本发明专利技术公开了一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，由液压油箱、液压泵、底座回转液压马达、行走液压马达、多路阀、平衡阀、液压缸、液压辅件和液压管路按照工作原理连接而成，还包括：负载敏感变量泵，负载敏感控制系统以及压力补偿阀，通过所述负载敏感控制系统以及压力补偿阀实施阀后压力补偿的控制策略；平衡阀为双向平衡阀，由一个单向阀和顺序阀并联而成，双向平衡阀形成进油路回油路两对集成平衡阀。采用负载敏感控制系统，采用阀后压力补偿功能来解决执行元件间无法联动及负载不均的现象，能很好克服中心控制系统功率损失严重问题，负载敏感变量泵根据负载所需提供合适的压力、流量，可以最大化提高系统效率。效率。效率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统
[0001]本专利技术属于机器人动力
，尤其涉及一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统。
技术介绍
[0002]七自由度救援机械臂具有多个执行元件，其中各执行元件负载大小不同，若采用传统的多自由度机械臂液压控制系统，会导致各执行元件在进行联动时运动不平稳，冲击力大，可控性较差。救援机械臂时常面临复杂艰巨的动作，性能要求较高。因此其要满足以下要求：
[0003](1)救援机械臂的大臂、二臂、三臂、摆动油缸、回转驱动、属具液压缸要能够单独动作，也要能够复合动作，实现联动；
[0004](2)要保证其速度是连续的，不能突跃，确保其救援时稳定性；
[0005](3)精确度要满足能够精准定位，以保证自动快换属具以及救援的效率和安全性。
[0006]目前的液压系统难以同时满足以上要求，负控制系统中负载变化引起流量巨大变化问题，存在正流量控制系统繁琐，响应速度慢问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统以解决以上问题，为满足以上基本要求，并结合救援机械臂的实际工况，本专利技术采用负载敏感控制系统，采用阀后压力补偿功能来解决执行元件间无法联动及负载不均的现象，能很好克服中心控制系统功率损失严重问题，负载敏感变量泵根据负载所需提供合适的压力、流量，可以最大化提高系统效率；另外，由于救援机械臂各种复杂动作是依靠其液压系统来实现的，因此负载敏感控制系统仅仅满足功能要求是不够的，还需要合理选择泵阀控制类型和参数。
[0008]本专利技术提供了一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，由液压油箱、液压泵、底座回转液压马达、行走液压马达、多路阀、平衡阀、液压缸、液压辅件和液压管路按照工作原理连接而成，还包括：负载敏感变量泵，负载敏感控制系统以及压力补偿阀，通过所述负载敏感控制系统以及压力补偿阀实施阀后压力补偿的控制策略。
[0009]优选的，所述平衡阀为双向平衡阀，由一个单向阀和顺序阀并联而成，双向平衡阀形成进油路回油路两对集成平衡阀；先导压力控制双向平衡阀的开启，当先导压力为零时所述平衡阀锁死，当液压支腿负载过大，超过平衡阀设定压力时，油液从平衡阀泄出，保护执行元件。
[0010]优选的，所述多路阀为液压比例多路阀，由遥控手柄操控其左右移动，从而控制油缸的进油和回油。
[0011]优选的，所述液压辅件包括伺服油缸和流量控制阀。
[0012]优选的，还包括负载敏感阀，所述负载敏感阀左侧受所述液压泵的出口压力，右侧
受负载压力和弹簧合力，当空载或者负载较小时，负载敏感阀和压力补偿阀阀芯不动，处于右侧，伺服油缸大腔的压力通过负载敏感阀和压力补偿阀右位流回油箱；所述液压泵的出口压力推动左侧油缸，增加泵的斜盘倾角。
[0013]优选的，当负载压力作用在所述流量控制阀的阀芯截面积上的作用力与弹簧作用力之和小于所述液压泵的泵压作用力时进行所述阀后压力补偿的控制策略。
[0014]优选的，所述回油路上液压油经中回后，流回油箱前，依次连接散热器和回油过滤器总成，所述散热器用于对液压油进行冷却，所述回油过滤器总成集成有测压模块和单向阀，当过滤器堵住时压力升高，液压油临时走单向阀，需及时更换滤芯。
[0015]优选的，所述液压油箱上还安装有液位计，用于查看液压油高度。
[0016]优选的，所述液压泵的泵口安装有测压表，用来测量液压泵的出口压力。
[0017]优选的，所述液压管路包括回转回路，所述回转回路中添加两个溢流阀限制回转回路的最大压力从而限制液压冲击压力；同时，所述回转回路中还包括两个单向阀，用于给回转回路补油以及实施机械制动。
[0018]本专利技术提供的用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统具有如下有益效果：
[0019]采用负载敏感控制系统，采用阀后压力补偿功能来解决执行元件间无法联动及负载不均的现象，能很好克服中心控制系统功率损失严重问题，负载敏感变量泵根据负载所需提供合适的压力、流量，可以最大化提高系统效率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的液压系统结构示意图。
[0021]图2为本专利技术提供的双向平衡阀结构示意图。
[0022]图3为本专利技术提供的负载敏感回路工作原理图。
[0023]图4为本专利技术提供的回转回路工作原理图。
[0024]图5为本专利技术提供的大臂液压缸受力分析图。
[0025]图6为本专利技术提供的单活塞液压缸结构示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0027]如图1所示，本实施例提供了一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，由液压油箱、液压泵、底座回转液压马达、行走液压马达、多路阀、平衡阀、液压缸、液压辅件和液压管路按照工作原理连接而成，还包括：负载敏感变量泵，负载敏感控制系统，采用阀后压力补偿的控制策略。
[0028]作为优选的实施方式，所述平衡阀为双向平衡阀，由一个单向阀和顺序阀并联而成，双向平衡阀形成进油路回油路两对集成平衡阀。先导压力控制双向平衡阀的开启，当先导压力为零时平衡阀锁死，当液压支腿负载过大，超过平衡阀设定压力时，油液从平衡阀泄出，保护执行元件。此外，平衡阀将各油缸锁住，使各机构保持住位姿，同时使机械臂在运动过程中回油路一直存在背压，运动速度更加平稳，一定程度上能够消除机械臂往复运动时
抖动量。
[0029]工作原理：
[0030]当电机启动后，带动液压泵转动，液压油经吸油过滤进入泵腔，不操作遥控手柄，此时多路阀处于中位机能，进油口、回油口封闭，各执行机构均不动作，系统处于待机状态，泵通过泄油口卸压全部流回油箱；
[0031]先导压力控制双向平衡阀的开启，当先导压力为零时平衡阀锁死，当液压支腿负载过大，超过平衡阀设定压力时，油液从平衡阀泄出，保护执行元件。此外，平衡阀将各油缸锁住，使各机构保持住位姿，同时使机械臂在运动过程中回油路一直存在背压，运动速度更加平稳，一定程度上能够消除机械臂往复运动时抖动量。
[0032]当遥控手柄操控电液比例多路阀阀芯左移动时(大臂为例)，大臂油缸无杆腔进油，有杆腔回油。阀芯右移时，原理相反。其结构示意图及实物图分别如图2所示。
[0033]负载敏感阀左侧受泵出口压力，右侧受负载压力和弹簧合力。当空载或者负载较小时，负载敏感阀和压力补偿阀阀芯不动，处于右位，伺服油缸大腔的压力通过负载敏感阀和压力补偿阀右位流回油箱。泵出口压力推动左侧油缸，增加泵的斜盘倾角。
[0034]当负载压力作用在流量控制阀阀芯截面积上作用力与弹簧作用力之和小于泵压作用力时进行阀后补偿。
[0035]回油路上液压油经中回后，流回油箱前，依次连接散热器(对液压油进行冷却)，回油过滤器总成(集成有测压模块和单本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，其特征在于，由液压油箱、液压泵、底座回转液压马达、行走液压马达、多路阀、平衡阀、液压缸、液压辅件和液压管路按照工作原理连接而成，还包括：负载敏感变量泵，负载敏感控制系统以及压力补偿阀，通过所述负载敏感控制系统以及压力补偿阀实施阀后压力补偿的控制策略。2.根据权利要求1所述的一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，其特征在于，所述平衡阀为双向平衡阀，由一个单向阀和顺序阀并联而成，双向平衡阀形成进油路和回油路两对集成平衡阀；先导压力控制双向平衡阀的开启，当先导压力为零时所述平衡阀锁死，当液压支腿负载过大，超过平衡阀设定压力时，油液从平衡阀泄出，保护执行元件。3.根据权利要求1所述的一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，其特征在于，所述多路阀为液压比例多路阀，由遥控手柄操控其左右移动，从而控制油缸的进油和回油。4.根据权利要求1所述的一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，其特征在于，所述液压辅件包括伺服油缸和流量控制阀。5.根据权利要求4所述的一种用于多自由度多功能高负载液压机械臂的液压系统，其特征在于，还包括负载敏感阀，所述负载敏感阀左侧受所述液压泵的出口压力，右侧受负载压力和弹簧合力，当空载或者负载较小时，负载敏感阀和压力补偿阀阀芯不动，处于右侧，伺服油缸...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈彤，秦绪坤，张新，李兰芸，宋黎，杨玲，
申请(专利权)人：新兴际华集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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