油缸控制系统、控制方法及泵送机械技术方案

本发明专利技术公开了一种油缸控制系统、控制方法及泵送机械；该油缸控制系统设置有闭式油泵、换向阀组、转速检测元件、排量检测单元、位置监测元件及控制单元；转速检测元件用于获取闭式油泵的转速并生成转速信号；排量检测单元用于获取闭式油泵的排量，并产生排量信号；位置监测元件用于在主油缸的活塞到达预定位置时生成到位信号；控制单元用于根据转速信号、排量信号和到位信号控制换向阀组对伺服油缸进行换向。该油缸控制系统不需要在活塞杆上设置较长长度的感应套来获取活塞的运动速度，因此，在保持主油缸长度的情况下，可以延长主油缸的有效行程；或，在保持主油缸现有行程的情况下，可以缩短主油缸的长度。

【技术实现步骤摘要】
油缸控制系统、控制方法及泵送机械
本专利技术涉及液压控制技术，具体涉及一种油缸控制系统及控制方法；另外，本专利技术还涉及具有上述油缸控制系统的泵送机械。
技术介绍
目前，泵送机械（比如泵车、车载泵等）已广泛应用于工程建设中；在这些泵送机械中，最核心的机构是泵送系统。如图1所示，泵送系统通常包括主油缸1、输送缸2、砼活塞3及水箱4，砼活塞3滑动设置于输送缸2中，主油缸1的活塞杆6与砼活塞3连接；泵送系统的工作原理是：当活塞杆6缩回时，输送缸2从端口8吸入物料；当活塞杆6伸出时，输送缸2从端口8泵出物料。在上述泵送系统中，砼活塞3通过活塞杆6与活塞5相连，砼活塞3的动作频率、行程与活塞5保持一致，因此，主油缸1对整个泵送系统的排量、工作效率、使用寿命等具有非常重要的影响。为了使主油缸1起到较好的作用，通常需要保证主油缸1能够及时换向（在活塞运动至极限位置及时改变运动方向）；如主油缸1过早换向（即活塞未到极限位置就换向），主油缸1的行程无法充分利用起来，泵送系统的排量和效率均会受影响；如主油缸1过晚换向（即活塞到达极限位置停滞时间过长），则会影响泵送系统的工作效率。为了使主油缸1及时换向，常用以下方式控制主油缸1的换向：在主油缸1的缸筒上靠近极限位置一定距离的位置设置位置监测元件7，并在活塞杆6上设置感应套，通过位置监测元件和感应套的配合来获取活塞5行程，进而算出活塞5的运动速度，结合感应套的长度、及位置监测元件所设置的位置即可预估出活塞需要多长时间到达极限位置；然后根据该预估时间控制液压油的流动方向，从而使主油缸1换向。虽然上述方式可以实现主油缸1的换向，但是它需要在活塞杆上设置较长长度的感应套，否则无法计算出活塞5的运动速度，在主油缸总长不变的情况下，这会导致主油缸的有效行程减小；在保持主油缸原有行程的情况下，必须增加主油缸的总长，这会导致主油缸重量增加，且给安装也带来困难。因此，如何在主油缸能够及时换向的基础上，延长主油缸的有效行程或缩短主油缸的总长度，仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种油缸控制系统，利用该油缸控制系统，可在保证主油缸及时换向的基础上，延长主油缸的有效行程或缩短主油缸的总长度。在此基础上，本专利技术还提出一种具有该油缸控制系统的泵送机械。另外，本专利技术还提出一种油缸控制方法，利用该油缸控制方法，也可以在保证主油缸及时换向的基础上，延长主油缸的有效行程或缩短主油缸的总长度。一方面，本专利技术提出了一种油缸控制系统，包括闭式油泵、主油缸及换向阀组，所述闭式油泵与主油缸连接，所述闭式油泵包括主油泵、补油泵和伺服油缸，所述伺服油缸用于驱动所述主油泵的斜盘转动进而调节所述主油泵输出液压油的排量和方向，所述换向阀组用于控制所述伺服油缸的运动方向，还包括：转速检测元件，用于直接或间接获取所述闭式油泵的转速，并生成转速信号；排量检测单元，用于获取所述闭式油泵的排量，并产生排量信号；位置监测元件，用于在所述主油缸的活塞到达预定位置时生成到位信号；控制单元，用于根据所述转速信号、排量信号和到位信号控制所述换向阀组对伺服油缸进行换向。对于该油缸控制系统，主油缸的内径、活塞杆的直径、位置监测元件与极限位置之间的距离都是可以预先获知的，结合主油缸的通流面积、闭式油泵的排量和转速，控制单元可以计算出活塞在主油缸内的运动速度；当活塞运动至预定位置时，位置监测元件会将到位信号发送给控制单元，根据活塞的运动速度、及预定位置与极限位置之间的距离可以计算出活塞将在多长时间后达到极限位置，控制单元根据计算出来的时间控制伺服油缸换向，此时闭式油泵的出油口和进油口对调，从而改变活塞在主油缸内的运动方向（即完成主油缸换向）。通过上述工作原理可以知道，该油缸控制系统可以及时对主油缸进行换向，防止憋压现象的发生；并且，与现有技术相比，它在主油缸上设置简单的位置监测元件即可，并不需要通过在活塞杆上设置较长长度的感应套来获取活塞的运动速度，因此，利用该油缸控制系统，在保持主油缸长度的情况下，可以延长主油缸的有效行程；或，在保持主油缸现有行程的情况下，缩短主油缸的长度。另一方面，本专利技术还提出的一种油缸控制方法，设置有主油缸和闭式油泵，所述闭式油泵包括主油泵、补油泵和伺服油缸，所述伺服油缸用于驱动所述主油泵的斜盘转动进而调节所述主油泵输出液压油的排量和方向，所述闭式油泵用于为主油缸提供液压油；所述主油缸的预定位置上设有位置监测元件，所述位置监测元件在所述主油缸的活塞运行到预定位置时产生到位信号，包括以下步骤：获取所述闭式油泵的转速及排量；根据所述转速和排量计算所述主油缸的活塞的运动速度；根据所述运动速度和到位信号控制换向阀组对伺服油缸进行换向。进一步地，所述闭式油泵的排量通过以下两种方式之一获得：1）检测所述闭式油泵的伺服油缸的无杆腔和有杆腔的压力，根据所述压力获取所述闭式油泵的排量；2）检测所述闭式油泵的斜盘的转角，根据所述转角获取所述闭式油泵的排量。通过该油缸控制方法可以及时对主油缸进行换向，防止憋压现象的发生；与现有技术相比，该油缸控制方法不需要在主油缸上设置长度较长的感应套来获取活塞的运动速度，因此，利用该油缸控制方法，在保持主油缸长度的情况下，可以延长主油缸的有效行程；或，在保持主油缸现有行程的情况下，缩短主油缸的长度。又一方面，本专利技术还提出一种泵送机械，包括原动机及泵送系统，所述泵送系统包括输送缸、砼活塞及上述的油缸控制系统，所述原动机用于驱动所述闭式油泵，所述砼活塞与主油缸的活塞杆连接，所述砼活塞设置于输送缸内。进一步地，所述排量检测单元包括压力检测元件；所述压力检测元件设置于伺服油缸上，用于检测所述闭式油泵的伺服油缸的有杆腔和无杆腔内的压力；所述排量检测单元根据所述压力获取所述闭式油泵的排量。进一步地，所述排量检测单元包括角度传感器；所述角度传感器设置于闭式油泵上，用于检测所述斜盘的转角，所述排量检测单元根据所述转角获取所述闭式油泵的排量。进一步地，所述转速检测元件设置于原动机上，所述转速检测元件通过检测所述原动机的转速获得所述闭式油泵的转速；或，所述转速检测元件设置于所述闭式油泵上，用于直接检测所述闭式油泵的转速。进一步地，所述位置监测元件为行程到位开关，所述行程到位开关设置于所述主油缸的预定位置上；或，所述位置监测元件为压力传感器，所述压力传感器设置于所述主油缸的预定位置上。进一步地，所述换向阀组包括换向阀和压力控制阀，所述换向阀的P口与补油泵的出口连通，T口与油箱连通；所述压力控制阀的两个液控口分别与换向阀的A口和B口连接，所述压力控制阀的进口与补油泵的出口连通，所述压力控制阀的回油口与油箱连通；所述压力控制阀的两个工作油口分别与所述伺服油缸的有杆腔和无杆腔连通，所述压力控制阀用于根据P口压力控制伺服油缸的有杆腔或无杆腔的压力。进一步地，所述补油泵和换向阀之间的油路上还设有恒功率阀组；所述恒功率阀组的两个进口分别与补油泵出口和主油泵出口连通，所述恒功率阀组的回油口与油箱连通。进一步地，所述泵送系统还包括摆阀油缸，在所述换向阀组对伺服油缸换向的同时或之后的预定时间，所述控制单元控制所述摆阀油缸换向。与现有技术相比，通过采用上述油缸控制系统，该泵送机械可以采用长度更小的主油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油缸控制系统，包括闭式油泵（3）、主油缸（1）及换向阀组，所述闭式油泵（3）与主油缸（1）连接，所述闭式油泵（3）包括主油泵（32）、补油泵（33）和伺服油缸（31），所述伺服油缸（31）用于驱动所述主油泵（32）的斜盘转动进而调节所述主油泵（32）输出液压油的排量和方向，所述换向阀组用于控制所述伺服油缸（31）的运动方向，其特征在于，还包括：转速检测元件（5），用于直接或间接获取所述闭式油泵（3）的转速，并生成转速信号；排量检测单元，用于获取所述闭式油泵（3）的排量，并产生排量信号；位置监测元件，用于在所述主油缸（1）的活塞到达预定位置时生成到位信号；控制单元（9），用于根据所述转速信号、排量信号和到位信号控制所述换向阀组对伺服油缸（31）进行换向。

【技术特征摘要】
1.一种油缸控制系统，包括闭式油泵(3)、主油缸(1)及换向阀组，所述闭式油泵(3)与主油缸(1)连接，所述闭式油泵(3)包括主油泵(32)、补油泵(33)和伺服油缸(31)，所述伺服油缸(31)用于驱动所述主油泵(32)的斜盘转动进而调节所述主油泵(32)输出液压油的排量和方向，所述换向阀组用于控制所述伺服油缸(31)的运动方向，其特征在于，还包括：转速检测元件(5)，用于直接或间接获取所述闭式油泵(3)的转速，并生成转速信号；排量检测单元，用于获取所述闭式油泵(3)的排量，并产生排量信号；位置监测元件，用于在所述主油缸(1)的活塞到达预定位置时生成到位信号；控制单元(9)，用于根据所述转速信号、排量信号和到位信号控制所述换向阀组对伺服油缸(31)进行换向。2.一种油缸控制方法，设置有主油缸(1)和闭式油泵(3)，所述闭式油泵(3)包括主油泵(32)、补油泵(33)和伺服油缸(31)，所述伺服油缸(31)用于驱动所述主油泵(32)的斜盘转动进而调节所述主油泵(32)输出液压油的排量和方向，所述闭式油泵(3)用于为主油缸(1)提供液压油；所述主油缸(1)的预定位置上设有位置监测元件，所述位置监测元件在所述主油缸(1)的活塞运行到预定位置时产生到位信号，其特征在于，包括以下步骤：获取所述闭式油泵(3)的转速及排量；根据所述转速和排量计算所述主油缸(1)的活塞的运动速度；根据所述运动速度和到位信号控制换向阀组对伺服油缸(31)进行换向。3.根据权利要求2所述的油缸控制方法，其特征在于，所述闭式油泵(3)的排量通过以下两种方式之一获得：1)检测所述闭式油泵(3)的伺服油缸(31)的有杆腔和无杆腔内的压力，根据所述有杆腔和无杆腔内的压力获取所述闭式油泵(3)的排量；2)检测所述闭式油泵(3)的斜盘的转角，根据所述转角获取所述闭式油泵(3)的排量。4.一种泵送机械，包括原动机及泵送系统，其特征在于，所述泵送系统包括输送缸、砼活塞及权利要求1所述的油缸控制系统，所述原动机用于驱动所述闭式油泵(3)，所述砼活塞与主油缸(1)的活塞杆连接，所述砼活塞设置于输送缸内。5.根据权利要求4所述的泵送机械，其特征在于，所述排量...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永红，刘江明，余威，
申请(专利权)人：三一汽车制造有限公司，
类型：发明
国别省市：