一种电比例控制液压多路换向阀及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电比例控制液压多路换向阀，包括具有多个换向单元的阀本体，每个换向单元均包含一个主阀芯，主阀芯的一端安装有一组电比例液压控制装置，电比例液压控制装置包括用于将电机旋转运动转换为直线运动的驱动单元和用于将驱动单元提供的信号进行功率放大后驱动主阀芯的伺服液压单元。本发明专利技术同时公开了一种电比例控制液压多路换向阀的控制方法，液压多路换向阀主阀芯跟随活塞阀套的动作，活塞阀套跟随电机的动作，实现可在行程内任一位置带电停止，失电时回中位；本发明专利技术的电比例控制液压多路换向阀能够解决现有电比例多路阀实现成本高，控制算法复杂，不易大面积推广应用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电比例控制液压多路换向阀及其控制方法
本专利技术属于液压多路换向阀的电液伺服控制
，主要涉及液压系统中集中控制的比例多路换向阀，具体涉及一种电比例控制液压多路换向阀及其控制方法。
技术介绍
多路换向阀(简称多路阀)是一种广泛应用于移动机械液压系统中的控制阀组，控制液压执行元件(如液压缸)换向，令液压系统中的液压油控制执行元件的运动方向和速度的器件；因其可根据不同液压系统的要求，把各种阀组合在一起，因此具有结构紧凑、管路简单、压力损失小、流量大、安装方便的优点，广泛应用于工程机械，起重运输机械和其他要求操作多个执行元件运动的行走机械。比例多路换向阀是在传统的多路换向阀的基础上增加了比例功能，成为方向及流量复合控制阀。目前，多路阀的操控方式一般为直动型和先导型，直动型即通过改变手柄角度直接控制主阀芯的运动，先导型即通过驱动先导阀芯运动，转换为液压力后驱动主阀芯运动，操控先导阀可采用直接通过手柄控制的方式，也可采用通过电信号控制电机械转换机构的方式。随着电液比例技术和微电子技术的发展，近年来用电位器，微机等电信号输入方式的电液比例多路阀越来越广泛。常见的电液比例多路阀结构为：包括具有多个换向单元的阀本体，电控模块和手动操控模块。其中这些换向单元分别连接在阀本体的进油口与相应的工作油口之间；阀本体还具有先导进油口、先导回油口和回油口；每个换向单元均包括主阀芯，每个主阀芯的两个控制端与所述先导进油口之间均设有电比例减压阀或开关阀、或高速开关阀等先导阀，先导阀与控制单元、传感单元LVDT位移传感器组成电控模块。工作时，通过电控单元输出的开关量或PWM信号，控制先导阀输出先导压力油从而控制主阀芯的换向，达到控制执行器的运动方向和速度的目的。但是这种方案实现成本高，控制算法复杂，不易大面积推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电比例控制液压多路换向阀及其控制方法，用以解决现有电比例多路阀实现成本高，控制算法复杂，不易大面积推广应用的问题。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案：一种电比例控制液压多路换向阀，包括具有多个换向单元的阀本体，每个换向单元均包含一个主阀芯，每个主阀芯的一端均安装有一组电比例液压控制装置，主阀芯的另一端可选择装配手动操控装置，电比例液压控制装置包括用于电机将旋转运动转换为直线运动的驱动单元和用于将驱动单元提供的信号进行功率放大后驱动主阀芯的伺服液压单元。可选地，伺服液压单元包括操控杆、伺服缸体、活塞阀套、阀芯组件、与活塞阀套固定连接的活塞杆，阀芯组件滑动连接在活塞阀套内并与活塞阀套组成四通滑阀，活塞阀套既作为伺服液压单元的活塞，又作为四通滑阀的阀套使用，活塞阀套滑动连接在伺服缸体内并将伺服缸体的内部分隔为液压缸操控杆腔和液压缸活塞杆腔，阀芯组件包括滑阀阀芯和滑阀对中复位装置，滑阀阀芯的一端与操控杆可拆卸固定连接，活塞阀套位于液压缸活塞杆腔内的一端与主阀芯可拆卸固定连接；活塞阀套内设置有进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3，所述控制油口a3通过油道与所述液压缸操控杆腔连通，所述控制油口b3与所述液压缸活塞杆腔连通，当滑阀阀芯在活塞阀套内往复移动时，进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3通过滑阀阀芯与活塞阀套的配合接通或关闭。可选地，滑阀阀芯与活塞阀套为滑阀式五位四通换向阀结构，滑阀式五位四通换向阀的五个位置分别为中位、左停止位、左换向位、右停止位和右换向位，即：中位时，进油口P3截止，控制油口a3、控制油口b3、回油口T3连通；左停止位时，进油口P3截止，控制油口a3截止，控制油口b3和回油口T3相通；左换向位时，进油口P3和控制油口a3相通，控制油口b3和回油口T3相通；右停止位时，进油口P3截止，控制油口b3截止，控制油口a3和回油口T3相通；右换向位时，进油口P3和控制油口b3相通，控制油口a3和回油口T3相通。可选地，所述活塞阀套内设置有五个用于沟通油液的沉割槽，进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3分别开设在不同沉割槽处，所述滑阀阀芯设置有三个用于开启或封闭油口的台肩，当滑阀阀芯在活塞阀套内往复移动时，通过滑阀阀芯上的台肩开启或封闭沉割槽，从而接通或关闭与沉割槽相通的油口；所述进油口P3为负开口型，所述回油口T3为正开口型，滑阀式五位四通换向阀为中位时，进油口P3截止，控制油口a3、控制油口b3和回油口T3连通，且进油口P3的遮盖量大于或等于回油口T3的开口量，滑阀式五位四通换向阀流量的大小通过各控制边所对应阀口的开口量大小而控制。可选地，伺服缸体上开设有先导进油口P1和先导回油口T1，活塞阀套与伺服缸体之间沿轴向开设有互不连通的进油槽P2和回油槽T2，进油槽P2和回油槽T2可开设在活塞阀套外周上，也可开设在伺服缸体的内壁上，活塞阀套的进油口P3通过进油槽P2与先导进油口P1连通，活塞阀套的回油口T3通过回油槽T2与先导回油口T1连通，活塞阀套在伺服缸体内移动过程中，进油槽P2与先导进油口P1始终连通，回油槽T2与先导回油口T1始终连通。可选地，滑阀对中复位装置中滑阀复位弹簧的弹簧恢复力F为：其中，Tm为驱动单元失电时转动所需力矩，Tn为驱动单元得电时转动力矩，s为旋转运动件转动一周直线运动件移动的距离，当驱动单元为丝杠传动时，s为螺母导程，η为传动效率。可选地，滑阀对中复位装置中滑阀复位弹簧的刚度小于主阀芯复位弹簧的刚度。电机失电时，伺服液压单元在滑阀复位弹簧的作用下，其活塞阀套处于浮动状态，不影响主阀芯手动操控装置的动作。可选地，所述驱动单元包括电机和运动转换机构，电机采用微型电机以减少安装尺寸，电机连接电机控制模块，可与电机做为一体，电机控制模块为现有常规技术，具体不再赘述，运动转换机构可为丝杠传动结构、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动等将旋转运动转换为直线运动的传动结构，运动转换机构包括相互配合的旋转运动件和直线运动件，运动转换机构的直线运动与旋转运动成比例对应关系，旋转运动件与电机可拆卸固定连接，直线运动件与滑阀阀芯可拆卸固定连接。一种电比例控制液压多路换向阀的控制方法如下：(1)控制驱动单元中的电机正转或反转，伺服液压单元中的滑阀阀芯跟随驱动单元中的直线运动件动作伸出或缩回，使滑阀阀芯与活塞阀套组成的滑阀阀口打开，液压油迫使活塞阀套朝着关闭阀口的方向移动，从而跟随滑阀阀芯运动，主阀芯跟随活塞阀套的动作伸出或缩回；(2)控制驱动单元中的电机带电停止转动，伺服液压单元中的滑阀阀芯停止运动，活塞阀套在液压油的作用下，使滑阀阀口关闭，伺服液压单元中的活塞阀套停止动作不能继续运动，主阀芯可以在行程内任一位置停止；(3)控制驱动单元中的电机失电，伺服液压单元在滑阀对中复位装置的作用下，滑阀阀芯与活塞阀套组成的滑阀处于中位，活塞阀套处于浮动状态，在主阀芯复位弹簧的恢复力作用下，主阀芯回中位，活塞阀套回到中位。可选地，驱动单元中的电机的转速快慢决定主阀芯的移动速度快慢，驱动单元中的电机旋转的角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电比例控制液压多路换向阀，包括具有多个换向单元的阀本体，每个换向单元均包含一个主阀芯，其特征在于：每个主阀芯的一端均安装有一组电比例液压控制装置，电比例液压控制装置包括用于将电机旋转运动转换为直线运动的驱动单元和用于将驱动单元提供的信号进行功率放大后驱动主阀芯的伺服液压单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种电比例控制液压多路换向阀，包括具有多个换向单元的阀本体，每个换向单元均包含一个主阀芯，其特征在于：每个主阀芯的一端均安装有一组电比例液压控制装置，电比例液压控制装置包括用于将电机旋转运动转换为直线运动的驱动单元和用于将驱动单元提供的信号进行功率放大后驱动主阀芯的伺服液压单元。


2.根据权利要求1所述的一种电比例控制液压多路换向阀，其特征在于：伺服液压单元包括操控杆、伺服缸体、活塞阀套、阀芯组件、与活塞阀套固定连接的活塞杆，阀芯组件滑动连接在活塞阀套内并与活塞阀套组成四通滑阀，活塞阀套滑动连接在伺服缸体内并将伺服缸体的内部分隔为液压缸操控杆腔和液压缸活塞杆腔，阀芯组件包括滑阀阀芯和滑阀对中复位装置，滑阀阀芯的一端与操控杆可拆卸固定连接，活塞阀套位于液压缸活塞杆腔内的一端与主阀芯可拆卸固定连接；
活塞阀套内设置有进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3，所述控制油口a3通过油道与所述液压缸操控杆腔连通，所述控制油口b3与所述液压缸活塞杆腔连通，当滑阀阀芯在活塞阀套内往复移动时，进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3通过滑阀阀芯与活塞阀套的配合接通或关闭。


3.根据权利要求2所述的一种电比例控制液压多路换向阀，其特征在于：滑阀阀芯与活塞阀套为滑阀式五位四通换向阀结构，滑阀式五位四通换向阀的五个位置分别为中位、左停止位、左换向位、右停止位和右换向位，即：
中位时，进油口P3截止，控制油口a3、控制油口b3、回油口T3连通；
左停止位时，进油口P3截止，控制油口a3截止，控制油口b3和回油口T3相通；
左换向位时，进油口P3和控制油口a3相通，控制油口b3和回油口T3相通；
右停止位时，进油口P3截止，控制油口b3截止，控制油口a3和回油口T3相通；
右换向位时，进油口P3和控制油口b3相通，控制油口a3和回油口T3相通。


4.根据权利要求3所述的一种电比例控制液压多路换向阀，其特征在于：所述活塞阀套内设置有五个用于沟通油液的沉割槽，进油口P3、回油口T3、控制油口a3和控制油口b3分别开设在不同沉割槽处，所述滑阀阀芯设置有三个用于开启或封闭油口的台肩，所述进油口P3为负开口型，所述回油口T3为正开口型，滑阀式五位四通换向阀为中位时，进油口P3截止，控制油口a3、控制油口b3和回油口T3连通，且进油口P3的遮盖量大于或等于回油口T3的开口量，滑阀式五位四通换向阀流量的大小通过各...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹修杰，
申请(专利权)人：青岛鸿合数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37