[发明专利]基于蓄能器的动静态双向液压加载装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压加载系统领域，尤其涉及一种基于蓄能器的动静态双向液压加载装置及其控制方法。

背景技术

在液压、气压、电动作动器研发过程中，加载装置设计是必不可少的一部分。液压加载装置是一种经常采用的加载装置，已经广泛用于作动器的测试验证实验和实际应用中。随着作动器技术的不断发展，对液压加载装置的要求也越来越高，不仅需要加载装置工作稳定可靠，还要求液压加载装置功能全面、性价比高、可维护性好。然而，常用的液压加载装置都是针对某一特定型号的作动器设计的，通常采用体积庞大的油泵进行增压以及复杂的伺服阀控制系统进行控制，其功能单一，通用性差，且价格昂贵。

公开号为CN103089749的中国专利公开了一种便携式智能液压加载装置，该装置包含电机、油泵、电磁换向阀、比例放大器等元件，整体体积小，轻便易携并且容易集成安装。但伺服电机成本比较高，并且整个系统操作复杂，需要经常控制电机的工作状态。此外，在加载过程中需要泵源源不断的供油，能量消耗也比较大。

公开号为CN101342932的中国专利公开了一种变负载力舵机被动加载系统，该装置由泵、电机、4个加载油缸等元件组成，通过实时改变加载力矩模拟舵机真实受力情况。但其试验台架需要多个溢流阀及油泵，增加了系统的复杂程度和成本，降低了液压加载装置的稳定性，同时还需要泵源源不断的供油，能量耗散大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种基于蓄能器的动静态双向液压加载装置及其控制方法，能够实现主动/被动、静态/动态双向加载、卸载和蓄能器加压的功能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

基于蓄能器的动静态双向液压加载装置，包含蓄能器、油箱、液压缸、比例溢流阀、第一至第六管道、以及第一至第四电磁球阀；

所述液压缸包含缸体、活塞和活塞杆，其中，所述活塞设置在缸体内，将缸体分割为左腔和右腔；所述活塞杆一端和所述活塞固定连接、另一端伸出左腔作为液压缸的输出端；

所述油箱通过第一管道和液压缸的左腔相连、通过第二管道和液压缸的右腔相连；

所述蓄能器通过第三管道和液压缸的左腔相连、通过第四管道和液压缸的右腔相连；

所述第一至第四电磁球阀分别对应设置在所述第一至第四管道中；

所述比例溢流阀一端通过第五管道和油箱相连、另一端通过第六管道和蓄能器相连，用于防止蓄能器内部压力过高；

所述蓄能器用于提供高压油源，所述油箱用于补油，所述第一至第四电磁球阀分别用于控制其对应管道的通断状态。

作为本发明基于蓄能器的动静态双向液压加载装置，本发明还包含加载控制模块，所述加载控制模块包含控制器、位移传感器、以及第一至第三压力传感器，所述控制器分别和位移传感器、第一至第三压力传感器、第一至第四电磁球阀电气相连；

所述位移传感器设置在所述液压缸的活塞杆处，用于测量活塞杆的位移，并将其传递给所述控制器；

所述第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器分别设置在液压缸的左腔、液压缸的右腔、蓄能器的出口处，用于感应所在处的液压并将其传递给所述控制器；

所述控制器用于根据第一至第三压力传感器、位移传感器的感应数据控制所述第一至第四电磁球阀工作。

本发明还公开了一种该基于蓄能器的动静态双向液压加载装置的控制方法，包含以下过程：

当液压加载装置进行向右被动加载且液压加载装置需要向左输出力时，打开第一电磁球阀和第四电磁球阀，关闭第二电磁球阀和第三电磁球阀，此时，液压缸右腔与蓄能器端口连接，左腔与油箱连接，右腔压力高于左腔压力，向左输出力；

当液压加载装置进行向左被动加载且液压加载装置需要向右输出力时，打开第二电磁球阀和第三电磁球阀，关闭第一电磁球阀和第四电磁球阀，此时，液压缸左腔与蓄能器端口连接，右腔与油箱连接，左腔压力高于右腔压力，向右输出力；

当液压加载装置进行向右主动加载且液压加载装置主动向右输出力时，打开第二电磁球阀和第三电磁球阀，关闭第一电磁球阀和第四电磁球阀，此时，液压缸左腔与蓄能器端口连接，右腔与油箱连接，左腔压力高于右腔压力，向右输出力；

当液压加载装置进行向左主动加载且液压加载装置主动向左输出力时，打开第一电磁球阀和第四电磁球阀，关闭第二电磁球阀和第三电磁球阀，此时，液压缸右腔与蓄能器端口连接，左腔与油箱连接，右腔压力高于左腔压力，向左输出力；