[发明专利]无阀液压伺服系统及其控制方法

权利要求书

1.一种无阀液压伺服系统，其特征在于，包括：交流伺服电机、双向变量泵、液压缸、控制器，所述交流伺服电机通过联轴器与所述双向变量泵连接，所述双向变量泵的进、出油口分别与所述液压缸的进、出油口连通，所述液压缸的进、出油口分别配置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述液压缸在油液驱动下协同负载动作，所述负载处配置有位移传感器和速度传感器，所述第一、第二压力传感器、所述位移传感器、所述速度传感器与所述控制器连接组成闭环控制回路，所述控制器与所述交流伺服电机和所述双向变量泵连接，所述控制器根据所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值、所述位移传感器检测得到的位移值以及所述速度传感器检测得到的速度值而向对应的所述交流伺服电机和/或所述双向变量泵输出供调节所述交流伺服电机的转速和/或调节所述双向变量泵的排量的控制指令。

2.如权利要求1所述的无阀液压伺服系统，其特征在于，所述联轴器为弹性联轴器。

3.如权利要求1所述的无阀液压伺服系统，其特征在于，所述液压缸为非对称液压缸，所述双向变量泵至所述液压缸的两油路之间配置有无动力补油装置。

4.如权利要求1所述的无阀液压伺服系统，其特征在于，所述无动力补油装置包括在所述双向变量泵至所述液压缸的两油路之间并联的双联液压锁，所述双联液压锁的进油口与油箱连接。

5.一种如权利要求1至4中任一所述无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，包括：

所述交流伺服电机根据所述控制器发出的控制指令启动运转，通过所述联轴器带动所述双向变量泵作动以产生液压流量输出，驱动所述液压缸和所述负载运动；

所述第一、第二压力传感器、所述位移传感器、以及所述速度传感器分别检测获得压力值、位移值以及速度值，并将各个检测值反馈至所述控制器；

所述控制器根据所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值、所述位移传感器检测得到的位移值以及所述速度传感器检测得到的速度值而输出供调节所述交流伺服电机的转速和/或调节所述双向变量泵的排量的控制指令。

6.如权利要求5所述的无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，还包括：预先设定所述无阀液压伺服系统所需的压力阈值区间、位移阈值区间、速度阈值区间，以供所述控制器根据所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值、所述位移传感器检测得到的位移值以及所述速度传感器检测得到的速度值分别与压力阈值区间、位移阈值区间、以及速度阈值区间进行比较判定，从而输出相应的控制指令。

7.如权利要求6所述的无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，

当所述交流伺服电机准备启动时，在负载过大的情形下，所述控制器控制所述双向变量泵减小排量，减小所述双向变量泵的转矩，使所述交流伺服电机正常启动；

当所述交流伺服电机正常启动后，所述控制器控制所述双向变量泵增大排量，获得大流量输入。

8.如权利要求6所述的无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，

当所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值小于预设的压力阈值区间的下限值时，所述双向变量泵处于大排量，液压缸的流量随着所述交流伺服电机的转速而改变，所述控制器根据所述位移传感器检测得到的位移值以及所述速度传感器检测得到的速度值而向所述交流伺服电机输出调节转速的控制指令，控制所述液压缸的位移和速度符合预设的位移阈值区间和速度阈值区间；

随着压力的升高，所述交流伺服电机的转矩会增加，所述控制器控制所述双向变量泵减小排量，减小所述交流伺服电机的输出转矩；

当压力达到预设的压力阈值区间时，所述无阀液压伺服系统处于保压状态，所述控制器控制所述双向变量泵减小排量，从而减小流量。

9.如权利要求6所述的无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，

当所述负载出现波动时，所述控制器根据所述位移传感器检测得到的位移值以及所述速度传感器检测得到的速度值而控制所述交流伺服电机调节转速或控制所述双向变量泵调节排量，使无阀液压伺服系统回到平衡状态。

10.如权利要求6所述的无阀液压伺服系统的控制方法，其特征在于，

当所述负载出现过载时，所述无阀液压伺服系统内的压力会急剧上升，利用所述第一、第二压力传感器来进行过载保护；

当所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值大于预设的压力阈值区间的上限值时，所述控制器根据所述第一、第二压力传感器检测得到的压力值而控制所述交流伺服电机迅速减小转速，直至所述液压缸运动到安全位置；

当所述位移传感器检测得到的位移值大于预设的位移阈值区间的上限值或所述速度传感器检测得到的速度值超过预设的速度阈值区间的上限值时，所述控制器控制所述交流伺服电机减小转速。