動(dòng)能再被傳遞至液壓泵，為液壓泵的動(dòng)力提供輔助性的能量。這樣一來，動(dòng)臂下降時(shí)產(chǎn)生的能量就沒有被浪費(fèi)。
[0011 ] 較佳的，所述蓄能器與所述無桿腔之間設(shè)置有一比例閥。
[0012]此處，比例閥可以控制無桿腔中的液壓油流動(dòng)至蓄能器的流速，防止因?yàn)樗查g產(chǎn)生的壓力造成對(duì)硬件的破壞。
[0013]較佳的，所述蓄能器與所述液壓馬達(dá)之間設(shè)置有一開關(guān)閥。
[0014]此處，開關(guān)閥可以在蓄能器在出油的時(shí)候打開，這樣就不需要對(duì)液壓馬達(dá)的開、閉進(jìn)行調(diào)整，使控制更為方便。
[0015]較佳的，所述傳動(dòng)件包括有一離合器，所述離合器用于在所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)將所述液壓馬達(dá)與所述液壓泵的傳動(dòng)關(guān)系解除并在所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)建立所述液壓馬達(dá)與所述液壓泵的傳動(dòng)關(guān)系。
[0016]較佳的，所述蓄能器與所述無桿腔之間設(shè)置有一在所述無桿腔到所述蓄能器的方向連通的單向閥。
[0017]較佳的，所述液壓馬達(dá)通過所述離合器來驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸。
[0018]也就是說，離合器分別與液壓馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)軸連接，當(dāng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速(即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)時(shí)，離合器自動(dòng)分離，使得液壓泵的動(dòng)力來源僅為發(fā)動(dòng)機(jī)。而液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高于驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器自動(dòng)的連接，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)得以傳遞至驅(qū)動(dòng)軸，使得液壓泵的動(dòng)力來源為液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速時(shí)，若離合器連接，則液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)反而成為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的阻礙，因此在這種情況下應(yīng)該分離。由于離合器為現(xiàn)有技術(shù)中常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，此處不再作贅述。
[0019]本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于:通過設(shè)置蓄能器儲(chǔ)藏動(dòng)臂下降時(shí)推力對(duì)液壓油做功產(chǎn)生的能量，并在動(dòng)臂上升時(shí)釋放該能量，顯著的提高了液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的能效比。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的動(dòng)臂下降階段的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的動(dòng)臂上升階段的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0023]圖1為本實(shí)施例的動(dòng)臂下降階段的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的示意圖，圖2為本實(shí)施例的動(dòng)臂上升階段的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)的示意圖，如圖1?2所示，本實(shí)施例涉及的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)包括有:
[0024]發(fā)動(dòng)機(jī)1、液壓泵21、液壓泵22、油箱3、換向閥4、用于驅(qū)動(dòng)一動(dòng)臂的活塞式油缸5、蓄能器6和液壓馬達(dá)7。其中，活塞式油缸5包括有有桿腔51和無桿腔52。發(fā)動(dòng)機(jī)I通過驅(qū)動(dòng)軸11驅(qū)動(dòng)液壓泵21、液壓泵22，換向閥4分別與液壓泵21、液壓泵22、油箱3、活塞式油缸5的有桿腔51和無桿腔52連通，換向閥4用于在動(dòng)臂下降時(shí)連通液壓泵21、液壓泵22與有桿腔51，在動(dòng)臂上升時(shí)將無桿腔52與液壓泵21、液壓泵22以及油箱3與有桿腔51。
[0025]蓄能器6與無桿腔52在無桿腔52到蓄能器6的方向上通過設(shè)置單向閥63單向連通，使得液壓油只有可能從無桿腔52流動(dòng)到蓄能器6內(nèi)，而不可能從蓄能器6流動(dòng)至無桿腔52。
[0026]液壓馬達(dá)7與蓄能器6連通，液壓馬達(dá)7通過一傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)液壓泵21、液壓泵22。
[0027]也就是說，動(dòng)臂下降時(shí)，由于液壓泵21、液壓泵22與有桿腔51是連通的，液壓泵21、液壓泵22輸送液壓油至有桿腔51，壓迫活塞式油缸5中的活塞下降，帶動(dòng)動(dòng)臂下降。與此同時(shí)，由于無桿腔52與蓄能器6是單向連通的，無桿腔52內(nèi)的液壓油會(huì)進(jìn)入蓄能器6(由于液壓馬達(dá)7在此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓油不會(huì)進(jìn)入液壓馬達(dá)7)。蓄能器6可以是通過彈性形變等各種方式將液壓油以蓄能的形態(tài)存儲(chǔ)，液壓油在動(dòng)臂下降(即活塞下降)的壓力下進(jìn)入蓄能器6可以視為壓力做功轉(zhuǎn)換為其他的能量形態(tài)(如彈性勢(shì)能等)被蓄能器6存儲(chǔ)。
[0028]當(dāng)動(dòng)臂上升時(shí)，無桿腔52與液壓泵21、液壓泵22以及油箱3與有桿腔51連通(通過換向閥4)，液壓泵21、液壓泵22驅(qū)動(dòng)液壓油注入無桿腔52中，進(jìn)而推動(dòng)動(dòng)臂(即活塞)上升，而有桿腔51由于與油箱3連通，有桿腔51中的液壓油被擠入油箱3中。與此同時(shí)，液壓馬達(dá)7打開，蓄能器6中的液壓油在蓄能器6所儲(chǔ)存的能量的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)7轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓馬達(dá)7由于通過傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)液壓泵21、液壓泵22，使得蓄能器6所儲(chǔ)存的能量先轉(zhuǎn)換為液壓馬達(dá)7的動(dòng)能再被傳遞至液壓泵21、液壓泵22，為液壓泵21、液壓泵22的動(dòng)力提供輔助性的能量。這樣一來，動(dòng)臂下降時(shí)產(chǎn)生的能量就沒有被浪費(fèi)。
[0029]蓄能器6與無桿腔52之間設(shè)置有比例閥61，以控制無桿腔52中的液壓油流動(dòng)至蓄能器6的流速，防止因?yàn)樗查g產(chǎn)生的壓力造成對(duì)硬件的破壞。
[0030]進(jìn)一步，蓄能器6與液壓馬達(dá)7之間設(shè)置有開關(guān)閥62。
[0031]此處，開關(guān)閥62可以在蓄能器6在出油的時(shí)候打開，這樣就不需要對(duì)液壓馬達(dá)7的開、閉進(jìn)行調(diào)整，使控制更為方便。
[0032]液壓馬達(dá)7通過離合器8來驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸11。離合器8用于在液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速低于發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速時(shí)將液壓馬達(dá)7與液壓泵21、液壓泵22的傳動(dòng)關(guān)系解除并在液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速高于發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速時(shí)建立液壓馬達(dá)7與液壓泵21、液壓泵22的傳動(dòng)關(guān)系。
[0033]也就是說，離合器8分別與液壓馬達(dá)7和驅(qū)動(dòng)軸11連接，當(dāng)液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速低于驅(qū)動(dòng)軸11轉(zhuǎn)速(即發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速)時(shí)，離合器8自動(dòng)分離，使得液壓泵21、液壓泵22的動(dòng)力來源僅為發(fā)動(dòng)機(jī)I。而液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)速高于驅(qū)動(dòng)軸11轉(zhuǎn)速時(shí)，離合器8自動(dòng)的連接，液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)動(dòng)得以傳遞至驅(qū)動(dòng)軸11，使得液壓泵21、液壓泵22的動(dòng)力來源為液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，動(dòng)臂下降時(shí)液壓油內(nèi)的能量沒有被浪費(fèi)。
[0034]在發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)速高于液壓馬達(dá)7轉(zhuǎn)速時(shí)，若離合器8連接，則液壓馬達(dá)7的轉(zhuǎn)動(dòng)反而成為發(fā)動(dòng)機(jī)I轉(zhuǎn)動(dòng)的阻礙，因此在這種情況下應(yīng)該分離。由于離合器為現(xiàn)有技術(shù)中常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而在轉(zhuǎn)速存在差別時(shí)自動(dòng)分離的離合器也是市售可得，此處不再作贅述。
[0035]雖然以上描述了本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這僅是舉例說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其包括有一發(fā)動(dòng)機(jī)、至少一液壓泵、一油箱、一換向閥和一用于驅(qū)動(dòng)一動(dòng)臂的活塞式油缸，所述發(fā)動(dòng)機(jī)通過一驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)所述液壓泵，所述換向閥分別與所述液壓泵、所述油箱、所述活塞式油缸的有桿腔和無桿腔連通，所述換向閥用于在所述動(dòng)臂下降時(shí)連通所述液壓泵與所述有桿腔，在所述動(dòng)臂上升時(shí)將所述無桿腔與所述液壓泵以及所述油箱與所述有桿腔，其特征在于，所述液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)還包括有一蓄能器和一液壓馬達(dá)； 所述蓄能器與所述無桿腔在所述無桿腔到所述蓄能器的方向上單向連通； 所述液壓馬達(dá)與所述蓄能器連通，所述液壓馬達(dá)通過一傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)所述液壓泵。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能器與所述無桿腔之間設(shè)置有一比例閥。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能器與所述液壓馬達(dá)之間設(shè)置有一開關(guān)閥。
4.如權(quán)利要求1所述的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)件包括有一離合器，所述離合器用于在所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速低于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)將所述液壓馬達(dá)與所述液壓泵的傳動(dòng)關(guān)系解除并在所述液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速高于所述發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)建立所述液壓馬達(dá)與所述液壓泵的傳動(dòng)關(guān)系。
5.如權(quán)利要求1所述的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能器與所述無桿腔之間設(shè)置有一在所述無桿腔到所述蓄能器的方向連通的單向閥。
6.如權(quán)利要求4所述的液壓式動(dòng)臂的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓馬達(dá)通過所述離合器來驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)軸。
【文檔編號(hào)】E02F3/43GK203821467SQ201420176183
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】傅鵬飛 申請(qǐng)人:上海派司尼科技發(fā)展有限公司