基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，包括中央处理器、与中央处理器输入端相连的水平传感器、人机界面单元、与中央处理器输出端相连的液压系统、四个调平支撑腿及四个辅助支撑腿，液压系统主要包括依次相连的交流伺服电机、液压泵、液压集成块、液压马达，每个调平支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连。本实用新型专利技术采用基于PLC控制的机电液一体化技术来实现液压调平系统的控制与动力驱动的要求，通过对水平倾角传感器部件的水平倾角角度的智能实时检测，控制液压马达驱动，实现四条撑腿联动并调至水平状态，具有液压系统集成度高、工作稳定可靠、故障率低、维护简便、体积紧凑、液压调平精度高的优点。

Hydraulic leveling control system based on the integrated design of mechanical and electrical fluid

The utility model discloses an electro hydraulic design of hydraulic leveling control system based on, including the central processor, and the central processor is connected with the input end of the level sensor, man-machine interface unit, and the central processor is connected with the output end of a hydraulic system, four leveling legs and four supporting legs, the main hydraulic system includes connected AC servo motor, hydraulic pump, hydraulic motor, hydraulic manifold block, each leveling supporting legs of a hydraulic motor and hydraulic integrated block are connected by. The utility model adopts mechatronics technology based on PLC control to realize the control and dynamic hydraulic leveling system driven by requirements, real-time detection of the level of intelligent tilt sensor component level angle control, hydraulic motor drive, four legs linked and adjusted to the level of state, high degree of integration, stable work reliable, low failure rate, convenient maintenance, compact structure and high precision advantages of hydraulic flat with hydraulic system.

【技术实现步骤摘要】
基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统
本技术涉及一种液压式自动调平系统，特别是涉及一种用于大中型雷达车车载平台、通讯车和各种工程车辆的基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统。
技术介绍
车载平台、通讯车和各种工程车辆往往需要在完全水平的状态下工作。一般通过在车载平台、通讯车和各种工程车辆上安装四个支撑腿，四个支撑腿的支撑点连接形成矩形，将平台或车辆固定在某一个位置后，通过调整各个支撑腿，实现平台或车辆的水平调整。申请号为201010588391.5的中国技术专利提供了一种基于四点支撑的调平方法及机电式自动调平系统，其采用电机驱动四个支撑腿实现车载工作平台的调平，其单腿的承载能力只有10吨，如若增大单腿的承载能力，只能通过增大电机的驱动能力，此时需要的电机尺寸及体积均会相应地增大，成本也大大提高，系统维护和维修也相应变得繁琐。同时，该机电式自动调平系统所采用的对角线调平法，以变形换取水平，在调节对角线方向上两点的平衡时，会产生车体的变形，其存在一定的技术缺陷。因此亟需提供一种新型的自动调平控制系统来解决上述问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，既能够解决采用机电装置时单个支撑腿的承载能力较小的问题，又能够避免单纯采用液压装置时易漏油、稳定性不高、调平精度低、维护繁琐的问题。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，包括中央处理器、与中央处理器输入端相连的水平传感器、人机界面单元、落地检测开关、与中央处理器输出端相连的液压系统、四个调平支撑腿，液压系统主要包括依次相连的交流伺服电机、液压泵、液压集成块、液压马达，每个调平支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连；交流伺服电机用于驱动液压泵，作为液压系统的动力源；液压集成块用于控制液压系统油路的切换，实现液压马达的正转与反转；液压马达用于驱动调平支撑腿的伸缩，实现调平支撑腿的调平功能；调平支撑腿包括底座、滚珠丝杠、上限检测开关、下限检测开关、脉冲检测开关，滚珠丝杠置于底座上，脉冲检测开关、下限检测开关安装在滚珠丝杠的上部，上限检测开关安装在滚珠丝杠的下部；中央处理器用于根据人机界面单元输入的指令和水平传感器检测的水平度数据，通过液压系统控制各个调平支撑腿。在本技术一个较佳实施例中，所述机电液一体化设计的液压式调平控制系统还包括四个辅助支撑腿，每个辅助支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连，辅助支撑腿的结构与调平支撑腿的结构相同。八个支撑体的设计构成八点式车载液压自动调平系统更加平稳，抗倾覆能力强，且复制支撑腿与调平支撑腿结构设计保持一致，具有可换性。在本技术一个较佳实施例中，调平支撑腿与辅助支撑腿的滚珠丝杠包括螺母、螺杆和滚珠，螺杆的上端与液压马达的输出轴相连接，螺母的上端两侧设置有凸台、下端部设有球形端头，底座上设有球形槽，球形端头置于球形槽内；滚珠丝杠的螺母的外周上套设有套筒，套筒与螺杆的上端部通过双向推力轴承相连接。进一步的，滚珠丝杠设于套筒之中，螺母下端部的球形端头伸出套筒的下端口之外；双向推力轴承套设于螺杆上端的外周面上，双向推力轴承的外周面与下端套和套筒的内周面相配合；脉冲检测开关安装在螺母凸台外侧的套筒上，滚珠丝杠每旋转一圈得到两个脉冲信号，输送至中央处理器的IO口，计算处理进而得到支撑腿伸缩的实际距离。在本技术一个较佳实施例中，液压集成块包括双向液压锁、两位两通电磁换向阀、溢流阀、与液压泵相连的先导溢流阀、两位三通电磁换向阀、三位四通电磁换向阀，两位两通电磁换向阀的输入端与先导溢流阀相连、输出端与溢流阀相连，两位三通电磁换向阀的另一端与液压马达相连，三位四通电磁换向阀通过双向液压锁与液压马达相连。先导溢流阀、溢流阀及两位两通电磁换向阀构成系统多级调压及安全保护功能，工作过程中通过两个两位两通电磁换向阀的切换实现工作压力的切换；同时系统的最高压力由先导溢流阀确定，以保护系统不会因压力过高损坏。两位三通电磁换向阀用于实现马达的锁紧及解锁功能，系统工作时，两位三通电磁换向阀电磁铁得电，液压油经两位三通电磁换向阀流向液压马达，实现马达的解锁；工作完成后，两位三通电磁换向阀电磁铁失电，液压马达制动器中油液流回油箱，马达锁紧。三位四通电磁换向阀主要起到切换油路的作用，实现液压马达的正转与反转。双向液压锁用于系统断电后长时间锁紧系统，确保系统静置情况下不会下滑，与液压马达组成双重保护。在本技术一个较佳实施例中，液压马达带有制动器，用于防止马达在重物作用下自行下滑，需要动作时，须向油路供油，通过内部控制油路打开制动器，液压马达才能动作，用于支撑时间较长，运动速度不高的闭锁回路，能够实现撑腿锁定功能。在本技术一个较佳实施例中，中央处理器为可编程计算机控制器，所述调平系统采用PLC实时检测座车传感器的倾斜度信号，通过人机界面接收操作人员的操作指令，通过驱动四条液压调平支腿以及四条辅助撑腿，实现单腿升降运动、八条支腿同步升降运动以及自动调平运动。本技术的有益效果是：(1)本技术采用液压驱动，系统的驱动力大，负载能力强，单个支撑腿的承载能力达到15吨，结构紧凑，适合在重型移动载体上运用；(2)本技术采用液压马达(带制动器、霍尔传感器)以及双向液压锁能使液压系统得到较高的锁紧精度，解决了液压装置稳定性不高、调平精度低的问题；(3)本技术采用八点支撑结构，抗倾覆能力强，系统操作简单、使用方便，调平速度快，能有效提高车载平台的机动性；(4)本技术采用电液结合的PLC液压系统技术来实现液压调平系统的控制与动力驱动的要求，通过对水平倾角传感器部件的水平倾角角度的智能实时检测，控制液压马达驱动，实现四条撑腿联动并调至水平状态；液压系统集成度高，工作稳定可靠，故障率低，维护简便；部件过载保护能力强；液压调平精度高，调校好的系统工作在不同的外部环境及负载状况下时，可保持调平效果的高度一致性；系统结构简洁，集成度高，体积紧凑，模块化互换性好。本技术主要应用于大载荷车载设备以及野外作业用大型特种工程平台的液压自动调平系统中，具有调平精度高、智能化程度高、速度快、承载能力强、稳定性好、传动效率高、适用于恶劣环境、操作使用方便、机动性好、易于维护等优点。附图说明图1是本技术基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统一较佳实施例的结构框图；图2是所述液压系统的原理框图；图3是所述调平支撑腿的剖面结构示意图；图4是所述滚珠丝杠的剖面结构示意图；图5是所述调平方法的流程图；图6是所述液压式调平控制系统的坐标系示意图；图7是所述液压式调平控制系统的控制原理图；附图中各部件的标记如下：1、交流伺服电机，2、液压泵，3、三位四通电磁换向阀，4、双向液压锁，5、液压马达，6、两位三通电磁换向阀，71、先导溢流阀，72、溢流阀，8、两位两通电磁换向阀，9、调平支撑腿，91、底座，911、压板，912、底板，92、滚珠丝杠，921、螺母，9211、凸台，922、螺杆，923、滚珠，93、上限检测开关，94、下限检测开关，95、脉冲检测开关，96、套筒，961、下端套，962、上端套，97、球形端头，98、双向推力轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，其特征在于，包括中央处理器、与中央处理器输入端相连的水平传感器、人机界面单元、落地检测开关、与中央处理器输出端相连的液压系统、四个调平支撑腿，液压系统主要包括依次相连的交流伺服电机、液压泵、液压集成块、液压马达，每个调平支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连；交流伺服电机用于驱动液压泵，与液压泵共同组成液压系统的动力源；液压集成块用于控制液压系统油路的切换，实现液压马达的正转与反转；液压马达用于驱动调平支撑腿的伸缩，实现调平支撑腿的调平功能；调平支撑腿包括底座、滚珠丝杠、上限检测开关、下限检测开关、脉冲检测开关，滚珠丝杠置于底座上，脉冲检测开关、下限检测开关安装在滚珠丝杠的上部，上限检测开关安装在滚珠丝杠的下部；中央处理器用于根据人机界面单元输入的指令和水平传感器检测的水平度数据，通过液压系统控制各个调平支撑腿。

【技术特征摘要】
1.一种基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，其特征在于，包括中央处理器、与中央处理器输入端相连的水平传感器、人机界面单元、落地检测开关、与中央处理器输出端相连的液压系统、四个调平支撑腿，液压系统主要包括依次相连的交流伺服电机、液压泵、液压集成块、液压马达，每个调平支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连；交流伺服电机用于驱动液压泵，与液压泵共同组成液压系统的动力源；液压集成块用于控制液压系统油路的切换，实现液压马达的正转与反转；液压马达用于驱动调平支撑腿的伸缩，实现调平支撑腿的调平功能；调平支撑腿包括底座、滚珠丝杠、上限检测开关、下限检测开关、脉冲检测开关，滚珠丝杠置于底座上，脉冲检测开关、下限检测开关安装在滚珠丝杠的上部，上限检测开关安装在滚珠丝杠的下部；中央处理器用于根据人机界面单元输入的指令和水平传感器检测的水平度数据，通过液压系统控制各个调平支撑腿。2.根据权利要求1所述的基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，其特征在于，还包括四个辅助支撑腿，每个辅助支撑腿通过一个液压马达与液压集成块相连，辅助支撑腿的结构与调平支撑腿的结构相同。3.根据权利要求1或2所述的基于机电液一体化设计的液压式调平控制系统，其特征在于，调平支撑腿与辅助支撑腿的滚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，肖磊，席广辉，李志华，张乐，陶烨，
申请(专利权)人：安徽博微长安电子有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34