一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，涉及液压比例柱塞变量泵及泵控技术领域，包括微处理控制器、比例变量泵变量机构、变量柱塞泵本体、泵驱动电机、泵控单元，微处理控制器通过比例变量泵变量机构与变量柱塞泵本体连接，微处理控制器通过泵驱动电机与变量柱塞泵本体连接，变量柱塞泵本体上安装设有泵摆角传感器，泵摆角传感器与微处理控制器电性连接，变量柱塞泵本体与泵控单元连接，本发明专利技术可实现变量柱塞泵本体的单向和双向流量控制，实现对摆角的精密控制，进而可实现对油缸的速度和位置或马达的速度和转角进行精密控制，相比于传统伺服阀控油缸或马达，更高效节能，同时抗污染能力强，控制更简洁稳定。

A digital control proportional piston variable displacement pump and pump control system

【技术实现步骤摘要】
一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统
本专利技术涉及液压比例柱塞变量泵及泵控
，具体为一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统。
技术介绍
随着工业往自动化、信息化，节能化发展，越来越多的液压控制系统采用泵控伺服系统，泵控系统相比于阀控系统无节流损失，节能效果优，而泵控系统的核心元件在于比例变量泵，其品质好坏直接决定系统的控制精度、快速性、稳定性、可靠性、节能效率。市场常用的比例变量泵为采用比例阀或伺服阀控制变量机构的电子变量柱塞泵，通过与普通电机组成泵控系统，如力士乐公司。市场上另一种泵控系统由内啮合齿轮定量泵与大功率伺服电机组成的泵控系统，如福伊特公司。目前市场常规的由比例阀或伺服阀组成的比例变量柱塞泵变量结构是一个阀控油缸系统，其控制品质的好坏由比例阀或伺服阀的品质和控制器控制品质决定，比例阀因死区大其动态品质差，无法满足高频响高精度控制品质要求；而高频响比例伺服阀和伺服阀其控制精度高，频响高，用于控制变量泵变量结构可满足要求，但对油液清洁度要求高，可靠性差，且控制算法参数复杂，自适应性差，对使用者要求高，且经常出现喷嘴堵塞、喷嘴腐蚀、阀芯卡涩故障，并且价格昂贵，采用定转速电机驱动比例变量泵可组成泵控系统。市场上另一种泵控系统由定量泵与伺服电机组成的泵控系统，已广泛用于对控制品质低且要求节能的速度控制场合(相当于开环控制场合)。由于泵的容积效率在低转速时效率低却伺服电机的动态响应低，且定量泵多为单向泵，需配合换向阀组成的阀控回路组成泵控系统，无法实现对执行机构的精确、快速位置控制，且泵不能长时间处于低转速工况。因上述两种泵控系统存在的缺陷，如何提供集成数字控制器、高精度、快速响应、稳定性好及抗污染能力强的变量泵及泵控系统是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，包括微处理控制器1、比例变量泵变量机构2、变量柱塞泵本体3、泵驱动电机4、泵油单元6，所述微处理控制器1通过所述比例变量泵变量机构2与所述变量柱塞泵本体3连接，所述微处理控制器1通过所述泵驱动电机4与所述变量柱塞泵本体3连接，所述变量柱塞泵本体3上安装设有泵摆角传感器5，所述泵摆角传感器5与所述微处理控制器1电性连接，所述变量柱塞泵本体3包括第一泵油进出口34、第二泵油进出口35，所述变量柱塞泵本体3分别通过所述第一泵油进出口34、第二泵油进出口35与所述泵控单元6连通。在优选的实施方案中，所述比例变量泵变量机构2包括阀体21、联轴器22、安装板23、与所述微处理控制器1电性连接的数字驱动电机24，所述阀体21为圆柱形，所述阀体21的一端设有第一凹槽211，所述阀体21的另一端设有第二凹槽213，所述阀体21的内部轴向设有连通所述第一凹槽211与所述第二凹槽213的中心通孔212，所述阀体21设有所述第一凹槽211的一端与所述安装板23固定连接，所述安装板23的中心设有轴向贯穿的第一通孔231，所述数字驱动电机24与所述安装板23固定连接，且所述数字驱动电机24的输出端贯穿所述第一通孔231并伸入所述第一凹槽211内，所述阀体21的内部设有阀芯25，所述阀芯25的一端与所述数字驱动电机24的输出端于所述第一凹槽211内通过所述联轴器22连接，所述阀芯25的另一端贯穿所述中心通孔212伸入所述第二凹槽213内，所述第二凹槽213内轴向套接设有柱塞26，所述柱塞26的一端设有与所述阀芯25位于所述第二凹槽213内的一端套接的第三凹槽2611。在优选的实施方案中，所述阀芯25与所述联轴器22通过花键连接。在优选的实施方案中，所述柱塞26包括两段同轴的外径不相等的第一柱塞体261和第二柱塞体262，所述第一柱塞体261的外径大于所述第二柱塞体262的外径，所述第一柱塞体261与所述第二凹槽213的内侧壁套接，所述第三凹槽2611设置于所述第一柱塞体261上，所述第二柱塞体262与所述第一柱塞体261为一体式结构，所述第二柱塞体262与所述第一柱塞体261连接端的相对端设有油腔2621。在优选的实施方案中，所述第一柱塞体261设有所述第三凹槽2611的一端的端面上设有与所述第三凹槽2611的内侧壁连通的第一油孔2612，所述第一柱塞体261设有所述第三凹槽2611的一端的侧壁上径向设有与所述第三凹槽2611贯通的柱塞进油孔2613、柱塞回油孔2614，所述阀体21的外侧壁上径向设有与所述柱塞进油孔2613对应的阀体进油孔214、与所述柱塞回油孔2614对应的阀体回油孔215，所述阀芯25与所述柱塞26套接的一端的侧壁上设有环形槽251。在优选的实施方案中，所述比例变量泵变量机构2还包括高压油管P1、回油管T1，所述高压油管P1分别与所述阀体进油孔214、油腔2621连接，所述回油管T1与所述阀体回油孔215连接。在优选的实施方案中，所述阀芯25的外侧壁螺纹连接设有丝杠螺母27，所述丝杠螺母27的外侧壁与所述中心通孔212的内侧壁固定连接。在优选的实施方案中，所述变量柱塞泵本体3为斜盘式变量柱塞泵，所述变量柱塞泵本体3包括斜盘31，所述斜盘31的两端分别连接设有泵柱塞32，所述斜盘31的中心设有泵斜盘旋转轴33，所述斜盘31的一端与所述第二柱塞体262活动连接，所述第二柱塞体262的往复运动带动所述斜盘31围绕所述泵斜盘旋转轴33旋转进而改变所述变量柱塞泵本体3的排量。在优选的实施方案中，所述泵控单元6包括油缸61、第一充液单向阀62、第二充液单向阀63，所述油缸61的一端通过所述第一充液单向阀62与所述第一泵油进出口34连通，所述油缸61的另一端通过所述第二充液单向阀63与所述第二泵油进出口35连通，所述油缸61上设有油缸位移传感器64，所述油缸位移传感器64与所述微处理控制器1电性连接。在优选的实施方案中，所述泵控单元6包括马达65、第三充液单向阀66、第四充液单向阀67，所述马达65的一端通过所述第三充液单向阀66与所述第一泵油进出口34连通，所述油缸65的另一端通过所述第四充液单向阀67与所述第二泵油进出口35连通，所述马达65上设有马达转角传感器68，所述马达转角传感器68与所述微处理控制器1电性连接。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过微处理控制器发送控制信号至数字驱动电机，通过控制比例变量泵变量机构可控制变量柱塞泵本体的斜盘摆角角度，斜盘摆角θ为0度时泵输出流量为0；当摆角大于0度时，流量正比于tanθ，泵流量方向从第一泵油进出口至第二泵油进出口；当摆角小于0度时，流量正比于tanθ，泵流量方向从第二泵油进出口至第一泵油进出口，可实现变量柱塞泵本体的单向和双向流量控制，实现对摆角的精密控制，进而可实现对油缸的速度和位置或马达的速度和转角进行精密控制，同时响应快，可达到传统伺服阀控油缸或马达控制精度和频响要求，相比于传统伺服阀控油缸或马达，更高效节能，同时抗污染能力强，控制更简洁稳定。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，其特征在于：包括微处理控制器(1)、比例变量泵变量机构(2)、变量柱塞泵本体(3)、泵驱动电机(4)、泵控单元(6)，所述微处理控制器(1)通过所述比例变量泵变量机构(2)与所述变量柱塞泵本体(3)连接，所述微处理控制器(1)通过所述泵驱动电机(4)与所述变量柱塞泵本体(3)连接，所述变量柱塞泵本体(3)上安装设有泵摆角传感器(5)，所述泵摆角传感器(5)与所述微处理控制器(1)电性连接，所述变量柱塞泵本体(3)包括第一泵油进出口(34)、第二泵油进出口(35)，所述变量柱塞泵本体(3)分别通过所述第一泵油进出口(34)、第二泵油进出口(35)与所述泵控单元(6)连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，其特征在于：包括微处理控制器(1)、比例变量泵变量机构(2)、变量柱塞泵本体(3)、泵驱动电机(4)、泵控单元(6)，所述微处理控制器(1)通过所述比例变量泵变量机构(2)与所述变量柱塞泵本体(3)连接，所述微处理控制器(1)通过所述泵驱动电机(4)与所述变量柱塞泵本体(3)连接，所述变量柱塞泵本体(3)上安装设有泵摆角传感器(5)，所述泵摆角传感器(5)与所述微处理控制器(1)电性连接，所述变量柱塞泵本体(3)包括第一泵油进出口(34)、第二泵油进出口(35)，所述变量柱塞泵本体(3)分别通过所述第一泵油进出口(34)、第二泵油进出口(35)与所述泵控单元(6)连通。


2.根据权利要求1所述的一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，其特征在于：所述比例变量泵变量机构(2)包括阀体(21)、联轴器(22)、安装板(23)、与所述微处理控制器(1)电性连接的数字驱动电机(24)，所述阀体(21)为圆柱形，所述阀体(21)的一端设有第一凹槽(211)，所述阀体(21)的另一端设有第二凹槽(213)，所述阀体(21)的内部轴向设有连通所述第一凹槽(211)与所述第二凹槽(213)的中心通孔(212)，所述阀体(21)设有所述第一凹槽(211)的一端与所述安装板(23)固定连接，所述安装板(23)的中心设有轴向贯穿的第一通孔(231)，所述数字驱动电机(24)与所述安装板(23)固定连接，且所述数字驱动电机(24)的输出端贯穿所述第一通孔(231)并伸入所述第一凹槽(211)内，所述阀体(21)的内部设有阀芯(25)，所述阀芯(25)的一端与所述数字驱动电机(24)的输出端于所述第一凹槽(211)内通过所述联轴器(22)连接，所述阀芯(25)的另一端贯穿所述中心通孔(212)伸入所述第二凹槽(213)内，所述第二凹槽(213)内轴向套接设有柱塞(26)，所述柱塞(26)的一端设有与所述阀芯(25)位于所述第二凹槽(213)内的一端套接的第三凹槽(2611)。


3.根据权利要求2所述的一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，其特征在于：所述阀芯(25)与所述联轴器(22)通过花键连接。


4.根据权利要求2所述的一种数字控制比例柱塞变量泵及泵控系统，其特征在于：所述柱塞(26)包括两段同轴的外径不相等的第一柱塞体(261)和第二柱塞体(262)，所述第一柱塞体(261)的外径大于所述第二柱塞体(262)的外径，所述第一柱塞体(261)与所述第二凹槽(213)的内侧壁套接，所述第三凹槽(2611)设置于所述第一柱塞体(261)上，所述第二柱塞体(262)与所述第一柱塞体(261)为一体式结构，所述第二柱塞体(262)与所述第一柱塞体(261)连接端的相对端设有油腔(2621)。


5.根据权利要求3所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱德辉，张炳芹，张肖轩，杨伟旋，车鑫，李文锋，
申请(专利权)人：北京凯德福液压技术有限公司，北京赛弗德克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11