一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于液壓領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于航空、航天等有限空間范圍內(nèi)使 用的高精度、高頻響應(yīng)的特種液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)是一體化電液伺服驅(qū)動器的主要組成 部分。
【背景技術(shù)】
[0002] -體化電液伺服驅(qū)動器兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)液壓驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)直接驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時 具備高轉(zhuǎn)距和大功率密度的能力，其采用伺服閥控制，具備較高的響應(yīng)頻率。
[0003] 美國、歐洲等發(fā)達(dá)國家多利用高頻響應(yīng)電機(jī)直接驅(qū)動液壓泵，稱為一體化電動靜 液做動器（簡稱EHA)。北京航空航天大學(xué)提出的泵閥聯(lián)合控制的EHA系統(tǒng)，由于伺服閥在 運(yùn)行過程中一直開啟，伺服閥的節(jié)流控制使系統(tǒng)發(fā)熱量較大，嚴(yán)重影響工作時間，不具備長 時間工作的能力。另外，申請?zhí)枮镃N201110381971. 1的中國專利申請公開了一種基于電動 靜液作動系統(tǒng)的多學(xué)科建模方法，該建模方法也無法提供一種能實(shí)際應(yīng)用的一體化電液伺 服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)。因此，存在開發(fā)出能實(shí)際應(yīng)用電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的技術(shù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種一體化電液伺服驅(qū)動器 液壓系統(tǒng)，其目的在于，通過設(shè)計(jì)驅(qū)動電機(jī)、液壓泵、第一單向閥、第二單向閥、電磁換向閥、 溢流閥、伺服閥、液壓缸、封閉增壓油箱、第一節(jié)流閥間的連接關(guān)系，形成多個液路，能實(shí)現(xiàn) 待機(jī)和工作兩個液壓回路，待機(jī)狀態(tài)下系統(tǒng)發(fā)熱量低，由此解決現(xiàn)有一體化電液伺服驅(qū)動 系統(tǒng)易發(fā)熱、難以長期待機(jī)的缺點(diǎn)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種一體化電液伺服驅(qū)動器液 壓系統(tǒng)，其特征在于，包括驅(qū)動電機(jī)、液壓泵、第一單向閥、第二單向閥、電磁換向閥、溢流 閥、伺服閥、液壓缸、封閉增壓油箱、第一節(jié)流閥，其中，所述驅(qū)動電機(jī)連接液壓泵，所述液壓 泵出油口連接第一單向閥，第一單向閥出油口同時分出第一、第二以及第三液路，所述第一 液路連接電磁換向閥的P 口，所述電磁換向閥的T 口連接所述第二單向閥；所述第二液路連 接溢流閥的P 口，溢流閥的T 口連接第二單向閥；所述第三液路連接所述伺服閥的P 口，所 述伺服閥的T 口連接第二單向閥，伺服閥的A 口和B 口分別連通液壓缸的A 口和B 口；所述 第二單向閥依次連接封閉增壓油箱和第一節(jié)流閥的P 口，所述第一節(jié)流閥的T 口連接所述 液壓泵吸油口。
[0006] 以上設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，可通過驅(qū)動電機(jī)、伺服閥、液壓缸搭建伺服驅(qū)動回路用于進(jìn) 行工作，使系統(tǒng)處于工作模式；通過控制伺服閥全開、再利用驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行流量控制，可構(gòu) 建待機(jī)回路，使系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)時，系統(tǒng)壓力只克服管路、閥件的壓 損，其長時間運(yùn)行的發(fā)熱量較小，可長期待機(jī)。
[0007] 進(jìn)一步的，電磁換向閥上設(shè)置有第一電驅(qū)動裝置YV1，通過控制第一電驅(qū)動裝置 YVl的通斷電從而控制電磁換向閥的液路換向。
[0008] 進(jìn)一步的，伺服閥上分別設(shè)置有第二電驅(qū)動裝置YV2和第三電驅(qū)動裝置YV3,通過 控制第二電驅(qū)動裝置YV2和第三電驅(qū)動裝置YV3的通斷電從而分別控制伺服閥處于左位或 者右位。
[0009] 進(jìn)一步的，第一單向閥出油口同時還分出第四液路，所述第四液路連接高壓蓄能 器和第一壓力傳感器。
[0010] 進(jìn)一步的，還包括第一快速接頭、第二快速接頭、第三快速接頭、第四快速接頭、第 二節(jié)流閥、油箱，其中，
[0011] 第一快速接頭一端連接第一節(jié)流閥的T 口，第二快速接頭一端連接第一節(jié)流閥的 P 口，第一快速接頭另一端連接第四快速接頭一端，第二快速接頭另一端連接第三快速接頭 一端，第三快速接頭另一端連接第二節(jié)流閥的P 口，第二節(jié)流閥的T 口連接油箱，第四快速 接頭另一端也連接油箱。
[0012] 進(jìn)一步的，第二單向閥兩端并聯(lián)有風(fēng)冷卻器。
[0013] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有 益效果：
[0014] 1、本發(fā)明的液壓系統(tǒng)，可通過驅(qū)動電機(jī)、伺服閥、液壓缸搭建伺服驅(qū)動回路，并通 過伺服閥、驅(qū)動電機(jī)、電磁換向閥的狀態(tài)設(shè)置來確定液壓系統(tǒng)的狀態(tài)，可設(shè)置兩種工作狀態(tài) 和一種待機(jī)狀態(tài)。進(jìn)一步通過三種狀態(tài)組合出多種工作模式來完成不同的工作。通過控制 驅(qū)動電機(jī)全開、控制伺服閥的開口大小、開口方向來實(shí)現(xiàn)流量、方向控制，從而使伺服驅(qū)動 回路工作在高頻響、高速度的工作狀態(tài)；此外，通過控制伺服閥全開，利用伺服閥開口方向 實(shí)現(xiàn)方向控制、利用驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行流量控制，可實(shí)現(xiàn)低能量損耗的低頻響、低速度的工 作狀態(tài)。最后，通過控制驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整到最低轉(zhuǎn)速、電磁換向閥打開，系統(tǒng)壓力只克服 管路、閥件的壓損，并通過風(fēng)冷卻器冷卻液路的溫度，保證系統(tǒng)運(yùn)行的發(fā)熱量小于散熱量， 可實(shí)現(xiàn)能量損耗最低、系統(tǒng)散熱冷卻的待機(jī)狀態(tài)。系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)時驅(qū)動電機(jī)沒有關(guān)停，可 使液壓系統(tǒng)迅速切換到工作狀態(tài)，節(jié)省電機(jī)啟動的時間，從而實(shí)現(xiàn)在最低功耗待機(jī)狀態(tài)與 較高功耗工作狀態(tài)之間的快速切換。
[0015] 2、系統(tǒng)在待機(jī)狀態(tài)時驅(qū)動電機(jī)沒有關(guān)停，可使液壓系統(tǒng)迅速切換到工作狀態(tài)，節(jié) 省電機(jī)啟動的時間，實(shí)現(xiàn)在低功耗待機(jī)狀態(tài)與高功耗工作狀態(tài)之間的快速切換。
[0016] 3、本發(fā)明的液壓系統(tǒng)，還可通過兩對快速接頭以及第一節(jié)流閥、結(jié)合油箱、第二節(jié) 流閥等構(gòu)成系統(tǒng)調(diào)試回路，可實(shí)現(xiàn)封閉增壓油箱的充液、液壓系統(tǒng)的排氣功能。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的一體化電液伺服驅(qū)動器的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的帶有調(diào)試回路的一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 示意圖。
[0019] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：
[0020] 1-驅(qū)動電機(jī) 2-液壓泵 3-高壓過濾器
[0021 ] 4-第一單向閥 5-電磁換向閥 6-溢流閥
[0022] 7-高壓蓄能器 8-第一壓力傳感器 9-伺服閥
[0023] 10-液壓缸 Il-位移傳感器 12-風(fēng)冷卻器
[0024] 13-封閉增壓油箱 14-第一節(jié)流閥 15-第一快速接頭
[0025] 16-第二快速接頭 17-第二單向閥 18-第二壓力傳感器
[0026] 19-第三壓力傳感器 20-第三快速接頭 21-第四快速接頭
[0027] 22-壓力表 23-第二節(jié)流閥 24-油箱
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的一體化電液伺服驅(qū)動器的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可 知，本發(fā)明的一種一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)1、液壓泵2、高壓過濾器 3、第一單向閥4、第二單向閥17、電磁換向閥5、溢流閥6、高壓蓄能器7、第一壓力傳感器8、 第二壓力傳感器18、第三壓力傳感器19、伺服閥9、液壓缸10、位移傳感器11、風(fēng)冷卻器12、 封閉增壓油箱13、第一節(jié)流閥14、第一快速接頭15、第二快速轉(zhuǎn)接頭16。驅(qū)動電機(jī)1和液 壓泵2連接，液壓泵2吸油口通過第一節(jié)流閥14與封閉增壓油箱13吸油口連接。
[0030] 液壓泵2出油口依次連接高壓過濾器3以及第一單向閥4,流出第一單向閥4后的 液路分為四路，第一路連接裝有電驅(qū)動裝置YVl的電磁換向閥5的P 口，第二路連接溢流閥 6的P 口，第三路同時連接高壓蓄能器7及第一壓力傳感器8,第四路連接裝有電驅(qū)動裝置 YV2、YV3的伺服閥9的P 口。伺服閥9的A 口同時與第二壓力傳感器18及液壓缸10的A 口連通，伺服閥9的B 口同時連通第三壓力傳感器19及液壓缸10的B 口，液壓缸10的活 塞桿連接位移傳感器11。當(dāng)液壓缸A 口進(jìn)入壓力油時，液壓缸10執(zhí)行伸出動作；當(dāng)液壓缸 B 口進(jìn)入壓力油時，液壓缸10執(zhí)行收回動作。
[0031] 伺服閥9的T 口、溢流閥6的T 口、電磁換向閥5的T 口均連通第二單向閥17,第 二單向閥17兩端并接有冷卻器12,冷卻器12和第二單向閥17均連接到封閉增壓油箱13 的回油口；封閉增壓油箱13吸油口流出的液路分為兩路，第一路連接第一快速接頭15,第 二路連接第一節(jié)流閥14的P 口。第一節(jié)流閥14的T 口流出的液路分為兩路，第一路連接 第二快速接頭16,第二路連接液壓泵2的吸油口。
[0032] 圖2是本發(fā)明一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的調(diào)試回路的結(jié)構(gòu)示意圖，調(diào)試回 路就是用于充液、排氣。由圖可知，本發(fā)明的一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)通過第一快速 接頭15、第二快速轉(zhuǎn)接頭16分別連通第三快速轉(zhuǎn)接頭20以及第四快速轉(zhuǎn)接頭21，第三轉(zhuǎn) 接頭21連通壓力表22、第二節(jié)流閥23,最后通入油箱24內(nèi)，第四轉(zhuǎn)接頭21直接通入郵箱 24內(nèi)。第一至第四轉(zhuǎn)接頭、壓力表、第二節(jié)流閥以及郵箱共同組成一體化電液伺服驅(qū)動器液 壓系統(tǒng)調(diào)試回路，通過調(diào)節(jié)第二節(jié)流閥23的開口度，可以設(shè)置封閉增壓油箱13內(nèi)部的壓 力。
[0033] 本發(fā)明液壓系統(tǒng)中的第一至第三傳感器、第一至第二單向閥、第一至第二節(jié)流閥 均采用同一種規(guī)格的液壓元件，伺服閥9、高壓蓄能器7、電磁換向閥5、位移傳感器11、風(fēng)冷 卻器12等均采用批量化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)元件，以上零部件的選擇不僅能實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，還 能降低工程造價(jià)。
[0034] 表1是本發(fā)明實(shí)施例中一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的動作規(guī)范表，結(jié)合該表 說明本發(fā)明的一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的工作原理，具體如下：
[0035] 表1本發(fā)明實(shí)施例中一體化電液伺服驅(qū)動器液壓系統(tǒng)的動作規(guī)范表
[0037] 驅(qū)動電機(jī)1啟動時，設(shè)定電驅(qū)動裝置YVl得電且電驅(qū)動裝置YV2、YV3均不得電，系 統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，其目的是保證液壓泵2空載快速啟動，液壓缸10靜止不動。
[0038] 當(dāng)電驅(qū)動裝置YV1、YV2