[发明专利]一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统

说明书

本发明公开了一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统，系统将传统的主动式液压平衡系统和液压控制系统相结合，通过控制回油油路上的可调节流孔，实现不平衡力矩的自适应补偿，从而用一根油缸(作动油缸)代替原有两根油缸(作动油缸和平衡油缸)进行伺服控制，有利于解决油缸同步控制难的问题。本发明通过作动油缸有杆腔的压力控制可调节流孔的开口大小，能够有效自适应补偿不平衡力矩，大大地简化液压系统结构，对提高悬臂大负载伺服系统的运动控制性能具有重要意义。

技术领域

本发明属于液压系统及其控制领域，具体涉及一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统。

背景技术

液压伺服系统具有输出力/力矩大、响应速度快、精度高等优点，广泛用于国防工业、机器人和工厂自动化等领域。当负载不在水平面内运动时，由于重力产生的不平衡力矩对液压控制系统的性能产生较大的影响。目前，常用的不平衡力矩补偿方式主要有被动补偿和主动补偿两种方式。在被动补偿方式中，通常采用配重的方式使重心位于回转轴上，其主要缺点是额外的配重使得系统笨重。在主动补偿方式中，经常采用蓄能器驱动液压油缸补偿不平衡力矩，该补偿系统一般与液压控制系统完全隔离。因此，除了补偿油缸外，还需另外配置一条作动油缸，导致整个系统比较复杂。此外，由于装配和安装误差等因素，补偿油缸和作动油缸往往存在难以同步问题，严重制约着整个系统的控制性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统，以解决补偿油缸和作动油缸同步控制难的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统，包括油箱、油泵、油滤器、回油油滤器、先导式溢流阀、系统减压阀、三位四通比例电磁阀、可调电磁节流阀、控制器、压力传感器、作动油缸；

所述油泵一端与油箱相连，另一端与滤油器相连，用于从油箱中抽取液压油传输给滤油器；所述高压滤油器的出油口与先导式溢流阀的进油口相连；所述先导式溢流阀的出油口与回油滤油器的进油口相连，回油滤油器的出油口连接油箱；所述油滤器的出油口与系统减压阀的进油口相连；所述系统减压阀的出油口与三位四通比例伺服阀的进油口P相连；所述三位四通比例伺服阀的出油口T与回油滤油器的进油口以及先导式溢流阀的出油口相连，三位四通比例伺服阀的第一油口A与作动油缸的有杆腔相连，三位四通比例伺服阀的第二油口B与可调电磁节流阀的E口相连；所述可调电磁节流阀的电磁控制口K与控制器的信号输出口J口相连，可调电磁节流阀的D油口和作动油缸的无杆腔相连；所述压力传感器与作动油缸的无杆腔A腔相连，用于测试无杆腔的压力；所述压力传感器的信号输出口H与控制器的信号输入口H口相连；作动油缸伸出时负载向上运动时，所述可调电磁节流阀处于完全打开状态；作动油缸不动作时，所述可调电磁节流阀处于完全关闭状态；作动油缸收回时负载向下运动时，所述压力传感器所测得的作动油缸无杆腔压力反馈给控制器，控制器控制阀芯位移使可调电磁节流阀的孔径减小，依靠可调电磁节流阀产生的液压阻力平衡重力矩。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明的液压系统将传统的补偿油缸和作动油缸的双油缸配置变成只有作动油缸的单油缸配置，解决了双油缸液压系统油缸同步控制难的问题，有利于提高控制精度，同时大大地简化了液压系统结构，有利于减少系统成本。

(2)本发明中用可调电磁节流阀代替平衡阀自适应补偿不平衡力矩，能够有效避免平衡阀死区、泄露和非线性等因素对控制性能带来的不利影响。

附图说明

图1为本发明的基于不平衡力矩自适应补偿的液压系统原理图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。