專利名稱:智能化開關(guān)式球閥伺服油缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
智能化開關(guān)式球閥伺服油缸技術(shù)領(lǐng)域.本實(shí)用新型涉及一種伺服油缸,特別是一種利用單片機(jī)作為控制器;用兩位三 通高速開關(guān)閥作為先導(dǎo)閥去控制開關(guān)式球閥;由開關(guān)式球閥組合通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換 閥去控制伺服油缸的智能化開關(guān)式球閥伺服油缸,屬于液壓及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前所用的伺服油缸都是由常規(guī)的電子線路通過(guò)各種形式的伺服閥來(lái)控制的, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,不利于推廣,而且國(guó)產(chǎn)的伺服閥可靠性不高,因而國(guó)內(nèi)沒(méi)有 可靠的利用控制器和伺服閥的伺服油缸產(chǎn)品供自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)選用。已有技術(shù)中,申請(qǐng)?zhí)枮?00620047853.1,名稱為電液控制開關(guān)式球閥組合裝置 的實(shí)用新型專利是由兩個(gè)兩位三通高速開關(guān)閥和四個(gè)液控開關(guān)式球閥組成,和單片 機(jī)組合可以對(duì)伺服油缸實(shí)施智能化的控制。然而該專利只有自動(dòng)控制部分,沒(méi)有手 動(dòng)控制部分,在應(yīng)急工況下,如自動(dòng)化設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí),必然要停機(jī)檢修,這對(duì)生 產(chǎn)是很不利的;申請(qǐng)?zhí)枮?00520043515.6,名稱為轉(zhuǎn)換閥的實(shí)用新型專利,該專利 提供的轉(zhuǎn)換閥包括閥體和閥芯,根據(jù)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求,配合閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)角度變換, 通過(guò)增加連接通道的數(shù)量,或變換連接通道的徑向通道和軸向通道的連通方式,設(shè) 計(jì)成多位多通的結(jié)構(gòu),特別適合于四位或四位以上的多通轉(zhuǎn)換閥。 發(fā)明內(nèi)容為了克服己有技術(shù)的不足和缺陷并充分利用現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型提供了一種利用單片機(jī)作為控制器;用兩位三通高速開關(guān)閥作為先導(dǎo)閥控制開關(guān)式球閥;由開關(guān)式球閥組合通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥去控制伺服油缸的智能化開關(guān)式球閥伺服油缸, 該裝置響應(yīng)快、壽命長(zhǎng),既可手動(dòng)控制也可以自動(dòng)控制,當(dāng)自動(dòng)控制設(shè)備出現(xiàn)故障 時(shí),可以應(yīng)急手動(dòng)控制,保證設(shè)備的正常運(yùn)行,待故障排除后,又可重新轉(zhuǎn)入自動(dòng) 控制狀態(tài),從而縮短了故障停機(jī)時(shí)間,保證了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,達(dá)到了最佳的控制 效果。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型包括A先導(dǎo)閥、B先導(dǎo)閥,
A開關(guān)式球閥、B開關(guān)式球閥、C開關(guān)式球閥、D開關(guān)式球閥,四位六通轉(zhuǎn)換閥, 伺服油缸,油泵,油池,控制單元。其中A先導(dǎo)閥與A開關(guān)式球閥、C開關(guān)式球閥 組成一組電液控制開關(guān)式球閥組,A開關(guān)式球閥為排油閥,C開關(guān)式球閥為進(jìn)油閥; B先導(dǎo)閥與B開關(guān)式球閥、D開關(guān)式球閥組成另一組電液控制開關(guān)式球閥組,B開 關(guān)式球閥為進(jìn)油閥,D開關(guān)式球閥為排油閥。四位六通轉(zhuǎn)換閥是轉(zhuǎn)換閥的一種,包 括一個(gè)閥體和一個(gè)可在閥體中與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的閥芯,它有六個(gè)通道口, Gl、 G2、 G3、 G4為四位六通轉(zhuǎn)換閥的四個(gè)進(jìn)出口, G5是四位六通轉(zhuǎn)換閥的壓力油進(jìn)口, G6 是四位六通轉(zhuǎn)換閥的壓力油泄放口。四位六通轉(zhuǎn)換閥有I、 II、 III、 IV四個(gè)位置狀 態(tài),閥芯每轉(zhuǎn)動(dòng)90。就對(duì)應(yīng)一個(gè)位置狀態(tài)。控制單元采用單片機(jī)或可編程控制器??刂茊卧妮敵龆朔謩e與A先導(dǎo)閥、B先導(dǎo)閥的控制端電連接,A先導(dǎo)閥和B 先導(dǎo)閥的泄壓口均與油池相通,A先導(dǎo)閥和B先導(dǎo)閥的輸入端均與油泵出口連接, 油泵進(jìn)口與油池相通,A先導(dǎo)閥的輸出端分別與A開關(guān)式球閥、C開關(guān)式球閥的控 制端口連接,B先導(dǎo)閥的輸出端分別與B開關(guān)式球閥、D開關(guān)式球閥的控制端口連 接。B開關(guān)式球閥和C開關(guān)式球閥的進(jìn)口均與油泵的出口連接,B開關(guān)式球閥的出 口和A開關(guān)式球閥的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥的G1 口連接,C開關(guān)式球闊的出口 和D開關(guān)式球閥的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥的G2 口連接,A開關(guān)式球閥和D開關(guān) 式球閥的出口均通向油池。A開關(guān)式球閥、B開關(guān)式球閥、C開關(guān)式球閥和D開關(guān) 式球閥的泄壓孔均與油池相通;四位六通轉(zhuǎn)換閥的G3 口與伺服油缸的左端進(jìn)口相 連,四位六通轉(zhuǎn)換閥的G4 口與伺服油缸的右端進(jìn)口相連,四位六通轉(zhuǎn)換閥的G5 口與油泵的出口連接,G6口通向油池。i、 n、 in為四位六通轉(zhuǎn)換閥的手動(dòng)控制位置,當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥在手動(dòng)控制位置時(shí),伺服油缸的動(dòng)作由人工進(jìn)行調(diào)節(jié),分別控制伺服油缸左移、停止和右移。 當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)到位置I時(shí),G5 口與G4 口連通,G6 口與G3 口連通,來(lái)自油 泵的壓力油通過(guò)G5、 G4 口通向伺服油缸右側(cè),而伺服油缸左側(cè)的工作油則通過(guò) G3、 G6 口泄入油池,油缸活塞便在右側(cè)壓力油的作用下向左移動(dòng)。同理,當(dāng)四位 六通轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)到位置III時(shí),G5 口與G3 口連通,G6 口與G4 口連通,來(lái)自油泵的壓 力油通過(guò)G5、 G3 口通向伺服油缸的左側(cè),而伺服油缸右側(cè)的工作油則通過(guò)G6、 G4 口泄入油池,油缸活塞便在左側(cè)壓力油的作用下向右移動(dòng)。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥 轉(zhuǎn)到位置II時(shí),G3、 G4口與G1、 G2、 G5、 G6 口均不連通,伺服油缸左右兩側(cè)的
工作油被鎖住,油缸活塞保持靜止。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)到位置IV時(shí),為自動(dòng)控制方式,此時(shí),伺服油缸的動(dòng)作由 開關(guān)式球閥組合進(jìn)行控制。當(dāng)A先導(dǎo)閥接到控制單元發(fā)出的高電平信號(hào)時(shí),其輸出 端有一個(gè)壓力油信號(hào)給A開關(guān)式球閥和C開關(guān)式球閥的控制端口,并使其導(dǎo)通,這 時(shí)壓力油通過(guò)C開關(guān)式球閥和四位六通轉(zhuǎn)換閥的G2、 G4 口進(jìn)入伺服油缸的右端, 而伺服油缸的左端則通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥的G3、 Gl 口、 A開關(guān)式球閥與油池相通, 因此伺服油缸內(nèi)的活塞在右側(cè)壓力油的作用下向左移動(dòng),而活塞左側(cè)的工作油則通 過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥的G3、 Gl 口、 A開關(guān)式球閥排到油池。相反,如果是B先導(dǎo)閥 接到控制單元發(fā)出的高電平信號(hào),則它輸出的壓力油信號(hào)使B開關(guān)式球閥和D開關(guān) 式球閥導(dǎo)通,這時(shí)壓力油通過(guò)B開關(guān)式球閥和四位六通轉(zhuǎn)換閥的G1、 G3 口進(jìn)入伺 服油缸的左端,而伺服油缸的右端則通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥的G4、 G2 口和D開關(guān)式 球閥通向油池,伺服油缸活塞在左側(cè)壓力油的作用下向右移動(dòng)。所以,我們只要使 A先導(dǎo)閥控制端為高電平而B先導(dǎo)閥控制端為低電平,則伺服油缸向左移動(dòng),反之, B先導(dǎo)閥控制端為高電平而A先導(dǎo)闔控制端為低電平,則伺服油缸向右移動(dòng)。A先 導(dǎo)閥和B先導(dǎo)閥是由單片機(jī)系統(tǒng)控制的,伺服油缸活塞的位置參數(shù)信號(hào)反饋給以單 片機(jī)為核心的控制器,控制器通過(guò)對(duì)指令和被控參數(shù)進(jìn)行綜合的分析、判斷,然后 將控制信號(hào)送給A先導(dǎo)閥和B先導(dǎo)閥,從而控制伺服油缸動(dòng)作。我們只要對(duì)單片機(jī) 編寫一個(gè)好的自學(xué)習(xí)系統(tǒng)就可對(duì)伺服油缸實(shí)施智能化的控制。本實(shí)用新型的有益效果。本實(shí)用新型提供了一種智能化伺服油缸,采用兩只先導(dǎo)閥和四只開關(guān)式球閥分 別組合成兩組開關(guān)式球閥組合,它充分利用了開關(guān)式球闊組合響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)(可 達(dá)上億次)的優(yōu)點(diǎn)和單片機(jī)可靈活編程的功能可以對(duì)伺服油缸實(shí)施智能化的控制, 對(duì)于不同的控制對(duì)象都能達(dá)到最佳的控制效果,并結(jié)合四位六通轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換功 能,既可手動(dòng)控制,又可自動(dòng)控制,保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,提高了生產(chǎn)效率。
圖1是本實(shí)用新型智能化開關(guān)式球閥伺服油缸的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 圖中1-A先導(dǎo)閥,2-B先導(dǎo)閥,3-A開關(guān)式球閥,4-B開關(guān)式球閥,5-C開關(guān)式 球閥,6-D開關(guān)式球閥,7-伺服油缸,8-油泵,9-油池,10-控制單元,11-四位六 通轉(zhuǎn)換閥。I、 II、 III、 IV表示四位六通轉(zhuǎn)換閥11的四個(gè)位置狀態(tài)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示,本實(shí)用新型包括A先導(dǎo)閥1、 B先導(dǎo)閥2, A開關(guān)式球閥3、 B開 關(guān)式球閥4、 C開關(guān)式球閥5、 D開關(guān)式球闊6,四位六通轉(zhuǎn)換閥ll,伺服油缸7, 油泵8,油池9,控制單元10。其中A先導(dǎo)閥1、 B先導(dǎo)閥2均采用型號(hào)為HSV3023 的兩位三通高速開關(guān)閥。A先導(dǎo)閥1與A開關(guān)式球閥3、 C開關(guān)式球閥5組成一組 電液控制開關(guān)式球閥組,A開關(guān)式球閥3為排油閥,C開關(guān)式球閥5為進(jìn)油閥;B 先導(dǎo)閥2與B開關(guān)式球閥4、D開關(guān)式球閥6組成另一組電液控制開關(guān)式球閥組,B 開關(guān)式球閥4為進(jìn)油閥,D開關(guān)式球閥6為排油閥。四位六通轉(zhuǎn)換閥11是轉(zhuǎn)換閥 的一種,包括一個(gè)閥體和一個(gè)可在閥體中與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的閥芯,它有六個(gè)通道口, Gl、 G2、 G3、 G4為四位六通轉(zhuǎn)換閥11的四個(gè)進(jìn)出口, G5是四位六通轉(zhuǎn)換閥11 的壓力油進(jìn)口,G6是四位六通轉(zhuǎn)換閥11的壓力油泄放口。四位六通轉(zhuǎn)換閥11有I、 II、 III、 IV四個(gè)位置狀態(tài),閥芯每轉(zhuǎn)動(dòng)90°就對(duì)應(yīng)一個(gè)位置狀態(tài)。控制單元10采用 單片機(jī)或可編程控制器??刂茊卧?0的輸出端分別與A先導(dǎo)閥1、 B先導(dǎo)閥2的控制端電連接,A先導(dǎo) 閥1和B先導(dǎo)閥2的泄壓口均與油池9相通,輸入端均與油泵8出口連接,油泵8 進(jìn)口與油池9相通,A先導(dǎo)閥1的輸出端分別與A開關(guān)式球閥3、 C開關(guān)式球閥5 的控制端口連接,B先導(dǎo)閥2的輸出端分別與B開關(guān)式球閥4、 D開關(guān)式球閥6的 控制端口連接。B開關(guān)式球閥4和C開關(guān)式球閥5的進(jìn)口均與油泵8的出口連接, B開關(guān)式球閥4的出口和A開關(guān)式球閥3的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G1 口連 接,C開關(guān)式球閥5的出口和D開關(guān)式球閥6的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G2 口連接,A開關(guān)式球閥3和D開關(guān)式球閥6的出口均通向油池9。 A開關(guān)式球閥3、 B開關(guān)式球閥4、 C開關(guān)式球閥5和D開關(guān)式球閥6的泄壓孔均與油池9相通;四 位六通轉(zhuǎn)換閥11的G3 口與伺服油缸7的左端進(jìn)口相連,四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G4 口與伺服油缸7的右端進(jìn)口相連,四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G5 口與油泵8的出口連接, G6 口通向油池9。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥11的位置在I、 II、 III時(shí)為手動(dòng)控制,分別控制伺服油缸7 左移、停止和右移。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥11轉(zhuǎn)到位置I時(shí),G5口與G4口連通,G6 口與G3 口連通,來(lái)自油泵8的壓力油通過(guò)G5、 G4 口通向伺服油缸7右側(cè),而伺 服油缸7左側(cè)的工作油則通過(guò)G3、 G6口泄入油池9,油缸活塞便在右側(cè)壓力油的
作用下向左移動(dòng)。同理,當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥11轉(zhuǎn)到位置in時(shí),G5 口與G3 口連通, G6口與G4口連通,來(lái)自油泵8的壓力油通過(guò)G5、 G3 口通向伺服油缸7的左側(cè), 而伺服油缸7右側(cè)的工作油則通過(guò)G6、 G4口泄入油池9,油缸活塞便在左側(cè)壓力 油的作用下向右移動(dòng)。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥11轉(zhuǎn)到位置II時(shí),G3、 G4 口與G1、 G2、 G5、 G6均不連通,伺服油缸7左右兩側(cè)的工作油被鎖住,油缸活塞保持靜止。當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥11轉(zhuǎn)到位置IV時(shí),為自動(dòng)控制方式,此時(shí),伺服油缸7的動(dòng) 作由開關(guān)式球閥組合進(jìn)行控制。當(dāng)A先導(dǎo)閥1接到控制單元發(fā)出的高電平信號(hào)時(shí), 其輸出端有一個(gè)壓力油信號(hào)給A開關(guān)式球闊3和C開關(guān)式球閥5的控制端口 ,并使 其導(dǎo)通,這時(shí)壓力油通過(guò)C開關(guān)式球閥5和四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G2、 G4 口進(jìn)入 伺服油缸7的右端,而伺服油缸7的左端則通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G3、 Gl 口和 A開關(guān)式球閥3與油池9相通,因此伺服油缸7內(nèi)的活塞在右側(cè)壓力油的作用下向 左移動(dòng),而活塞左側(cè)的工作油則通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G3、 Gl 口和A開關(guān)式 球閥3排到油池9。相反,如果是B先導(dǎo)閥2接到控制單元發(fā)出的高電平信號(hào),則 它輸出的壓力油信號(hào)使B開關(guān)式球閥4和D開關(guān)式球閥6導(dǎo)通,這時(shí)壓力油通過(guò)B 開關(guān)式球閥4和四位六通轉(zhuǎn)換閥的G1、 G3 口進(jìn)入伺服油缸7的左端,而伺服油缸 7的右端則通過(guò)四位六通轉(zhuǎn)換閥11的G4、 G2 口和D開關(guān)式球閥6通向油池9,伺 服油缸活塞在左側(cè)壓力油的作用下向右移動(dòng)。所以,我們只要使A先導(dǎo)閥1控制端 為高電平而B先導(dǎo)閥2控制端為低電平,則伺服油缸向左移動(dòng),反之,B先導(dǎo)闊2 控制端為高電平而A先導(dǎo)閥1控制端為低電平,則伺服油缸向右移動(dòng)。A先導(dǎo)閥l 和B先導(dǎo)閥2是由單片機(jī)系統(tǒng)控制的,我們只要對(duì)單片機(jī)編寫一個(gè)好的自學(xué)習(xí)系統(tǒng) 就可對(duì)伺服油缸實(shí)施智能化的控制。
權(quán)利要求1.一種智能化開關(guān)式球閥伺服油缸,包括A先導(dǎo)閥(1)、B先導(dǎo)閥(2)、A開關(guān)式球閥(3)、B開關(guān)式球閥(4)、C開關(guān)式球閥(5)、D開關(guān)式球閥(6)、四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)、伺服油缸(7)、油泵(8)、油池(9)、控制單元(10),其特征在于A先導(dǎo)閥(1)與A開關(guān)式球閥(3)、C開關(guān)式球閥(5)組成一組電液控制開關(guān)式球閥組,A開關(guān)式球閥(3)為排油閥,C開關(guān)式球閥(5)為進(jìn)油閥;B先導(dǎo)閥(2)與B開關(guān)式球閥(4)、D開關(guān)式球閥(6)組成另一組電液控制開關(guān)式球閥組,B開關(guān)式球閥(4)為進(jìn)油閥,D開關(guān)式球閥(6)為排油閥;控制單元(10)的輸出端分別與A先導(dǎo)閥(1)、B先導(dǎo)閥(2)的控制端電連接,A先導(dǎo)閥(1)和B先導(dǎo)閥(2)的泄壓口均與油池(9)相通,輸入端均與油泵(8)出口連接,油泵(8)進(jìn)口與油池(9)相通,A先導(dǎo)閥(1)的輸出端分別與A開關(guān)式球閥(3)、C開關(guān)式球閥(5)的控制端口連接,B先導(dǎo)閥(2)的輸出端分別與B開關(guān)式球閥(4)、D開關(guān)式球閥(6)的控制端口連接;B開關(guān)式球閥(4)和C開關(guān)式球閥(5)的進(jìn)口均與油泵(8)的出口連接,B開關(guān)式球閥(4)的出口和A開關(guān)式球閥(3)的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的G1口連接,C開關(guān)式球閥(5)的出口和D開關(guān)式球閥(6)的進(jìn)口均與四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的G2口連接,A開關(guān)式球閥(3)和D開關(guān)式球閥(6)的出口均通向油池(9);A開關(guān)式球閥(3)、B開關(guān)式球閥(4)、C開關(guān)式球閥(5)和D開關(guān)式球閥(6)的泄壓孔均與油池(9)相通;四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的G3口與伺服油缸(7)的左端進(jìn)口相連,四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的G4口與伺服油缸(7)的右端進(jìn)口相連,四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的G5口與油泵(8)的出口連接,G6口通向油池(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化開關(guān)式球閥伺服油缸,其特征是所述的A先導(dǎo) 閥(1)和B先導(dǎo)閥(2)均采用型號(hào)為HSV3023的兩位三通高速開關(guān)閥。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化開關(guān)式球閥伺服油缸,其特征是所述的控制單 元(10)是采用單片機(jī)或可編程控制器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化開關(guān)式球閥伺服油缸,其特征是所述的四位六 通轉(zhuǎn)換閥(11)包括一個(gè)閥體和一個(gè)可在閥體中與之相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的閥芯,它有六個(gè) 通道口, Gl、 G2、 G3、 G4為四位六通轉(zhuǎn)換閥11的四個(gè)進(jìn)出口, G5是四位六通 轉(zhuǎn)換閥(11)的壓力油進(jìn)口, G6是四位六通轉(zhuǎn)換閥(11)的壓力油泄放口;四 位六通轉(zhuǎn)換閥(11)有I、 II、 III、 IV四個(gè)位置狀態(tài),閥芯每轉(zhuǎn)動(dòng)90。就對(duì)應(yīng)一 個(gè)位置狀態(tài)。
專利摘要智能化開關(guān)式球閥伺服油缸屬于液壓及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域,包括兩只先導(dǎo)閥,四只開關(guān)式球閥,一只四位六通轉(zhuǎn)換閥,伺服油缸,油泵,油池,控制單元,本實(shí)用新型采用兩只先導(dǎo)閥和四只開關(guān)式球閥分別組合成兩組開關(guān)式球閥組合,當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)化閥在自動(dòng)控制位置時(shí),伺服油缸的動(dòng)作由兩組開關(guān)式球閥組合來(lái)控制,當(dāng)四位六通轉(zhuǎn)換閥在手動(dòng)控制位置時(shí),伺服油缸的動(dòng)作由人工進(jìn)行調(diào)整,本實(shí)用新型充分利用了開關(guān)式球閥組合響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)和單片機(jī)可靈活編程的功能對(duì)伺服油缸實(shí)施智能化的控制,同時(shí)結(jié)合四位六通轉(zhuǎn)換閥的轉(zhuǎn)換功能,又可手動(dòng)控制,保證了生產(chǎn)的連續(xù)性,提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)F15B15/14GK201013681SQ200720067300
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2007年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者莊建英, 鄧真全, 雷 陳, 黃劉琦 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)