一种智控液压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智控液压系统，所述智控液压系统包括：控制单元、动力源、变量泵、多参数检测集成复合传感器、高速开关阀组与液压执行单元，该系统主要通过控制单元将液压执行单元的输入输出功率的检测信号转化为高速开关阀组、变量泵或动力源的调控信号，进行精确泵送油液的流量或压力，取消了常规液压系统中溢流阀的调压能量损失和温升问题。

【技术实现步骤摘要】
一种智控液压系统
本技术涉及液压
，具体涉及一种智控液压系统。
技术介绍
随着AI技术的发展，人类为应对越来越复杂多变的自然环境或者灾难，需要大功率的施工设备，例如，液压挖掘机等。但是发生灾难的地区往往伴随着许多危险情况，考虑人员安全，发展远程遥控挖掘机或者自动驾驶挖掘机成为一种趋势。通常的遥控或自动驾驶技术通常采用步进电机等易于数字化控制的电气元件，但步进电机等电气元件的功率密度与液压技术相比较小，难以满足狭小空间下大功率密度的施工救援，而液压具有“个小劲儿大”的功率密度，因此，为了能与AI技术衔接，发展数字液压或液压数字孪生技术也必然成为一种趋势。目前对于数字液压业内有两种观点，一种是将液压系统中的流量通过高速开关阀离散为可控的数字量，以方便数字化控制；另一种是通过数字电气控制液压元件的主要参数(如：泵的排量、马达的排量、阀的开度、液压缸的位移、速度)，称为数字液压。这两种液压数字化技术，一种由于高速开关阀技术的限制，难以实现大流量的工程液压技术的需要；另一种由于工作介质温度或密度的变化，整体目标需求(如液压油缸不仅需要位移准确，也需要输出功率适应负载并可调整)控制的准确度难以实时调整。液压数字孪生技术主要是通过对液压原件或系统的仿真计算，能够镜像或反映液压原件或系统的现状，或者对未来液压原件或系统持久工作的潜力进行预估和评价。通常，液压数字孪生的仿真技术，对于运行在复杂灾难现场的液压系统的仿真难度大偏差大，不如通过传感技术检测的数据准确，更能实现远程的液压系统的正确或准确调控。为此，潍坊嘉腾液压技术有限公司专利技术了“一种液压多参数(液压压力、温度、压力脉动、流量计流量脉动)复合检测的管接头”等传感器，对液压功能元件(液压泵、液压缸、液压马达)进出油口的油液p和流量q等可进行实施数据采集，这样液压元件的进出口的功率密度pq就可以及时掌握，为AI智控的液压系统提供了眼睛，也为有效实时修正数字孪生的液压挖掘机的寿命预测或运维提供了有力的支持。但是，一个智控液压系统只有眼睛还是不行的，主要起执行单元也需要精确可控才是主要的。而液压挖掘机的主要执行单元主要有两种：一是液压油缸，二是液压马达，其智控系统必然分为以执行单元为主的液压控制回路，但由于这些执行单元所连接的负载变化难以量化(具有规律的功率谱)，实际负载的变化无规律，也经常伴有冲击载荷，而这种冲击载荷通过液压马达的油路造成对系统的冲击，而这种冲击难以仿真和控制，从而造成液压工作的不平稳。目前常规液压系统，通常是由泵、控制阀、液压执行元件(液压缸、液压马达)组成的静压传动，通常包括控制系统压力的溢流阀，速度控制的节流孔(或阀)等，而溢流阀的工作原理也是借助流回油箱的节流口大小的控制，所以，液压系统的节流损失较大，油液温升较大；而且，因使用的液压控制阀数量多，控制阀位的开度与实际流量或压力一般无线性关系，所以，执行单元(液压油缸、液压马达)难以实际精准调控工作。故而，急需一种新型的液压系统，可实现执行单元(液压油缸、液压马达)精准调控。同时，需要结合数字变量泵、流量高速开关阀技术的发展，借助软件开发、数字仿真、云计算等的发展，专利技术一种新型智控液压系统，用于远程灾难救援的指控液压挖掘机等工程机械上。因此，发展一种用于灾难现场实施救援的数字化智控液压系统势在必行。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智控液压系统，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。本技术所提供的一种智控液压系统是通过以下技术方案实现的：一种智控液压系统，包括：变量泵，所述变量泵的排量能够调控；动力源，所述动力源为所述变量泵提供动力；液压执行单元，所述液压执行单元包括液压执行元件以及设置于所述液压执行元件的进油口和/或出油口处的高速开关阀组，所述高速开关阀组包括多个能够独立启闭的开关阀，通过调整所述开关阀的开启数量能够调节所述液压执行元件的进油口和/或出油口处液压油流量的大小或油压的高低；多参数检测集成复合传感器，所述变量泵的泵入口和泵出口、所述液压执行元件的进油口和出油口处均设置有所述多参数检测集成复合传感器，所述多参数检测集成复合传感器至少能够检测流量和压力信号；以及控制单元，所述控制单元能够接收所述多参数检测集成复合传感器检测到的信号，并依内部程序或手动操作依次调整所述液压执行元件的进油口或出油口处的高速开关阀组的开关阀的开启数量、所述变量泵的排量、所述动力源的输出功率中的至少一个，以适应所述液压执行元件的负载端的负载变化。本技术中的智控液压系统还具有下述附加技术特征：所述动力源为柴油机、汽油机、燃气机或电动机，通过电气化或数字化调控所述柴油机或所述汽油机供油、所述燃气机供气、或者调控所述电动机加大电流或电压，以调控所述动力源的输出功率。所述变量泵为径向柱塞泵或轴向柱塞泵，且所述变量泵的排量的调控能够电气化或数字化操控。所述多参数检测集成复合传感器还包括检测仪，所述检测仪能够将所述多参数检测集成复合传感器检测信号转化为数字信号并传递至所述控制单元。所述高速开关阀组为由数字信号控制的高速开关阀组。所述液压执行元件为液压油缸。所述液压执行元件为液压马达，且所述液压马达的进油口与所述高速开关阀组之间设置有第一螺旋管，和/或所述液压马达的出油口与所述高速开关阀组之间设置有第二螺旋管。由于采用了上述技术方案，本技术所取得的有益效果为：1.本技术所提供的一种智控液压系统采用变量泵能够及时调控排量，以及高速开关阀组的设置能够有效调整进出液压执行元件的液压油的流量的大小以及油压的高低以应对不同的负载要求。多参数检测集成复合传感器可实时监控执行单元的进出油口的油液p和流量q等可进行实施数据采集，这样液压元件的进出口的功率pq就可以及时掌握，并进行及时反馈，以消除仿真或计算误差，也为有效实时修正数字孪生液压挖掘机的寿命预测或运维提供了有力的支持。此外，本技术还能够降低对阀品种数量、常规换向阀中位机能的阀芯遮盖量的要求，降低液压系统的整体成本，并将关注点集中在液压系统整体的目标需求上，使液压传动控制大为简化，让用户不必再关心什么是PID、什么是频响、什么是阀口增益等等复杂的器件特性，减少对液压元件仿真依赖，易于工程技术人员掌握，并且数字化的流量分配，实现AI功率元控制。2.作为本技术的一种优选实施方式，所述变量泵为径向柱塞泵或轴向柱塞泵，且所述变量泵的排量的调控能够电气化或数字化操控。柱塞泵具有较高的配合精度，密封性能好，在高压工作仍有较高的容积效率，只需改变柱塞的工作行程就能改变流量，易于实现变量，通过因此能够更好的提供高功率密度，而且通过电气化或数字化进行操控能够有效提高工作效率。3.作为本技术的一种优选实施方式，所述多参数检测集成复合传感器还包括检测仪，所述检测仪能够将所述多参数检测集成复合传感器检测信号转化为数字信号并传递至所述控制单元。检测仪能够将传感器检测出的流量、压力等信号转化为数字信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智控液压系统，其特征在于，包括：/n变量泵，所述变量泵的排量能够调控；/n动力源，所述动力源为所述变量泵提供动力；/n液压执行单元，所述液压执行单元包括液压执行元件以及设置于所述液压执行元件的进油口和/或出油口处的高速开关阀组，所述高速开关阀组包括多个能够独立启闭的开关阀，通过调整所述开关阀的开启数量能够调节所述液压执行元件的进油口和/或出油口处液压油流量的大小或油压的高低；/n多参数检测集成复合传感器，所述变量泵的泵入口和泵出口、所述液压执行元件的进油口和出油口处均设置有所述多参数检测集成复合传感器，所述多参数检测集成复合传感器至少能够检测流量和压力信号；以及/n控制单元，所述控制单元能够接收所述多参数检测集成复合传感器检测到的信号，并依内部程序或手动操作依次调整所述液压执行元件的进油口或出油口处的高速开关阀组的开关阀的开启数量、所述变量泵的排量、所述动力源的输出功率中的至少一个，以适应所述液压执行元件的负载端的负载变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种智控液压系统，其特征在于，包括：
变量泵，所述变量泵的排量能够调控；
动力源，所述动力源为所述变量泵提供动力；
液压执行单元，所述液压执行单元包括液压执行元件以及设置于所述液压执行元件的进油口和/或出油口处的高速开关阀组，所述高速开关阀组包括多个能够独立启闭的开关阀，通过调整所述开关阀的开启数量能够调节所述液压执行元件的进油口和/或出油口处液压油流量的大小或油压的高低；
多参数检测集成复合传感器，所述变量泵的泵入口和泵出口、所述液压执行元件的进油口和出油口处均设置有所述多参数检测集成复合传感器，所述多参数检测集成复合传感器至少能够检测流量和压力信号；以及
控制单元，所述控制单元能够接收所述多参数检测集成复合传感器检测到的信号，并依内部程序或手动操作依次调整所述液压执行元件的进油口或出油口处的高速开关阀组的开关阀的开启数量、所述变量泵的排量、所述动力源的输出功率中的至少一个，以适应所述液压执行元件的负载端的负载变化。


2.根据权利要求1所述的一种智控液压系统，其特征在于，
所述动力源为柴油机、汽油机、燃气机或电动机，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，毛宗国，黄爱武，
申请(专利权)人：潍坊嘉腾液压技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37