[发明专利]步进式液压元件防堵控制设备、系统、方法及机械设备

权利要求书

1.一种步进式液压元件防堵控制设备，该步进式液压元件包含：

液压执行元件；

流量控制阀，用于控制输入至所述液压执行元件的液压油的流量，以驱动所述液压执行元件转动或产生位移；

电机及电机驱动器，该电机驱动器用于根据脉冲信号驱动所述电机转动，以控制所述流量控制阀的阀芯位移；以及

反馈机构，用于将所述液压执行元件的转角或位移反馈至所述流量控制阀的阀芯上，以实现对所述阀芯的开度的闭环控制，

其特征在于，该设备包括：

接收器，用于接收流量控制阀进油口的压力与出油口的压力、负载压力以及指令脉冲频率f；以及

控制器，用于根据所述进油口的压力与出油口的压力以及负载压力，计算防堵脉冲频率，将所述指令脉冲频率f与所述防堵脉冲频率进行比较，并根据比较结果确定输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀，以防止所述电机堵转。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述防堵脉冲频率包含一防堵余量内对应的脉冲频率f_e以及一临界堵转时对应的脉冲频率f_m，所述控制器执行以下操作中的一者或多者：

在f≤f_e的情况下，控制输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀为f；

在f_e＜f≤f_m的情况下,控制输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀为f_e；以及

在f＞f_m的情况下，控制输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀为0。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，f_e＝K_e*f_m，其中K_e与所述液压执行元件的负载惯性有关，负载惯性越大，K_e越大。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述临界堵转时对应的脉冲频率f_m通过以下操作而被确定：

将所述液压执行元件设定为空载；以及

逐步增大输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率，直至所述液压执行元件的转速或位移不再增加，此时输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率即为所述临界堵转时对应的脉冲频率f_m。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器还根据输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀计算以下一者或多者并对该一者或多者进行异常监控：

所述流量控制阀的阀芯开度；

所述流量控制阀的流量；

所述液压执行元件的转速或位移；以及

所述液压执行元件的负载转矩。

6.一种步进式液压元件防堵控制系统，其特征在于，该系统包含：

压力传感器，用于检测流量控制阀进油口的压力与出油口的压力以及负载压力；以及

根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的控制设备。

7.一种步进式液压元件防堵控制方法，该步进式液压元件包含：

液压执行元件；

流量控制阀，用于控制输入至所述液压执行元件的液压油的流量，以驱动所述液压执行元件转动或产生位移；

电机及电机驱动器，该电机驱动器用于根据脉冲信号驱动所述电机转动，以控制所述流量控制阀的阀芯位移；以及

反馈机构，用于将所述液压执行元件的转角或位移反馈至所述流量控制阀的阀芯上，以实现对所述阀芯的开度的闭环控制，

其特征在于，该方法包括：

接收流量控制阀进油口的压力与出油口的压力、负载压力以及指令脉冲频率f；以及

根据所述进油口的压力与出油口的压力以及负载压力，计算防堵脉冲频率，将所述指令脉冲频率f与所述防堵脉冲频率进行比较，并根据比较结果确定输入至所述电机驱动器的脉冲信号的频率f₀，以防止所述电机堵转。