本发明专利技术提出一种电静液作动系统及控制方法，包括至少一个液压动力模块和液压执行单元，液压动力模块为液压执行单元提供运动的动力；所述的液压动力模块包括液压驱动单元和配流单元，液压驱动单元根据接收到的控制信号进行往复运动，使其两个油口O1、O2交替产生压力油液，压力油液经过配流单元的启闭逻辑控制，输送至液压执行单元的两个油口X和Y，引起液压执行单元运动。本发明专利技术系统中的运动部件均为直线往复运动，所有的作用力均沿轴向，无复杂的中间传动环节，无运动转换环节，没有侧向力的引入，其运动需克服的摩擦力更小，机械效率更高，工作寿命周期更长。工作寿命周期更长。工作寿命周期更长。
【技术实现步骤摘要】
一种电静液作动系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及一种电静液作动系统及控制方法，属于液压伺服控制
技术介绍
[0002]电静液作动器是基于容积控制原理的闭式液压伺服方案。由于避免了大量液压长管路和伺服阀的使用，大幅提升了系统的可靠性、可维护性和功率密度。因此，电静液作动器在大中型飞行器、足式机器人等伺服控制系统中应用广泛。
[0003]现有的采用伺服电机
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双向轴向柱塞泵作为动力源的电静液作动器，在高压、高速工况下柱塞泵内多场耦合效应增强，结构件非线性倾覆力矩增加，流体非稳定流动加剧，摩擦副失效可能性急剧上升，油膜难以稳定承载；电机
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液压泵转子系统转动惯量大，系统响应速度慢、频宽窄。这些问题均造成现有电静液作动器在可靠性、动态特性方面存在不足。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供一种电静液作动系统及控制方法。
[0005]本专利技术的技术解决方案：一种电静液作动系统，包括至少一个液压动力模块和液压执行单元，液压动力模块为液压执行单元提供运动的动力；
[0006]所述的液压动力模块包括液压驱动单元和配流单元，液压驱动单元根据接收到的控制信号进行往复运动，使其两个油口O1、O2交替产生压力油液，压力油液经过配流单元的启闭逻辑控制，输送至液压执行单元的两个油口X和Y，引起液压执行单元运动。
[0007]一种电静液作动系统的控制方法，包括以下步骤：
[0008]当液压执行单元需要产生向油口Y所处的活塞腔方向运动时，液压驱动单元根据控制信号，先向所需运动方向的反方向运动，油液经液压驱动单元油口O1流出，此时高速开关阀A、D开启B、C关闭，压力油液经液压执行单元油口X进入，推动执行单元活塞向所需运动方向运动，油液经液压执行单元油口Y流出，经油口O2进入液压驱动单元；液压驱动单元根据控制信号，再向所需运动方向运动，油液经油口O2流出，此时高速开关阀A、D关闭B、C开启，压力油液经液压执行单元油口X进入液压执行单元，推动执行单元活塞向所需运动方向运动，油液经液压执行单元油口Y流出，经油口O1进入液压驱动单元；
[0009]当液压执行单元需要产生向油口X所处的活塞腔方向运动时，液压驱动单元根据控制信号，先向所需运动方向运动，油液经油口O1流出，此时高速开关阀A、D关闭B、C开启，压力油液经液压执行单元油口Y进入，推动执行单元活塞向所需运动方向运动，油液经油口X流出，经油口O2进入液压驱动单元；液压驱动单元根据控制信号，向所需运动方向的反方向运动，油液经油口O2流出，此时高速开关阀A、D开启B、C关闭，压力油液经油口Y进入液压执行单元，推动执行单元活塞向所需运动方向运动，油液经油口X流出，经油口O1进入液压驱动单元。
[0010]本专利技术与现有技术相比的有益效果：
[0011](1)本专利技术系统中的运动部件均为直线往复运动，所有的作用力均沿轴向，无复杂
的中间传动环节，无运动转换环节，没有侧向力的引入，其运动需克服的摩擦力更小，机械效率更高，工作寿命周期更长；
[0012](2)本专利技术动子运动惯量小，系统的频响特性理论上仅与直线电机和高速开关阀的频响相关，具有显著的快速响应优势；
[0013](3)本专利技术液压动力可并联实现系统功率的倍增，实际使用中可根据负载情况调用不同数量的液压动力，避免了小功率输出时系统输入功率的浪费，实现自适应负载匹配，且多个液压动力可互做备份，便于形成余度配置与故障隔离，提升作动器可靠性；
[0014](4)本专利技术控制均可通过数字信号实现，无需数模转换硬件参与，极大地简化了上位机控制系统硬件组成与控制逻辑。
附图说明
[0015]附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本专利技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0016]图1是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器结构示意图；
[0017]图2是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器中往复式液压驱动单元结构示意图；
[0018]图3是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器中液压动力模块示意图；
[0019]图4是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器的四象限工作模式示意图；
[0020]图5是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器的高速开关阀控制逻辑矩阵；
[0021]图6是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器的随动工作模式示意图；
[0022]图7是本专利技术具体实施方式的一种高速开关阀配流的直线驱动电静液作动器的多液压动力模块并联模式示意图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供一种以直线电机为动力源、采用高速开关阀组进行配流，实现作动筒运动精确控制的电静液作动系统，通过直线电机驱动双作用活塞缸，构成往复式活塞泵单元，通过高速开关阀组构成配流单元。
[0024]一种电静液作动系统，包括至少一个液压动力模块和液压执行单元，液压动力模块为液压执行单元提供运动的动力。
[0025]液压动力模块包括液压驱动单元和配流单元，液压驱动单元根据接收到的控制信号进行往复运动，使其两个油口O1、O2交替产生压力油液，压力油液经过配流单元的启闭逻辑控制，输送至液压执行单元的两个油口X和Y，引起液压执行单元运动。
[0026]进一步，液压驱动单元包括直线电机和活塞泵，直线电机的动子与活塞泵活塞固
接，直线电机接收控制器电流信号，驱动活塞泵活塞往复运动，在活塞泵的两油口O1、O2交替产生压力油液。优选的，活塞泵活塞两侧面积相同。
[0027]进一步，活塞泵缸体由两个独立腔体组成，油口O1和O2分别设置在不同腔体上。
[0028]进一步，直线电机的动子与活塞泵活塞通过联轴器固连，直线电机动子、联轴器、活塞共同构成液压驱动单元动子。
[0029]进一步，配流单元包括至少4个高速开关阀，其中开关阀A和开关阀B一侧与液压驱动单元油口O1连通，开关阀C和开关阀D一侧与液压驱动单元油口O2连通，开关阀A和开关阀C的另一侧与液压执行单元油口X连通，开关阀B和和开关阀D另一侧与液压执行单元油口Y连通。
[0030]进一步，液压执行单元包括执行单元缸体和执行单元活塞，执行单元缸体包括两个独立的活塞腔，油口X和油口Y分别设置在不同腔体上。优选的，液压执行单元活塞两侧面积相同。
[0031]进一步，配流单元高速开关阀的启闭逻辑控制如下，
[0032]当液压执行单元需要产生向油口Y所处的活塞腔方向运动时，液压驱动单元先向所需运动方向的反方向运动，此时高速开关阀A、D开启B、C关闭，然后液压驱动单元再向所需运动方向运动，此时高速开关阀A、D关闭B、C开启；
[0033]当液压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电静液作动系统，其特征在于：包括至少一个液压动力模块和液压执行单元，液压动力模块为液压执行单元提供运动的动力；所述的液压动力模块包括液压驱动单元和配流单元，液压驱动单元根据接收到的控制信号进行往复运动，使其两个油口O1、O2交替产生压力油液，压力油液经过配流单元的启闭逻辑控制，输送至液压执行单元的两个油口X和Y，引起液压执行单元运动。2.根据权利要求1所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的配流单元包括至少4个高速开关阀，其中开关阀A和开关阀B一侧与液压驱动单元油口O1连通，开关阀C和开关阀D一侧与液压驱动单元油口O2连通，开关阀A和开关阀C的另一侧与液压执行单元油口X连通，开关阀B和和开关阀D另一侧与液压执行单元油口Y连通。3.根据权利要求2所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的配流单元高速开关阀的启闭逻辑控制如下，当液压执行单元需要产生向油口Y所处的活塞腔方向运动时，液压驱动单元先向所需运动方向的反方向运动，此时高速开关阀A、D开启B、C关闭，然后液压驱动单元再向所需运动方向运动，此时高速开关阀A、D关闭B、C开启；当液压执行单元需要产生向油口X所处的活塞腔方向运动时，液压驱动单元先向所需运动方向运动，此时高速开关阀A、D关闭B、C开启，然后液压驱动单元再向所需运动方向的反方向运动，此时高速开关阀A、D开启B、C关闭。4.根据权利要求3所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的液压驱动单元运动的频率与高速开关阀组启闭控制频率一致，液压驱动单元的往复运动将连续经配流单元向液压执行单元油口X或Y注入压力油液，驱动液压执行单元活塞杆产生向某一方向持续运动。5.根据权利要求3所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的配流单元还包括开关阀E，开关阀E两侧分别与液压执行单元油口X和油口Y连通；所述的液压执行单元不需要输出运动而处于随动状态时，液压驱动单元不产生运动，此时高速开关阀A、B、C、D均关闭E开启。6.根据权利要求5所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的液压执行单元在某一位置保持锁定，液压驱动单元停止运动，高速开关阀均设为关闭状态。7.根据权利要求1所述的一种电静液作动系统，其特征在于：所述的液压驱动单元包括直线电机和活塞泵，活塞泵缸体由两个独立腔体组成，油口O1和O2分别设置在不同腔体上，直线电机的动子与活塞泵活塞固接，直线电机接收控制器电流信号，驱动活塞泵活塞往复运动，在活塞泵的两油口...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建，张琦玮，
申请(专利权)人：北京自动化控制设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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