[发明专利]一种抓臂式清污机机器人液压控制系统

说明书

本发明公开了一种抓臂式清污机机器人液压控制系统，本发明中清污机器人的主要运动结构分为轨道移动车和抓臂，轨道移动车由伺服电机驱动，用于将抓臂运送至清污位置；抓臂由液压系统驱动，即大臂、小臂、抓斗三个旋转关节；本发明引入泵控+阀控的方案，每只油缸单独配一个液压泵组，通过变频或伺服电机驱动液压泵的形式改变电机转速控制泵的流量，控制系统按轨迹规划实时计算出油缸的需求流量，变频或伺服电机驱动液压泵按略大于需求流量给定流量，再通过伺服比例阀精确控液压缸的运动方向和速度。解决了液压油缸精确控制问题，同时也解决伺服泵站发热大、能量损耗大的问题，从而实现系统的节能。

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，具体为一种抓臂式清污机机器人液压控制系统，属于抓臂式清污机控制技术领域。

背景技术

抓臂式清污机器人依靠液压机械臂沿格栅强力将垃圾推向栅条底部，让污物聚集在一起，液压抓斗抓取力量大，一次性将污物全部抓取。同时抓斗爪齿穿入格栅，使格栅从上至下全部清理干净，对各种类型污物都能有效清理，清污效果好。清污能力有了大幅度的提高，对于高强度上游污物的集中拥堵在取排水口拦污栅前，也能及时有效的清理干净。

抓臂式清污机器人在清污过程中为追求启停的运动平稳，设定加减速阶段，会降低油缸的速度。若泵站采用定量泵，液压泵需按系统最大流量给定，油缸低速时，比例阀阀口开的很小，多余流量要从溢流阀溢流回油箱，能量在比例阀口和溢流阀口转换成热量，造成整个泵站系统发热大、能量损耗高。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抓臂式清污机机器人液压控制系统，用于解决清污机器人清污时清污机器人液压伺服泵站采用定量泵，液压泵需按系统最大流量给定，油缸低速时，比例阀阀口开的很小，多余流量要从溢流阀溢流回油箱，能量在比例阀口和溢流阀口转换成热量，造成整个泵站系统发热大、能量损耗高问题，本发明中清污机器人液压伺服泵站采用一体化电液伺服驱动系统，引入泵控+阀控的方案。每只油缸单独配一个液压泵组，通过变频或伺服电机驱动液压泵的形式改变电机转速控制泵的流量，控制系统按轨迹规划实时计算出油缸的需求流量，电机驱动液压泵按略大于需求流量给定流量，再通过伺服比例阀精确控液压缸的运动方向和速度。解决了液压油缸精确控制问题，同时也解决伺服泵站发热大、能量损耗大的问题，从而实现系统的节能。本发明中清污机器人的主要运动结构分为轨道移动车和抓臂，轨道移动车由伺服电机驱动，用于将抓臂运送至清污位置；抓臂由液压系统驱动，即大臂、小臂、抓斗三个旋转关节。大臂液压缸安装在轨道移动车上，驱动大臂相对于轨道移动车做旋转运动；小臂液压缸安装在大臂上，驱动小臂相对于大臂做旋转运动；抓斗液压缸安装在小臂上，驱动抓斗相对于小臂做旋转运动。采用液压伺服比例阀分别对三个运动关节的液压缸进行控制，通过对液压伺服比例阀的阀口开合及大小来实现液压缸流量和流向的控制，即控制液压缸的伸缩长度和方向。液压缸伸缩控制抓臂相邻两节支臂的铰接角度，从而调节控制抓斗沿控制系统设定的轨迹上升下降。同时在各个液压缸安装绝对编码器，测量液压缸实际行程。电液位置伺服模块主要是用于解决位置跟随的控制问题，其根本任务就是通过执行机构实现被控量对给定量的及时和准确跟踪，并要具有足够的控制精度。电液伺服系统综合了电气和液压两方面的优点，具有控制精度高、响应速度快、输出功率大、信号处理灵活、易于实现各种参量的反馈等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种抓臂式清污机机器人液压控制系统，包括清污机本体、液压控制模块、泵控策略模块、阀控策略模块、电液位置伺服模块、液压模块以及空间轨迹规划模块；

所述液压控制模块用于对抓臂式清污机进行控制清污，所述泵控策略模块用于通过变频或伺服电机控制泵给定的流量来实现液压油缸的速度改变，所述阀控策略模块用于控制液压伺服比例阀的阀口开合及大小来实现液压缸流量和流向的控制，液压控制模块具体控制抓臂式清污机清污的过程包括具体以下步骤：