一种电液混合伺服系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电液混合伺服系统，包括：执行指定动作的推杆油缸单元；对所述的推杆油缸单元的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸单元的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。本实用新型专利技术的电液混合伺服系统结合了伺服电机的精度优点和液压系统的高负载驱动能力的优点；与传统的电动伺服推杆相比具有更大的驱动能力，与液压伺服系统相比具有较低的成本和较低的维护成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电液伺服系统领域，尤其涉及一种电动方式和液压方式共同控制的伺服系统。
技术介绍
目前，在液压设备中，液压缸的使用最为常见，液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。使用过程中，如果能实时准确控制活塞的行程位置，将对液压缸的使用功能产生一定的扩展作用。所以，有必要提供一种液压缸，能实时准确控制活塞的行程位置，扩展压缸的功能作用，以克服上述的技术缺陷。中国专利公开号：202985213U，公开了一种油缸速进给丝杠，以解决现有技术中丝杠重复动作后定位不准的问题；本方案中的油缸速进给丝杠，包括与油缸连接的丝杠，丝杠上设有分别与丝杠给进限位、油压速退限位对应的丝杠给进限位行程开关、油压速退限位行程开关，油压速送限位、丝杠后退限位分别对应设有油压速送限位行程开关、丝杠后退限位行程开关。上述技术方案中，通过对丝杠以及油缸的行程、位置进行检测，来解决丝杠重复定位不准的问题，仍然是通过检测油路上的元件的机械参数信息实现对整个液路的反馈，该种检测方式精度较差；并未对电控方式与液控方式的混合控制进行改进，控制精度仅靠检测的准确程度来保证。鉴于上述缺陷，本技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电液混合伺服系统，用以克服上述技术缺陷。为实现上述目的，本技术提供一种电液混合伺服系统，包括：执行指定动作的推杆油缸单元；对所述的推杆油缸单元的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸单元的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。进一步地，所述的推杆油缸单元包括丝杠、设置在丝杠上的丝杠螺母，与丝杠连接的中空推杆；还包括与丝杠螺母连接的活塞；所述的丝杠穿过丝杠螺母和活塞，带动丝杠螺母和活塞一起运动。进一步地，所述的推杆油缸单元还包括缸体，所述的活塞、中空推杆和丝杠设置在缸体内；在所述的缸体的上下端分别设置第一油口和第二油口，两个油口都能够实现进油和出油。进一步地，所述的液控单元包括提供液压油的油箱、油泵以及相连接的油路；还包括对油路油压进行调节的压力调节阀和改变油路内液压油流向的换向阀。进一步地，所述的电控单元包括实时获取伺服电机的扭矩并控制伺服电机速度和位移的伺服电机驱动器，所述的伺服电机驱动器将获取的扭矩信息传输至控制器中，所述的控制器将速度、位移信息回传至伺服电机驱动器中。进一步地，所述的电控单元还包括设置在中空推杆上并对其运动状态进行检测的传感器。进一步地，所述的推杆油缸单元还包括壳体，在所述的壳体内设置有与丝杠连接并驱动丝杠转动的传动机构；所述的壳体的上端面与缸体的密封端连接。进一步地，在所述的第二油口处设置丝杠的第二密封组件，所述的第二密封组件下端与壳体接触；所述的丝杠在该端依次穿过从动带轮、丝杠支撑座和第二密封组件。进一步地，所述的传动机构与驱动机构连接，所述的驱动机构包括伺服电机，所述的伺服电机的输出端与减速机连接。与现有技术相比本技术的有益效果为：电控部分作为信息采集的部分，由于对伺服电机的检测精度较高，相较于检测液路中的元件，检测精度及控制精度高；同时，液控单元作为反应端，根据电控部分检测的信息及控制器的预设参量对油路进行控制，进而，控制丝杠以及中空推杆的动作。实现精准电控与高负载液压的混合控制，负载大，控制精度高。本技术的电液混合伺服系统通过伺服电机控制中空推杆的位置精度，通过油压系统提供主要输出力。该种系统结合了伺服电机的精度优点和液压系统的高负载驱动能力的优点。与传统的电动伺服推杆相比具有更大的驱动能力，与液压伺服系统相比具有较低的成本和较低的维护成本。由于电液混合伺服系统的精度主要由伺服电机控制，因此对压力调节阀的精度要求不高，可以用传统的手动压力调节阀进行改造即可达到使用要求。附图说明图1为本技术实施例的电液混合伺服推杆控制系统的功能框图；图2为本技术实施例的电液混合伺服推杆控制系统的整体结构示意图；图3为本技术实施例的电液混合伺服推杆控制系统的剖视结构示意图；图4为本技术实施例的电液混合伺服推杆控制系统的功能框图。具体实施方式以下结合附图，对本技术上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。请参阅图1所示，其为本技术实施例的电液混合伺服推杆控制系统的功能框图，执行指定动作的推杆油缸单元；对所述的推杆油缸单元的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸单元的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。请结合图2、3所示，在本技术实施例中，电控单元控制驱动机构1，传动机构2对推杆油缸单元3施加转矩。所述的驱动机构1包括伺服电机11和减速机12，所述的伺服电机11的输出端与减速机12连接。所述的传动机构2包括与减速机12的输出轴连接的主动带轮13和从动带轮15，所述的主动带轮13通过皮带与从动带轮15连接。所述的推杆油缸单元3包括与传动机构2连接的丝杠31，在本实施例中，丝杠31的一端与从动带轮15连接，所述的丝杠31在从动带轮15的带动下，丝杠31按照预设的转速动作。所述的传动机构2设置在壳体14内，对其进行保护，防止灰尘污染带来转动误差。在壳体14内的丝杠端设置有丝杠支撑座16，丝杠支撑座16上设置有轴承。设置壳体14，既保护传动机构的正常运行，还能够对丝杠起到支撑和定位的作用。在本技术实施例中，驱动机构1与推杆油缸单元3设置在壳体14的同一侧面，结构紧凑，节约空间。所述的推杆油缸单元3还包括设置在丝杠31上的丝杠螺母32，所述的丝杠31穿过丝杠螺母32，且在远离驱动机构的一端与中空推杆35连接；所述的丝杠螺母32的上方连接有活塞33。丝杠螺母32与活塞33固定连接，在丝杠转动时，由于丝杠螺母32不能旋转，丝杠31与丝杠螺母32之间发生相对转动，丝杠螺母32推动中空推杆35伸出。本实施例中，丝杠螺母32与活塞33整体相当于活塞，在丝杠31转动时，推动活塞移动；中空推杆的伸出端连接负载，完成对负载的动作。在所述的活塞33与丝杠螺母32的连接处设置有第一密封组件34。在本实施例中，活塞33、中空推杆35和丝杠31设置在缸体37内，在缸体37的上下端分别设置第一油口36和第二油口18，两个油口都能够实现进油和出油。所述的缸体37的密封端与壳体14接触，壳体14起到密封的作用；在第二油口18处设置对丝杠31进行密封的第二密封组件17，所述的第二密封组件17下端与壳体14接触。丝杠31在缸体37的密封端依次穿过从动带轮15、丝杠支撑座16和第二密封组件17。在所述的第一油口36的上端，油缸内侧的中空推杆35的外侧设置第三密封组件38。在伺服电机的驱动下，丝杠31推动中空推杆35移动，并通过第一、第二油口的进油与出油，实现油缸及油路系统的预设油压。所述的液控单元包括提供液压油的油箱、油泵以及相连接的油路，还包括对油路油压进行调节的压力调节阀和改变油路内液压油流向的换向阀。所述的油泵、压力调节阀和换向阀与控制器电连接，受控制器控制，按照控制器的指令动作。所述的电控单元包括实时获取伺服电机11的扭矩并控制伺服电机速度和位移的伺服电机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电液混合伺服系统，其特征在于，包括：执行指定动作的推杆油缸单元；对所述的推杆油缸单元的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸单元的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。

【技术特征摘要】
1.一种电液混合伺服系统，其特征在于，包括：执行指定动作的推杆油缸单元；对所述的推杆油缸单元的动作和扭矩实时检测的电控单元；对所述的推杆油缸单元的油压及油路进行控制的液控单元；还包括获取电控单元的检测信息并根据预设程序对液控单元发送控制指令的控制器。2.根据权利要求1所述的电液混合伺服系统，其特征在于，所述的推杆油缸单元包括丝杠、设置在丝杠上的丝杠螺母，与丝杠连接的中空推杆；还包括与丝杠螺母连接的活塞；所述的丝杠穿过丝杠螺母和活塞。3.根据权利要求2所述的电液混合伺服系统，其特征在于，所述的推杆油缸单元还包括缸体，所述的活塞、中空推杆和丝杠设置在缸体内；在所述的缸体的上下端分别设置第一油口和第二油口。4.根据权利要求1或2所述的电液混合伺服系统，其特征在于，所述的液控单元包括提供液压油的油箱、油泵以及相连接的油路；还包括对油路油压进行调节的压力调节阀和改变油路内液压油流向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁军，杨冬，田飞，张改萍，王晓撰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12