[发明专利]一种电液伺服系统

说明书

技术领域

本发明涉及液压伺服控制技术领域，特别涉及一种电液伺服系统。

背景技术

在一些需要精确位移控制和速度动态响应调节的场合中，一般都采用伺服系统作为传动机构，实现动力单元和执行单元之间的连接，完成特定的操作。

液压伺服控制系统因响应迅速、结构紧凑、精度高等诸多优点被广泛采用。为实现执行单元的实时精确控制，执行单元上会设置相应的传感器，传感器监测执行单元的位置、速度等信号，反馈到伺服控制系统调节输入功率，形成控制闭环。现有技术中液压伺服控制系统采用液压泵提供恒定的液压系统动力，液压伺服阀调节开口大小，控制进入、流出液压执行单元的液压油的油量，控制执行单元的速度和位移量。为实现流量调节功能，液压伺服阀的中间阀芯和阀体之间需满足精密间隙配合，如液压油中具有较小杂质就可能进入阀芯和阀体的间隙而影响、妨碍阀芯的移动以及配套调节马达的正常工作，因此液压伺服阀对液压油的清洁度要求很高，无法适用于液压油清洁度无法保证的工况环境。同时，采用液压伺服阀的液压伺服控制系统液压泵一直处于工作状态下，能量损失较大。

电气伺服系统采用伺服电机驱动滚珠丝杠方式控制执行器单元的动作响应，虽然其定位精度、传动效率比较高，但是承载能力低、加工成本较高且不能自锁，不适用于很多场合。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提供了一种新的电液伺服控制系统。

本发明提供一种电液伺服系统，包括液压执行单元、传感器、进油路、回油路、油箱、液压动力元件；所述液压执行单元外接负载、可拖动负载完成特定指令动作，所述传感器感应所述液压执行单元的实际动作，并形成反馈所述液压执行单元的实际动作的反馈指令；液压油从所述油箱通过所述进油路流入所述液压执行单元，液压油从所述液压执行单元或从所述进油路或同时从所述液压执行单元和所述进油路通过所述回油路流回所述油箱；所述液压动力元件位于所述进油路上，所述液压动力元件用于驱动液压油从所述进油路流入所述液压执行单元或所述回油路；还包括伺服电机和伺服控制单元，所述伺服控制单元接收上位机发出的控制指令和所述传感器形成的反馈指令，控制所述伺服电机的转速，所述伺服电机拖动所述液压动力元件向所述液压执行单元提供液压油，驱动、控制所述液压执行单元的动作。

因采用伺服电机速度可调的特性，通过调节转速而改变进油量的大小，具有成本低、控制精度和可靠性高、结构紧凑、抗干扰能力强、功耗低等优点，可以应用到对动态响应不是非常高，但是对控制精度有要求较高的场合，尤其是在工况环境较差、液压油清洁度无法保证的环境条件下，本电液伺服系统尤为适用。

优选的，还包括换向阀，所述换向阀位于所述回油路上；所述液压执行单元为单作用液压缸，所述单作用液压缸的作用油腔与所述进油路、所述回油路密封连接；所述换向阀可控制所述回油路的开闭；当液压油流入所述作用油腔时，所述换向阀关闭，使所述回油路闭合；当液压油从所述作用油腔流出时，所述换向阀打开，所述回油路打开，液压油流回所述油箱。

优选的，所述换向阀为电磁阀。

进一步地，因采用液压缸作为液压执行单元，且所述液压缸为单作用液压缸，因此只采用一套伺服控制系统即可完成驱动控制任务，通过外接负载的作用力完成液压缸的回程驱动，可实现单程速度、位移的精确控制；当液压油流入所述作用油腔时，所述换向阀闭合关闭了所述回油路，使得所述进油路的液压油全部进入所述作用油腔，控制快速；所述回油路和所述进油路、所述作用油腔直接连接，可使得所述作用油腔回油时所述伺服电机仍保持转动，保证所述伺服电机能够准确变速，快速响应，并在一定程度维持所述单作用液压缸返程的速度、满足工况要求。采用电磁阀，可通过伺服控制单元的控制电磁阀的开闭，响应快速。

优选的，所述回油路上具有调速阀，所述调速阀控制所述回油路的回油量。

进一步地，当所述液压缸维持稳定状态或所述作用油腔排出液压油时，所述电磁阀打开，所述调速阀可稳定液压油的油量，通过与所述伺服电机转速配合调节进油量和出油量，可调节所述液压油腔排油速度和位移量，控制所述液压缸的回程位移和回程速度。

优选的，所述单作用液压缸的非作用油腔与所述油箱连通，所述非作用油腔可用于存储液压油。

进一步地，利用所述非作用油腔的空间存储液压油，可降低油箱的体积，同时非作用油腔中的液压油可利用油缸散热，保证液压油的粘度和工作特性。

优选的，所述作用油腔为所述单作用液压缸的有杆腔。