一种液压助力电动缸及其控制方法技术

一种液压助力电动缸及控制方法，包括缸体、驱动电机、丝杆、丝杆螺母、活塞、活塞杆和两个液压油孔，缸体上的两个油孔通入受控制的液压油，为电动缸液压助力。这种液压助力电动缸的控制方法为：控制器检测驱动电机的电流，并调节进入缸体的液压压力，使驱动电机电流控制在规定范围内。液压压力的调节可以采用变量、变频和调压等多种方法。本发明专利技术通过对驱动电机电流的控制，在液压助力下，可以使用比较小的控制电流，实现大负载的控制。这种液压助力电动缸及控制方法使用简便、工作稳定可靠，使用维护方便。有同样尺寸电动缸数十倍的出力。由于没有阀的节流，从而比阀控液压缸的效率大大提高，发热量小，噪声小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压控制，具体说是。
技术介绍
电动缸的特点是定位精度高、控制方便，但由于电动缸依靠滚珠丝杠传动，在负载比较大时，不但要增加滚珠丝杆的尺寸，而且滚珠丝杠长期在大载荷下工作寿命会降低。液压传动的特点是具有足够大的力，但其位置和速度控制非常复杂，目前液压缸主要采用的有阀控和泵控。阀控有节流，损失大、噪声大；泵控却难以达到控制精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对电动缸和液压缸各自的优缺点，提供，充分利用电动缸的控制优势和液压缸的力量优势，利用滚珠丝杠和液压共同驱动负载，使之具有控制简单、定位精度高、效率高、噪声小等特点。所述液压助力电动缸，包括带有活塞和活塞杆的缸体、控制端与控制器连接的驱动电机、丝杆、与所述丝杆配套的丝杆螺母，所述驱动电机的输出轴带动所述丝杆转动，所述丝杆嵌套于所述丝杆螺母中，所述丝杆螺母与所述活塞固定一体，所述活塞杆中空且与所述丝杆螺母的螺孔连通，使得所述驱动电机带动所述丝杆向不同方向的旋转推动丝杆螺母、以及与丝杆螺母固定的活塞和活塞杆沿所述缸体的轴向的相应方向往返移动，其特征是:在所述缸体的活塞两侧分别设有活塞杆侧油孔和活塞侧油孔，所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔分别通过管道与压力调节装置连通，用于通过所述油缸的活塞两侧压力差提供液压的压力助力，所述压力调节装置设有控制压力调节的启动控制端以及与控制器连接的换向控制端。作为一种实施例，所述压力调节装置带有一个截止阀，所述截止阀的两端分别与所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔连通；所述驱动电机的输出轴和所述缸体的丝杆螺母之间的连接装置上串接有一个离合器。作为一种实施例，所述压力调节装置设有一个由液压泵电机驱动的变量泵，所述变量泵的两输出端分别与所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔连通。作为优化方案，所述变量泵是斜盘式变量泵。作为一种实施例，所述压力调节装置包括一个三位四通换向阀、一个由液压泵电机驱动的液压泵，所述液压泵的两输出端分别与所述三位四通换向阀的P、O端连通，所述三位四通换向阀的A、B端分别与所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔连通。作为另一种实施例，所述压力调节装置包括一个三位四通换向阀和一个减压阀，所述三位四通换向阀的P端口与所述减压阀的A端口连通，三位四通换向阀的A、B端口分别与所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔连通。一种对上述的液压助力电动缸的控制方法，其特征是:通过所述控制器检测所连接控制的驱动电机的转动方向和驱动电机的驱动电流，当所检测的电流大于液压启动调节上限或者所检测的电流小于液压启动调节下限时，即在所述压力调节装置的启动控制端发送信号启动液压调节，并向所述压力调节装置的换向控制端发送信号，控制进入缸体内液压的压力和方向使得所述驱动电机的驱动电流值控制在规定的范围内；当所检测的电流小于液压启动调节上限并且所检测的电流大于液压启动调节下限时，即通过所述控制器向所述压力调节装置的启动控制端发送信号停止液压压力调节。作为一种实施例，所述压力值调节通过由所述控制器控制推动装置驱动所述压力调节装置内的变量泵斜盘，调节变量泵的两输出端所连通的所述缸体的活塞两侧压力，以调节斜盘的方向改变进入活塞两侧液压油的方向。作为另一种实施例，所述压力值调节通过由所述控制器控制变频器驱动所述压力调节装置内的液压泵电机，以变频方式调节进入缸体内液压的压力；由所述液压泵电机驱动液压泵，并连通所述液压泵的两输出端到位于所述压力调节装置内的一个三位四通换向阀的P、0端，将所述三位四通换向阀的A、B端分别与所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔连通，由所述控制器控制所述三位四通换向阀的连通状态，控制进入缸体液压的方向。即由所述活塞杆侧油孔进油或活塞侧油孔进油。作为又一种实施例，所述压力值调节通过由所述控制器控制所述压力调节装置内的减压阀，调节进入缸体液压的压力；所述减压阀的A端口与所述压力调节装置内的一个三位四通换向阀的P端口连接，将所述三位四通换向阀的O端口与所述减压阀的Y端口接入回流，将所述活塞杆侧油孔和活塞侧油孔与所述三位四通换向阀的A、B端口分别连通，由所述控制器控制所述三位四通换向阀的连通状态，控制进入缸体液压的方向。即由所述活塞杆侧油孔进油或活塞侧油孔进油)。该专利技术的主要优点体现在:如果电流超过设定值的上限，说明丝杠承受的载荷大，增加进入缸内液压压力，使驱动电机驱动电流减小；如果电流小于设定值的下限，说明丝杠承受的载荷小，减少进入缸内液压压力，使驱动电机驱动电流增加。通过调节，使丝杆的出力始终在规定范围内，多余的载荷由液压力承担。当系统需要冗余时，也可以作为单独的电动缸和单独的液压缸使用。本专利技术充分利用了电动缸控制精度高、控制方便的特点和液压缸力量大的特点，通过对驱动电机电流的控制，在液压助力下，可以使用比较小的控制电流，实现大负载的控制。这种液压助力电动缸及控制方法使用简便、工作稳定可靠，使用维护方便。有同样尺寸电动缸数十倍的出力。由于没有阀的节流，从而比阀控液压缸的效率大大提高，发热量小，噪声小。附图说明图1是液压助力电动缸的结构示意图，图2是液压助力电动缸利用变量泵控制的液压原理图，图3是液压助力电动缸可以单独用作电动缸和液压缸使用的液压原理示意图，图4是液压助力电动缸利用换向阀控制的液压原理图，图5是液压助力电动缸利用减压阀控制的液压原理图。图中:1—控制器,2—驱动电机，3—丝杆,4一丝杆螺母，5—活塞,6—活塞杆，7—缸体，8—活塞杆侧油孔，9 一活塞侧油孔，10—变量泵，11 一液压泵电机，12—变频器，13—离合器，14 一截止阀，15—压力调节装置，16—换向阀，17—液压泵，18—减压阀，19—推动装直，20一换向控制2而，21 一启动控制立而。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进一步说明:如图1，所述液压助力电动缸，包括带有活塞5和活塞杆6的缸体7、控制端与控制器I连接的驱动电机2、丝杆3、与所述丝杆配套的丝杆螺母4，所述驱动电机2的输出轴带动所述丝杆3转动，所述丝杆3嵌套于所述丝杆螺母4中，所述丝杆螺母4与所述活塞5固定一体，所述活塞杆6中空且与所述丝杆螺母的螺孔连通，使得所述驱动电机2带动所述丝杆向不同方向的旋转推动丝杆螺母、以及与丝杆螺母固定的活塞和活塞杆沿所述缸体的轴向的相应方向往返移动，在所述缸体7的活塞5两侧分别设有活塞杆侧油孔8和活塞侧油孔9，所述活塞杆侧油孔8和活塞侧油孔9分别通过管道与压力调节装置15连通，用于通过所述油缸的活塞两侧压力差提供液压助力，所述压力调节装置15设有控制压力调节的启动控制端21以及与控制器I连接的换向控制端20。如图3，作为一种实施例，所述压力调节装置15带有一个截止阀14，所述截止阀14的两端分别与所述活塞杆侧油孔8和活塞侧油孔9连通；所述驱动电机2的输出轴和所述缸体7的丝杆螺母4之间的连接装置上串接有一个离合器13。当系统需要冗余时，也可以作为单独的电动缸和单独的液压缸使用。截止阀14可以关断压力调节装置的作用，使其作为单独的电动缸，离合器13可以隔离驱动电机2，使之成为独立的液压缸。作电动缸使用时，只需要打开截止阀14，此时缸的上下腔连通。作液压缸时，离合器13离开。这种方式可作为可靠性要求高的设备的冗余，提高可靠性。如图2，实施例一，所述压力调节装置15设有一个由液压泵电机1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压助力电动缸，包括带有活塞（5）和活塞杆（6）的缸体（7）、控制端与控制器（1）连接的驱动电机（2）、丝杆（3）、与所述丝杆配套的丝杆螺母（4），所述驱动电机（2）的输出轴带动所述丝杆（3）转动，所述丝杆（3）嵌套于所述丝杆螺母（4）中，所述丝杆螺母（4）与所述活塞（5）固定一体，所述活塞杆（6）中空且与所述丝杆螺母的螺孔连通，使得所述驱动电机（2）带动所述丝杆向不同方向的旋转推动丝杆螺母、以及与丝杆螺母固定的活塞和活塞杆沿所述缸体的轴向的相应方向往返移动，其特征是：在所述缸体（7）的活塞（5）两侧分别设有活塞杆侧油孔（8）和活塞侧油孔（9），所述活塞杆侧油孔（8）和活塞侧油孔（9）分别通过管道与压力调节装置（15）连通，用于通过所述油缸的活塞两侧压力差提供液压的压力助力，所述压力调节装置（15）设有控制压力调节的启动控制端（21）以及与控制器（1）连接的换向控制端（20）。

【技术特征摘要】
1.一种液压助力电动缸，包括带有活塞(5)和活塞杆(6)的缸体(7)、控制端与控制器(I)连接的驱动电机(2)、丝杆(3)、与所述丝杆配套的丝杆螺母(4)，所述驱动电机(2)的输出轴带动所述丝杆(3)转动，所述丝杆(3)嵌套于所述丝杆螺母(4)中，所述丝杆螺母(4)与所述活塞(5)固定一体，所述活塞杆(6)中空且与所述丝杆螺母的螺孔连通，使得所述驱动电机(2)带动所述丝杆向不同方向的旋转推动丝杆螺母、以及与丝杆螺母固定的活塞和活塞杆沿所述缸体的轴向的相应方向往返移动，其特征是: 在所述缸体(7)的活塞(5)两侧分别设有活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(9)，所述活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(9)分别通过管道与压力调节装置(15)连通，用于通过所述油缸的活塞两侧压力差提供液压的压力助力，所述压力调节装置(15)设有控制压力调节的启动控制％5 (21)以及与控制器(I)连接的换向控制纟而(20)。2.根据权利要求1所述的液压助力电动缸，其特征是:所述压力调节装置(15)带有一个截止阀(14)，所述截止阀(14)的两端分别与所述活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(9)连通；所述驱动电机(2)的输出轴和所述缸体(7)的丝杆螺母(4)之间的连接装置上串接有一个离合器(13)。3.根据权利要求1所述的液压助力电动缸，其特征是:所述压力调节装置(15)设有一个由液压泵电机(11)驱动的变量泵(10)，所述变量泵(10)的两输出端分别与所述活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(9)连通。4.根据权利要求3所述的液压助力电动缸，其特征是:所述变量泵(10)是斜盘式变量栗。5.根据权利要求1所述的液压助力电动缸，其特征是:所述压力调节装置(15)包括一个三位四通换向阀(16 )、一个由液压泵电机(11)驱动的液压泵(17)，所述液压泵(17 )的两输出端分别与所述三位四通换向阀的P、O端连通，所述三位四通换向阀的A、B端分别与所述活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(9)连通。6.根据权利要求3所述的液压助力电动缸，其特征是:所述压力调节装置(15)包括一个三位四通换向阀(16)和一个减压阀(18)，所述三位四通换向阀的P端口与所述减压阀(18)的A端口连通，三位四通换向阀的A、B端口分别与所述活塞杆侧油孔(8)和活塞侧油孔(...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢朔，
申请(专利权)人：武汉海力威机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：