[发明专利]多模态节能伺服作动器及实现多模态节能的方法

说明书

多模态节能伺服作动器及实现多模态节能的方法，属于液压节能系统技术领域。以解决现有技术存在的下述问题：活塞杆的推力与负载的不匹配问题；对液压缸进出油经过伺服阀时产生的双边节流效进行解耦问题；处理制动工况下，油液发热升温以及转化收集外部负载能量的问题。油路集成块的前侧面上安装有油源管接头及油箱管接头，油路集成块的上端面由前至后可拆卸固定连接有三位三通比例换向阀一、三位三通比例换向阀二及两位三通电磁换向阀，油路集成块的后端与单出杆液压缸位于无杆腔一侧的外壁固定连接，油路集成块的左侧面安装有液压缸有杆腔管接头，液压缸有杆腔管接头通过无缝钢管与单出杆液压缸有杆腔连通。本发明用于液压设备中。

技术领域

本发明涉及一种伺服作动器及实现节能的方法，属于液压节能系统技术领域。

背景技术

目前市面上的作动器，大多由液压缸和单一的三位四通伺服换向阀组成，其回路原理如图1所示。当三位四通伺服换向阀左位工作时，油源输出的高压油经三位四通伺服换向阀的P11油口和A11油口进入液压缸无杆腔，液压缸有杆腔低压油经三位四通伺服换向阀B11油口和T11油口回油箱，活塞杆在两腔压力差的作用下向右运动，推动负载。同理，当三位四通伺服换向阀在右位工作时，高压油经三位四通伺服换向阀P11油口和B11油口进入有杆腔，低压油从无杆腔经三位四通伺服换向阀A11油口及T11油口回油箱，在两腔压力差作用下，活塞杆向左运动，拉动负载。这种型式的作动器，结构简易，控制简单，但是却有着能量浪费严重的缺点。主要表现为以下几个方面：

(1)外部负载通常是变化的，而该型式作动器驱动负载的推力单一，时常会出现大推力驱动小负载的现象，造成能量浪费；

(2)面对需要制动负载的工况，负载对作动器的反作用力最终以产热的方式消耗掉，既导致液压油温度升高，又浪费了能量；

(3)液压缸的进出油都经过三位四通伺服阀(见图1)，而单个伺服阀的内部节流流道(P11油口→A11油口和B11油口→T11油口，或P11油口→B11油口和A11油口→T11油口共四个流道)是固联的，这就导致节流效应也是双向的，既存在进油节流又存在回油节流。因此在节流流道处不可避免的造成很大的能量损耗；

液压设备属于高耗能设备，如果能把能耗降下来，可以带来很高的经济效益。因此，利用合适的手段对作动器进行节能意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种多模态节能伺服作动器及实现多模态节能的方法，以解决现有技术存在的下述问题：

(1)活塞杆的推力与负载的不匹配问题；

(2)对液压缸进出油经过伺服阀时产生的双边节流效进行解耦问题；

(3)处理制动工况下，油液发热升温以及转化收集外部负载能量的问题。

针对以上三个问题，为本发明的作动器设计了如图2所示的回路，其中蕴含了四种工作模态，分别为差动模态、能量回收模态、独立节流模态和正常工作模态。

其中：差动模态用于解决问题(1)；

能量回收模态用于解决问题(2)；

独立节流模态解决问题(3)。