基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元制造技术

本发明专利技术涉及机器人技术领域，且公开了基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，包括负载口独立阀、两位两通伺服阀、开关阀、液压缸和控制单元，负载口独立阀包括负载和压力切换阀，通过负载口独立阀的设置，负载口独立阀利用四个两位两通阀实现对执行器的控制，与三位四通阀不同，负载口独立阀控能够实现对执行器进、出口的独立节流控制，通过利用两组两位两通伺服阀和开关阀与压力切换阀的两侧输出端连接，实现两种压力的供能，然后通过压力切换阀实现压力切换，在满足液压驱动单元的需求条件下，优先使用低压油液进行供能，在一定程度上能降低压力损失，降低液压驱动单元的能耗，提高效率。

【技术实现步骤摘要】
基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元
本专利技术涉及机器人
，具体为基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元。
技术介绍
四足机器人运动过程中，腿部液压驱动单元负载变化幅度较大，且大负载存在时间占整个运动周期的比例较小，即大多数时间系统中液压驱动单元受力处于负载不是太大的“中间状态”，这导致多数液压驱动单元处于“压力过剩”状态，这必然导致在伺服阀阀口处的节流损失。因此，液压驱动单元的负载越小，其节流损失越大。综上，要降低四足机器人液压系统的能耗，必须尽力提高系统压力供给与液压驱动单元需求的匹配程度。因此亟需基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元来解决上述问题。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元来解决上述问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，包括负载口独立阀、两位两通伺服阀、开关阀、液压缸和控制单元，负载口独立阀包括负载和压力切换阀，负载与压力切换阀的连杆结构连接，两位两通伺服阀和开关阀的数量均为两个，压力切换阀的两侧输出端分别与一个两位两通伺服阀和开关阀的输入端连接，两个开关阀的输出端相互连接，两个两位两通伺服阀的输出端均与液压缸和控制单元的输入端连接。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，具备以下有益效果：1、该基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，通过负载口独立阀的设置，负载口独立阀利用四个两位两通阀实现对执行器的控制，与三位四通阀不同，负载口独立阀控能够实现对执行器进、出口的独立节流控制，通过利用两组两位两通伺服阀和开关阀与压力切换阀的两侧输出端连接，实现两种压力的供能，然后通过压力切换阀实现压力切换，在满足液压驱动单元的需求条件下，优先使用低压油液进行供能，在一定程度上能降低压力损失，降低液压驱动单元的能耗，提高效率。2、该基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，通过液压驱动单元中负载口独立阀控技术的应用，解决了单泵多执行器液压系统中三位四通阀进出口节流效应耦合的问题，同时，采用负载口独立阀控技术能够实现较大的系统背压，有利于提高系统的稳定性。附图说明图1为本专利技术控制原理示意图；图2为本专利技术负载口独立阀的控制原理示意图。图中：1负载口独立阀、11负载、12压力切换阀、2两位两通伺服阀、3开关阀、4液压缸、5控制单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-2，本专利技术提出了基于两级供能和负载口独立阀1控技术的液压驱动单元，包括负载口独立阀1、两位两通伺服阀2、开关阀3、液压缸4和控制单元5，负载口独立阀1包括负载11和压力切换阀12，负载11与压力切换阀12的连杆结构连接，两位两通伺服阀2和开关阀3的数量均为两个，压力切换阀12的两侧输出端分别与一个两位两通伺服阀2和开关阀3的输入端连接，两个开关阀3的输出端相互连接，两个两位两通伺服阀2的输出端均与液压缸4和控制单元5的输入端连接，负载口独立阀1利用四个两位两通阀实现对执行器的控制，与三位四通阀不同，负载口独立阀1控能够实现对执行器进、出口的独立节流控制，通过利用两组两位两通伺服阀2和开关阀3与压力切换阀12的两侧输出端连接，实现两种压力的供能，然后通过压力切换阀12实现压力切换，在满足液压驱动单元的需求条件下，优先使用低压油液进行供能，在一定程度上能降低压力损失，降低液压驱动单元的能耗，提高效率，液压驱动单元中负载口独立阀1控技术的应用，解决了单泵多执行器液压系统中三位四通阀进出口节流效应耦合的问题，同时，采用负载口独立阀1控技术能够实现较大的系统背压，有利于提高系统的稳定性。同样假设液压油源的供能流量、压力始终保持稳定，液压驱动单元中执行器处于静平衡状态。则液压缸4有、无杆腔的流量与两腔面积的关系可表示为：其中，Qa、Qb分别为流入液压缸4无杆腔和有杆腔的流量，Aa、Ab分别为液压缸4无杆腔和有杆腔的面积。液压缸4无杆腔和有杆腔的流量与负载11口开口的关系可表示为：其中，Cd为流量系数，w为节流口周长，xa、xb分别为进、出口节流阀的阀芯位移量，Δpa、Δpb分别为进、出口节流阀前后压差，Δpa＝ps-pa，Δpb＝pb-0＝pb。令：综合式和得：即：μ2(ps-pa)＝R2pb液压缸4始终处于静平衡状态，即：F＝paAa-pbAb将式μ2(ps-pa)＝R2pb代入式F＝paAa-pbAb得：液压缸4运动速度与流量关系为：由式和得:则液压驱动单元的能量转换效率η′为：式中液压缸4两腔的面积无法改变，因此液压驱动单元的效率η′只与进、出口节流阀的阀芯位移节流口开度有关，三位四通阀进口和出口开度之比μ不能变化，而节流口受负载11F制约，无法随意调节，因此液压驱动单元的效率η′几乎无法人为控制；负载口独立阀1控技术下进口节流阀阀口与出口节流阀阀口之比μ可随时改变，由式可知，当越大、越小即进口节流阀开口越大、出口节流阀开口越小，液压驱动单元的效率η′越高，因此在液压驱动单元工作过程中尽量采用出口节流、同时保证进口节流阀处于大开口状态便能够提高液压驱动单元的效率。尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，包括负载口独立阀(1)、两位两通伺服阀(2)、开关阀(3)、液压缸(4)和控制单元(5)，其特征在于：所述负载口独立阀(1)包括负载(11)和压力切换阀(12)，负载(11)与压力切换阀(12)的连杆结构连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，包括负载口独立阀(1)、两位两通伺服阀(2)、开关阀(3)、液压缸(4)和控制单元(5)，其特征在于：所述负载口独立阀(1)包括负载(11)和压力切换阀(12)，负载(11)与压力切换阀(12)的连杆结构连接。


2.根据权利要求1所述的基于两级供能和负载口独立阀控技术的液压驱动单元，其特征在于：所述两位两通伺服阀(2)和开关阀(3)的数量均为两个，...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁智强，薛大兵，韩寿松，宁初明，刘相波，靳莹，李华莹，谭永营，李勋，王飞，郭浩，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所，浙江省轨道交通运营管理集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11