[发明专利]直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统及控制方法

权利要求书

1.直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统，其特征是包括伺服电机（1）、双向泵（2）、差动卸荷阀（3）、第一单向阀（4）、第二单向阀（6）、油箱（9）、液压缸（10）和伺服驱动器（13），液压缸（10）的活塞杆腔环形截面积和活塞截面积之比不为1，伺服驱动器（13）连接伺服电机（1），伺服电机（1）的输出连接双向泵（2），双向泵（2）分两路油路，第一油路连接至液压缸（10）的无杆腔，第二油路连接至液压缸（10）的有杆腔，所述两路油路分别分出一支路经安全阀连接至油箱（9），第二油路经第一单向阀（4）、差动卸荷阀（3）单向连接至第一油路，油箱（9）连接差动卸荷阀（3）的油口B，油箱（9）还通过第二单向阀（6）单向连接至第二油路。

2.根据权利要求1所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统，其特征是所述两路油路上分别设有压力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统，其特征是液压缸（10）的活塞杆对应设有位移传感器（11）。

4.权利要求1-3任一项所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统的控制方法，其特征是由伺服驱动器(13)控制伺服电机(1)直接驱动双向泵(2)产生液压能，实现对液压缸（10）的压力、流量、方向的复合控制，双向泵（2）的两路油路分别连接液压缸（10）的有杆腔和无杆腔，油箱（9）用于有杆腔和无杆腔流量不平衡时的补油和泄油，由伺服电机(1)的正反转向控制液压缸(10)的活塞杆运动方向：

伺服电机（1）正转时，驱动双向泵（2）将液压缸（10）有杆腔的油及油箱（9）的油液吸出，由第二油路流向第一油路，最终流入无杆腔，使活塞杆伸出；

伺服电机（1）反转时，驱动双向泵（2）将液压缸（10）无杆腔的油的吸出，油液由第一油路流向第二油路，最终流入有杆腔和油箱（9），使活塞杆退回。

5.根据权利要求4所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统的控制方法，其特征是差动卸荷阀(3)与第一单向阀(4)共同实现对液压缸（10）的快速差动控制，以及实现液压缸活塞杆伸出和缩回时的不平衡流量的补油和泄油，对液压缸（10）的控制具体为：

活塞杆快速伸出：伺服电机（1）带动双向泵（2）正转，油箱（9）的油液流过第二单向阀(6)，由第二油路进入双向泵（2）的吸油腔，再由第一油路进入液压缸（10）的无杆腔，此时差动卸荷阀(3)一侧得电，油口P到油口A接通，有杆腔排出的油经第一单向阀(4)和差动卸荷阀(3)直接向液压缸(10)无杆腔补充油量,形成差动回路，由所述两路向无杆腔的进油实现活塞杆的快速伸出；

活塞杆慢速伸出:伺服电机（1）带动双向泵（2）正转，差动卸荷阀(3)不得电，保持中位机能闭锁，油口全部关闭，在双向泵（2）的液压能下，油箱（9）中的油液经第二单向阀（6）与液压缸(10)有杆腔排出的油液一起由第二油路流入双向泵（2）的吸油腔，双向泵（2）的排油腔输出油液到液压缸(10)无杆腔，活塞杆伸出；

活塞杆退回：伺服电机（1）带动双向泵（2）反转，在双向泵（2）的液压能下，液压缸(10)无杆腔的油液经第一油路流向双向泵(2)的吸油腔，再由第二油路流入液压缸(10)有杆腔，此时差动卸荷阀(3)一侧得电，油口P到油口B接通，无杆腔的一部分油液同时由差动卸荷阀(3)泄流到油箱(9)。

6.根据权利要求5所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统的控制方法，其特征是活塞杆退回时，通过对伺服电机(1)的转速控制，控制双向泵(2)排出的油液流量变化，实现对液压缸(10)活塞杆退回速度的控制。

7.根据权利要求4-6任一项所述的直驱式伺服泵控电液混合驱动的液压缸控制系统的控制方法，其特征是两路油路上分别设有压力传感器，压力传感器反馈信号到伺服驱动器(13)形成对两路油路的压力闭环控制，液压缸（10）的活塞杆对应设置位移传感器（11），通过位移传感器(11)反馈信号到伺服驱动器(13)形成对活塞杆的位置闭环控制。