[发明专利]一种数字缓冲器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字缓冲器及其应用，特别涉及一种可数字化控制的液压缓冲器，属于缓冲器技术领域。

背景技术

缓冲器是一种用来对冲击负荷进行延长，吸收并转化冲击负荷中的能量从而减少其不良后果的装置，被广泛地应用于起重运输、冶金、港口机械、铁道车辆等各个领域，其性能好坏直接影响到机器使用寿命、操作人员安全等许多因素.因此在生产中具有非常重要的地位。

缓冲器从其核心缓冲元件和缓冲机理的角度主要分为机械弹簧式缓冲器、橡胶式缓冲器、气缸式缓冲器、液压缓冲器、液压一弹簧缓冲器、压溃式缓冲器等六大类。其中液压缓冲器因其可将大部分冲击能通过节流孔吸收转化为油液的热能并散发掉.使得缓冲效率和衰减系数比传统的缓冲器大为提高而受到更多用户的青睐。液压缓冲器主要是利用油液的不可压缩性和流动性.通过在封闭容腔中液体在可变容腔和不可变容腔之间流动以及液体的不可压缩性以达到相应的压力承载和缓冲要求。液压缓冲器工作平稳，吸收能力大，在工业上有广泛的用途。

目前使用的液压缓冲器，自动化程度低，由于受限于传统的结构，其在使用过程中，节流面积的无法根据冲击载荷的情况进行任意自动调节，更不能实现缓冲容量随工况的自适应调节。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种数字缓冲器，本发明缓冲器是在传统液压缓冲器的基础上，通过采集冲击物体的速度以及缸内压力等数据，结合数字化控制系统，通过高速开关阀控制节流阀的开关进而调节节流面积，从而达到精确控制和调节缓冲的目的。

本发明还提供上述一种数字缓冲器的工作方法。

本发明的技术方案如下：

一种数字缓冲器，包括：

液压机构，包括外壳、缓冲缸、活塞杆、活塞、复位弹簧、缸盖、油箱及由并联阀组构成的集成阀块，所述缓冲缸置于外壳内并通过外壳两端的缸盖、集成阀块封装，活塞置于缓冲缸内且活塞一侧连接活塞杆、另一侧连接复位弹簧，活塞杆一端贯穿缸盖，复位弹簧一端连接集成阀块；所述缓冲缸的有杆腔和无杆腔分别通过油路与并联阀组连接；

控制系统，包括电机、齿轮泵、速度传感器、压力传感器、数据处理器和控制器，速度传感器设置在缸盖外侧，压力传感器设置在缓冲缸上，速度传感器和压力传感器分别与数据处理器连接，数据处理器与控制器连接，控制器又与并联阀组、电机连接，电机与齿轮泵传动连接，齿轮泵设置在油箱和并联阀组连接的油路上。

优选的，所述并联阀组包括相串联的第三高速开关阀与第一节流阀、相串联的第四高速开关阀与第二节流阀、相串联的第五高速开关阀与第三节流阀，相串联的第六高速开关阀与第四节流阀、相串联的第七高速开关阀与第五节流阀、第一高速开关阀、第二高速开关阀、第八高速开关阀和第九高速开关阀；其中，第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第四节流阀、第五节流阀、第一高速开关阀、第二高速开关阀均与缓冲缸无杆腔连接，第二高速开关阀、第三高速开关阀、第四高速开关阀、第五高速开关阀、第六高速开关阀、第七高速开关阀均与第八高速开关阀连接，第一高速开关阀还与第九高速开关阀连接，第八高速开关阀和第九高速开关阀还与缓冲缸有杆腔连接，齿轮泵设置在第一高速开关阀与第九高速开关阀连接的油路上；第一高速开关阀、第二高速开关阀、第三高速开关阀、第四高速开关阀、第五高速开关阀、第六高速开关阀、第七高速开关阀、第八高速开关阀、第九高速开关阀均由控制器连接控制。

优选的，所述油箱还分别通过有杆腔充液阀、无杆腔充液阀与缓冲缸有杆腔、缓冲缸无杆腔连接。

优选的，所述电机通过联轴器与齿轮泵传动连接。

优选的，所述缸盖外侧上还设置有位移传感器，位移传感器与数据处理器连接。

优选的，所述位移传感器选用磁致伸缩传感器。

优选的，所述液压机构与控制系统为一体式结构。

优选的，所述数据处理器、控制器选用STM32单片机或PLC控制器。此设计的好处在于，STM32单片机功能强大，既有数据处理功能，又有控制功能，可实现一机多用。

优选的，所述速度传感器选用Trans-tek线速度传感器。

优选的，所述压力传感器选用P-30/0-600bar/4-20mA/G1/4A型传感器。

一种数字缓冲器的使用方法，包括以下步骤：