一種液壓助力電動(dòng)缸及其控制方法技術(shù)

一種液壓助力電動(dòng)缸及控制方法，包括缸體、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲桿、絲桿螺母、活塞、活塞桿和兩個(gè)液壓油孔，缸體上的兩個(gè)油孔通入受控制的液壓油，為電動(dòng)缸液壓助力。這種液壓助力電動(dòng)缸的控制方法為：控制器檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流，并調(diào)節(jié)進(jìn)入缸體的液壓壓力，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流控制在規(guī)定范圍內(nèi)。液壓壓力的調(diào)節(jié)可以采用變量、變頻和調(diào)壓等多種方法。本發(fā)明專利技術(shù)通過對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的控制，在液壓助力下，可以使用比較小的控制電流，實(shí)現(xiàn)大負(fù)載的控制。這種液壓助力電動(dòng)缸及控制方法使用簡(jiǎn)便、工作穩(wěn)定可靠，使用維護(hù)方便。有同樣尺寸電動(dòng)缸數(shù)十倍的出力。由于沒有閥的節(jié)流，從而比閥控液壓缸的效率大大提高，發(fā)熱量小，噪聲小。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及液壓控制，具體說是。
技術(shù)介紹
電動(dòng)缸的特點(diǎn)是定位精度高、控制方便，但由于電動(dòng)缸依靠滾珠絲杠傳動(dòng)，在負(fù)載比較大時(shí)，不但要增加滾珠絲桿的尺寸，而且滾珠絲杠長(zhǎng)期在大載荷下工作壽命會(huì)降低。液壓傳動(dòng)的特點(diǎn)是具有足夠大的力，但其位置和速度控制非常復(fù)雜，目前液壓缸主要采用的有閥控和泵控。閥控有節(jié)流，損失大、噪聲大；泵控卻難以達(dá)到控制精度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)電動(dòng)缸和液壓缸各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提供，充分利用電動(dòng)缸的控制優(yōu)勢(shì)和液壓缸的力量?jī)?yōu)勢(shì)，利用滾珠絲杠和液壓共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載，使之具有控制簡(jiǎn)單、定位精度高、效率高、噪聲小等特點(diǎn)。所述液壓助力電動(dòng)缸，包括帶有活塞和活塞桿的缸體、控制端與控制器連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、絲桿、與所述絲桿配套的絲桿螺母，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸帶動(dòng)所述絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲桿嵌套于所述絲桿螺母中，所述絲桿螺母與所述活塞固定一體，所述活塞桿中空且與所述絲桿螺母的螺孔連通，使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述絲桿向不同方向的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)絲桿螺母、以及與絲桿螺母固定的活塞和活塞桿沿所述缸體的軸向的相應(yīng)方向往返移動(dòng)，其特征是:在所述缸體的活塞兩側(cè)分別設(shè)有活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔，所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔分別通過管道與壓力調(diào)節(jié)裝置連通，用于通過所述油缸的活塞兩側(cè)壓力差提供液壓的壓力助力，所述壓力調(diào)節(jié)裝置設(shè)有控制壓力調(diào)節(jié)的啟動(dòng)控制端以及與控制器連接的換向控制端。作為一種實(shí)施例，所述壓力調(diào)節(jié)裝置帶有一個(gè)截止閥，所述截止閥的兩端分別與所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔連通；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述缸體的絲桿螺母之間的連接裝置上串接有一個(gè)離合器。作為一種實(shí)施例，所述壓力調(diào)節(jié)裝置設(shè)有一個(gè)由液壓泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)的變量泵，所述變量泵的兩輸出端分別與所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔連通。作為優(yōu)化方案，所述變量泵是斜盤式變量泵。作為一種實(shí)施例，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)三位四通換向閥、一個(gè)由液壓泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓泵，所述液壓泵的兩輸出端分別與所述三位四通換向閥的P、O端連通，所述三位四通換向閥的A、B端分別與所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔連通。作為另一種實(shí)施例，所述壓力調(diào)節(jié)裝置包括一個(gè)三位四通換向閥和一個(gè)減壓閥，所述三位四通換向閥的P端口與所述減壓閥的A端口連通，三位四通換向閥的A、B端口分別與所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔連通。一種對(duì)上述的液壓助力電動(dòng)缸的控制方法，其特征是:通過所述控制器檢測(cè)所連接控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，當(dāng)所檢測(cè)的電流大于液壓?jiǎn)?dòng)調(diào)節(jié)上限或者所檢測(cè)的電流小于液壓?jiǎn)?dòng)調(diào)節(jié)下限時(shí)，即在所述壓力調(diào)節(jié)裝置的啟動(dòng)控制端發(fā)送信號(hào)啟動(dòng)液壓調(diào)節(jié)，并向所述壓力調(diào)節(jié)裝置的換向控制端發(fā)送信號(hào)，控制進(jìn)入缸體內(nèi)液壓的壓力和方向使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流值控制在規(guī)定的范圍內(nèi)；當(dāng)所檢測(cè)的電流小于液壓?jiǎn)?dòng)調(diào)節(jié)上限并且所檢測(cè)的電流大于液壓?jiǎn)?dòng)調(diào)節(jié)下限時(shí)，即通過所述控制器向所述壓力調(diào)節(jié)裝置的啟動(dòng)控制端發(fā)送信號(hào)停止液壓壓力調(diào)節(jié)。作為一種實(shí)施例，所述壓力值調(diào)節(jié)通過由所述控制器控制推動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的變量泵斜盤，調(diào)節(jié)變量泵的兩輸出端所連通的所述缸體的活塞兩側(cè)壓力，以調(diào)節(jié)斜盤的方向改變進(jìn)入活塞兩側(cè)液壓油的方向。作為另一種實(shí)施例，所述壓力值調(diào)節(jié)通過由所述控制器控制變頻器驅(qū)動(dòng)所述壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的液壓泵電機(jī)，以變頻方式調(diào)節(jié)進(jìn)入缸體內(nèi)液壓的壓力；由所述液壓泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，并連通所述液壓泵的兩輸出端到位于所述壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的一個(gè)三位四通換向閥的P、0端，將所述三位四通換向閥的A、B端分別與所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔連通，由所述控制器控制所述三位四通換向閥的連通狀態(tài)，控制進(jìn)入缸體液壓的方向。即由所述活塞桿側(cè)油孔進(jìn)油或活塞側(cè)油孔進(jìn)油。作為又一種實(shí)施例，所述壓力值調(diào)節(jié)通過由所述控制器控制所述壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的減壓閥，調(diào)節(jié)進(jìn)入缸體液壓的壓力；所述減壓閥的A端口與所述壓力調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的一個(gè)三位四通換向閥的P端口連接，將所述三位四通換向閥的O端口與所述減壓閥的Y端口接入回流，將所述活塞桿側(cè)油孔和活塞側(cè)油孔與所述三位四通換向閥的A、B端口分別連通，由所述控制器控制所述三位四通換向閥的連通狀態(tài)，控制進(jìn)入缸體液壓的方向。即由所述活塞桿側(cè)油孔進(jìn)油或活塞側(cè)油孔進(jìn)油)。該專利技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:如果電流超過設(shè)定值的上限，說明絲杠承受的載荷大，增加進(jìn)入缸內(nèi)液壓壓力，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流減??；如果電流小于設(shè)定值的下限，說明絲杠承受的載荷小，減少進(jìn)入缸內(nèi)液壓壓力，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流增加。通過調(diào)節(jié)，使絲桿的出力始終在規(guī)定范圍內(nèi)，多余的載荷由液壓力承擔(dān)。當(dāng)系統(tǒng)需要冗余時(shí)，也可以作為單獨(dú)的電動(dòng)缸和單獨(dú)的液壓缸使用。本專利技術(shù)充分利用了電動(dòng)缸控制精度高、控制方便的特點(diǎn)和液壓缸力量大的特點(diǎn)，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流的控制，在液壓助力下，可以使用比較小的控制電流，實(shí)現(xiàn)大負(fù)載的控制。這種液壓助力電動(dòng)缸及控制方法使用簡(jiǎn)便、工作穩(wěn)定可靠，使用維護(hù)方便。有同樣尺寸電動(dòng)缸數(shù)十倍的出力。由于沒有閥的節(jié)流，從而比閥控液壓缸的效率大大提高，發(fā)熱量小，噪聲小。附圖說明圖1是液壓助力電動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是液壓助力電動(dòng)缸利用變量泵控制的液壓原理圖，圖3是液壓助力電動(dòng)缸可以單獨(dú)用作電動(dòng)缸和液壓缸使用的液壓原理示意圖，圖4是液壓助力電動(dòng)缸利用換向閥控制的液壓原理圖，圖5是液壓助力電動(dòng)缸利用減壓閥控制的液壓原理圖。圖中:1—控制器,2—驅(qū)動(dòng)電機(jī)，3—絲桿,4一絲桿螺母，5—活塞,6—活塞桿，7—缸體，8—活塞桿側(cè)油孔，9 一活塞側(cè)油孔，10—變量泵，11 一液壓泵電機(jī)，12—變頻器，13—離合器，14 一截止閥，15—壓力調(diào)節(jié)裝置，16—換向閥，17—液壓泵，18—減壓閥，19—推動(dòng)裝直，20一換向控制2而，21 一啟動(dòng)控制立而。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)一步說明:如圖1，所述液壓助力電動(dòng)缸，包括帶有活塞5和活塞桿6的缸體7、控制端與控制器I連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、絲桿3、與所述絲桿配套的絲桿螺母4，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的輸出軸帶動(dòng)所述絲桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲桿3嵌套于所述絲桿螺母4中，所述絲桿螺母4與所述活塞5固定一體，所述活塞桿6中空且與所述絲桿螺母的螺孔連通，使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)所述絲桿向不同方向的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)絲桿螺母、以及與絲桿螺母固定的活塞和活塞桿沿所述缸體的軸向的相應(yīng)方向往返移動(dòng)，在所述缸體7的活塞5兩側(cè)分別設(shè)有活塞桿側(cè)油孔8和活塞側(cè)油孔9，所述活塞桿側(cè)油孔8和活塞側(cè)油孔9分別通過管道與壓力調(diào)節(jié)裝置15連通，用于通過所述油缸的活塞兩側(cè)壓力差提供液壓助力，所述壓力調(diào)節(jié)裝置15設(shè)有控制壓力調(diào)節(jié)的啟動(dòng)控制端21以及與控制器I連接的換向控制端20。如圖3，作為一種實(shí)施例，所述壓力調(diào)節(jié)裝置15帶有一個(gè)截止閥14，所述截止閥14的兩端分別與所述活塞桿側(cè)油孔8和活塞側(cè)油孔9連通；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的輸出軸和所述缸體7的絲桿螺母4之間的連接裝置上串接有一個(gè)離合器13。當(dāng)系統(tǒng)需要冗余時(shí)，也可以作為單獨(dú)的電動(dòng)缸和單獨(dú)的液壓缸使用。截止閥14可以關(guān)斷壓力調(diào)節(jié)裝置的作用，使其作為單獨(dú)的電動(dòng)缸，離合器13可以隔離驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，使之成為獨(dú)立的液壓缸。作電動(dòng)缸使用時(shí)，只需要打開截止閥14，此時(shí)缸的上下腔連通。作液壓缸時(shí)，離合器13離開。這種方式可作為可靠性要求高的設(shè)備的冗余，提高可靠性。如圖2，實(shí)施例一，所述壓力調(diào)節(jié)裝置15設(shè)有一個(gè)由液壓泵電機(jī)1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液壓助力電動(dòng)缸，包括帶有活塞（5）和活塞桿（6）的缸體（7）、控制端與控制器（1）連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）、絲桿（3）、與所述絲桿配套的絲桿螺母（4），所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）的輸出軸帶動(dòng)所述絲桿（3）轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲桿（3）嵌套于所述絲桿螺母（4）中，所述絲桿螺母（4）與所述活塞（5）固定一體，所述活塞桿（6）中空且與所述絲桿螺母的螺孔連通，使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)（2）帶動(dòng)所述絲桿向不同方向的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)絲桿螺母、以及與絲桿螺母固定的活塞和活塞桿沿所述缸體的軸向的相應(yīng)方向往返移動(dòng)，其特征是：在所述缸體（7）的活塞（5）兩側(cè)分別設(shè)有活塞桿側(cè)油孔（8）和活塞側(cè)油孔（9），所述活塞桿側(cè)油孔（8）和活塞側(cè)油孔（9）分別通過管道與壓力調(diào)節(jié)裝置（15）連通，用于通過所述油缸的活塞兩側(cè)壓力差提供液壓的壓力助力，所述壓力調(diào)節(jié)裝置（15）設(shè)有控制壓力調(diào)節(jié)的啟動(dòng)控制端（21）以及與控制器（1）連接的換向控制端（20）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種液壓助力電動(dòng)缸，包括帶有活塞(5)和活塞桿(6)的缸體(7)、控制端與控制器(I)連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)、絲桿(3)、與所述絲桿配套的絲桿螺母(4)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)的輸出軸帶動(dòng)所述絲桿(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述絲桿(3)嵌套于所述絲桿螺母(4)中，所述絲桿螺母(4)與所述活塞(5)固定一體，所述活塞桿(6)中空且與所述絲桿螺母的螺孔連通，使得所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)帶動(dòng)所述絲桿向不同方向的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)絲桿螺母、以及與絲桿螺母固定的活塞和活塞桿沿所述缸體的軸向的相應(yīng)方向往返移動(dòng)，其特征是: 在所述缸體(7)的活塞(5)兩側(cè)分別設(shè)有活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(9)，所述活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(9)分別通過管道與壓力調(diào)節(jié)裝置(15)連通，用于通過所述油缸的活塞兩側(cè)壓力差提供液壓的壓力助力，所述壓力調(diào)節(jié)裝置(15)設(shè)有控制壓力調(diào)節(jié)的啟動(dòng)控制％5 (21)以及與控制器(I)連接的換向控制纟而(20)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓助力電動(dòng)缸，其特征是:所述壓力調(diào)節(jié)裝置(15)帶有一個(gè)截止閥(14)，所述截止閥(14)的兩端分別與所述活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(9)連通；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(2)的輸出軸和所述缸體(7)的絲桿螺母(4)之間的連接裝置上串接有一個(gè)離合器(13)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓助力電動(dòng)缸，其特征是:所述壓力調(diào)節(jié)裝置(15)設(shè)有一個(gè)由液壓泵電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)的變量泵(10)，所述變量泵(10)的兩輸出端分別與所述活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(9)連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓助力電動(dòng)缸，其特征是:所述變量泵(10)是斜盤式變量栗。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓助力電動(dòng)缸，其特征是:所述壓力調(diào)節(jié)裝置(15)包括一個(gè)三位四通換向閥(16 )、一個(gè)由液壓泵電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)的液壓泵(17)，所述液壓泵(17 )的兩輸出端分別與所述三位四通換向閥的P、O端連通，所述三位四通換向閥的A、B端分別與所述活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(9)連通。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓助力電動(dòng)缸，其特征是:所述壓力調(diào)節(jié)裝置(15)包括一個(gè)三位四通換向閥(16)和一個(gè)減壓閥(18)，所述三位四通換向閥的P端口與所述減壓閥(18)的A端口連通，三位四通換向閥的A、B端口分別與所述活塞桿側(cè)油孔(8)和活塞側(cè)油孔(...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邢朔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢海力威機(jī)電科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：