液压数字控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种液压数字控制装置，本装置包括一个控制机构控制一个可控换向阀，接通油泵的油路Ｐ、接通油箱的油路Ｔ和接通负载的油路Ａ，控制机构是一个由电机驱动的转子，可控换向阀是一个与转子匹配配流构件构成的转动式三路切换阀，转动式三路切换阀控制油路Ａ、油路Ｐ和油路Ｔ互换，接通一个可调共振装置的共振腔。该装置结构简单，调节方便，提高了系统效率，使数字控制和液压装置实现了很好的结合，为真正意义上的数字液压提供了一种变换装置，在下一代液压系统中有着广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压控制装置，特别是一种液压数字转换装置，可以用来实现对输 出油液压力，流量的数字控制，调节方便，属于数字液压
技术背景传统的节流调节液压回路， 一般都是液压泵连续供油，通过节流装置的节流作用来 控制输出油液的流量和压力，势必会产生节流损失，使得系统效率下降。近年来虽然数 字液压领域的研究取得了一定的进展，但是使用的仍然是传统的液压元件，节流损失依 然存在，而且数字控制仅限于控制电磁阀，因此受到电磁阀响应能力的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种液压数字转换装置，可用于 实现对数出油液压力、流量的数字控制。 为达到上述目的，本专利技术的构思是本专利技术提出的液压数字转换装置，通过陆续的从液压泵和油箱供油至负载，结合一 种共振装置，使系统在共振条件下工作，大大地提高了系统效率。并且调节通泵油路P 和通油箱油路T的通油时间，调节油路转换频率，都可以方便的调节输出油液压力或者 流量。另一方面，该专利技术将液压装置与数字控制结合在了一起。众所周知，数字控制已广 泛应用于工程领域，然而在液压领域却很少得到应用，主要原因是缺少高速的液压开关 阔。数字控制，尤其是转换控制，都要求较高的转换频率，然而目前通过多级液压放大 装置获得的开关频率，仅有几十赫兹，高速开关电磁阀的频率最高也仅为上百赫兹，阀 芯惯性和电磁铁响应能力都限制了频率的提高。另外频率的提高使得液压装置通流能力 带负载能力和下降。本专利技术采用多孔配流原理，由一多孔转子高速旋转，实现油路的快速切换，可以达 到较高的转换频率。共振装置固有频率可以调节，以适应不同转速要求。调节控制盘控 制边的相对位置可以方便的调节油路接通时间，实现脉宽调节。该液压装置采用轴向配 流，结构简单，调节方便，效率较高。该液压转换装置根据液压转换原理设计，可以方便精确的调节输出油液的压力和流 量，具有较高的效率。液压转换原理如图l所示，通过一可控换向阀l，将负载液压缸2与油路P和T接通或断开，油路P接通液压泵，油路T接通油箱。当换向阀l工作于a位时，油路P接 通液压缸压力腔4，油液克服负载F运动，压力腔4体积增大；当换向阀经c位工作至 b位时，油路P断开，油路T接通，由于油液及质量块ra的惯性作用，压力腔体积继续 增大，使得压力腔压力P下降至油箱预压，油液少量被吸入压力腔4;当换向阀l又重 新经c位至a位时，由于负载F的作用，液压缸活塞停止运动，当压力腔4内压力p大 于油路P油压时，油液又重新被压回油路P，在油液回流过程中可以通过蓄能器蓄能或 者接通其他负载恢复一部分能量，因而提高了系统效率。通过控制装置3可以控制换向 阀1的油路P，T切换顺序，通油时间和切换频率，进而能控制输出油液压力和流量。图1所示的液压转换原理可以通过共振管的方式来实现，如图2所示，通过换向阀 1使共振腔5接通油路P和T，在油路快速转换过程中，在压力腔5入口处6产生和转 换频率同频的压力波，通过设定共振管5的长度，使入口处的压力波和共振腔端部反射 的压力波叠加形成驻波。在共振管5上某一共振节点处8输出油液至负载液压缸。由于 共振管5端部7为固定端，驻波各处振幅恒为0，通过控制装置3调节油路P， T的接通 时间便可以调节共振管5的输出压力。但是采用这种装置有两个缺点， 一是共振管5最 短为压力波波长的一半，通常为几米，并且换向阀l的转换频率越低，要求的共振管就 越长。二是系统共振频率确定，无法调节，装置调节范围有限。针对共振管5实现液压转换装置的缺点，本专利技术采用共振装置9来代替共振管5， 如图3所示，通过换向阀1使共振腔14陆续接通油路P，油路T和油路A，油路P接通 液压泵供油线路，油路T接通油箱，油路A用来驱动负载。油路P，油路T的通油过程在 转换原理中已介绍过，当共振腔14体积达到最大时，油路A接通，油液输出驱动负载。 共振装置9由压力膜片12密封可调压縮空气11组成，压力膜片12上固连质量块10， 通过端口 13可以调节压縮空气压力，进而可以改变共振装置的固有频率。当油路转换 频率与共振装置9固有频率相同时，系统达到共振，压力腔4内形成驻波，当压力腔4 出口位于驻波波腹位置时，压力波振幅最大，输出压力最高。通过控制机构3可以调节 油路P,油路T和油路A的通油时间，可以方便调节压力腔4的输出压力和流量。输出 油压一般可以在油箱油压和泵油压的范围内调节，当调节油路A的通油时间少于油路P 和T的通油时间之和时，输出油压会大于泵输出油压。使用该装置可以克服使用共振管 的结构限制，调节范围也大于共振管转换装置的调节范围，还可以改变系统共振频率来 适应不同的转换频率，适用性更强。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案。一种液压数字控制装置，包含一个控制机构3控制一个可控切换阀1接通油泵的油 路P、接通油箱的油路T和接通负载的油路A之间的切换，其特征在于所述的控制机构 是一个由电机驱动的转子20;所述的可控切换阀1是一个与所述转子20匹配配流构件构成的转动式三路切换阀；转动式三路切换阀控制所述的油路A，油路P和油路T互换 接通一个可调共振装置9的共振腔14。上述的转子20、转动式三路切换阀、油路P、油路T、油路A以及共振装置9集合 构成一个整体式液压数字控制装置。上述的整体式液压数字控制装置包括一个箱体14，其前端连接一个法兰盖15，其 后端连接一个端盖19，而内腔安置构成转子20转动式三路切换阀、共振装置9及油路 P、 T、 A的内核18，转子20的转轴从法兰盖15伸出外接可变速电机，油路P、 T、 A分 别从端盖19接出。上述的内核18的结构是所述的转子20的内端呈圆筒体，在该圆筒体上均布三排 穿孔构成的三油路P、 T、 A的启闭活动阀口，该圆筒体内旋转插配固定的出油腔体22 和控制体21，在出油腔体22中设置油路A，在控制体21中设置油路P和油路T，三油 路A、 P、 T的内端口分别对准转子22圆筒体上的三排穿孔，构成三油路P、 T、 A的固 定内阀口，转子20圆筒体外滑配一个套筒23和固定环24,套筒23上的二排穿孔和固 定环24上的一排穿孔与转子20的圆筒体上的三排穿孔对准而接通安置在箱体16内壁 凹腔中的共振装置9。上述可调共振装置9是一个容器内由一个压力膜片12分隔成两个腔室， 一个是共 振腔14，另一个是可调压空气腔11，共振腔14互换接通邮路A、油路P和油路T,可 调压空气腔端口接调压空气，压力膜片12上固定安装一个质量块10。上述的控制体21后端外缘加工成齿轮，与一个小齿轮48啮合，小齿轮48的转轴 伸出端盖19，从而构成控制体21的调位机构。上述的转子20圆筒体的三排穿孔中，每排穿孔数量为8个，周向均布；所述的转 子套筒23 二排穿孔和固定环24的一排穿孔都是每排4个穿孔周向均布；所述的箱体16 内壁4个均布的凹腔与套筒23和固定环24的穿孔对准；在每个凹腔内各设置一个所述 的可调共振装置9;所述的出油腔体22有4个径向油路A出口，所述的控制体21的油 路P和油路T各有四个径向油路出口 。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点本专利技术的液压数字控制装置采用电机驱动高速旋转的多孔转子与配流构件构成油路P、油路T和油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压数字控制装置，包含一个控制机构（３）控制一个可控切换阀（１）接通油泵的油路Ｐ、接通油箱的油路Ｔ和接通负载的油路Ａ之间的切换，其特征在于所述的控制机构是一个由电机驱动的转子（２０）；所述的可控切换阀（１）是一个与所述转子（２０）匹配配流构件构成的转动式三路切换阀；转动式三路切换阀控制所述的油路Ａ，油路Ｐ和油路Ｔ互换接通一个可调共振装置（９）的共振腔（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张国贤，王桂河，金健，冀卫东，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]