[发明专利]机械闭环油缸位移控制器

说明书

本发明涉及一种机械闭环油缸位移控制器，包括信号输入模块、配流模块和位置机械反馈模块，配流模块连接油源高压油口和回油油口，配流模块接收信号输入模块输出的扭矩控制驱动配流模块，油缸在配流模块控制下直线运动，位置机械反馈模块检测油缸直线位移，位置机械反馈模块将油缸直线位移按设定增益转化为驱动力，驱动力反馈回配流模块，形成配流模块对油缸运动的机械闭环控制。从控制油缸位移的根本需求出发，对传统油缸位移控制进行了实质性的产品重组和结构创新。不仅满足传统结构的基本控制功能和精度要求，而且从产品的可靠性、经济性、节能、易控易用等各方面来满足需求，从而对推进油缸位移高精度控制的更广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种阀控制技术，特别涉及一种机械闭环油缸位移控制器。

背景技术

当前，国内外传统的油缸位移控制通过比例或伺服型泵或者阀控制流体流量以改变油缸速度，通过位移传感器识别油缸位移，并将位移信号传输至控制台，位移信号根据要求控制泵或者阀的流量、通断，以实现对油缸位移的闭环控制。比例或者伺服控制方式要求液压系统压力稳定，一般需设置压力补偿元件以补偿负载对比例/伺服型泵、阀的影响，比例/伺服型泵、阀等高精密液压元件抗污染能力差，对油液清洁度要求高，阀口压力损失大、功耗高，且由于是采用模拟量控制，电器抗干扰能力差。对于大多数普通液压系统，如何实现油缸高精度位移控制，亟待理论突破和方法创新。

如图1所示现有技术的一种油缸位移控制的典型产品示意图。由图1可见，油缸1主要由位移传感器3识别油缸活塞杆位移量，反馈模拟量信号，控制比例阀或伺服阀2，改变阀芯位置，进一步控制进入油缸流量，实现油缸活塞杆位移改变。

但是，上述方案中由于比例阀或伺服阀阀芯加工精度和配合精度高，对液压系统的清洁度要求高，阀口压降大，耗能高，导致液压系统建造、使用和维护成本高，面对如今各行业的液压系统都面临更可靠、更经济、更高效、更节能、更易控制等一系列新的要求，图1这类传统的产品方案面临着新的挑战和创新。

发明内容

针对油缸高精度位移控制问题，提出了一种机械闭环油缸位移控制器，具有低能耗、对油液清洁度及油液的粘度要求不高、避免负载影响、电器抗干扰能力强、稳定性高、定位精度高、控制简单。

本发明的技术方案为：一种机械闭环油缸位移控制器，包括信号输入模块、配流模块和位置机械反馈模块，配流模块连接油源高压油口和回油油口，信号输入模块输出控制驱动配流模块，油缸在配流模块控制下直线运动，位置机械反馈模块检测油缸直线位移，位置机械反馈模块将油缸直线位移按设定增益转化为驱动力，驱动力反馈回配流模块，形成配流模块对油缸运动的机械闭环控制。

优选的，所述配流模块包括阀体、阀芯和阀套，阀体连接油源与油缸，阀体内置的阀芯和阀套构成周向配油的直驱式控制阀，阀芯由信号输入模块驱动，阀套由位置机械反馈模块驱动。

优选的，所述阀芯转动，控制高压油源与油缸通、断及开度，使得液压油通过阀口后驱动控制油缸直线移动；位置机械反馈模块将油缸的实现直线移动量按照既定的导程转化为阀套的转动量，阀套自适应跟随阀芯进行转动。

优选的，所述信号输入模块包括伺服电机或步进电机、电机驱动器和减速机，所述电机驱动器控制伺服电机或步进电机按输出的脉冲速度和脉冲数量旋转，伺服电机或步进电机旋转驱动减速器，所述减速器配置克服所述配流模块液动力的扭矩，所述减速器输出驱动配流模块。

优选的，所述位置机械反馈模块包括油缸连接杆、高精度等分位置杆、套动件和运动转换件，所述油缸连接杆一端连接油缸的运动部件活塞端部或者等效油缸运动位置，另一端连接套动件，高精度等分位置杆采用丝杆或同步带装置，所述的套动件套接在油缸连接杆一端，跟随油缸连接杆运动，套动件驱动高精度等分位置杆转动，高精度等分位置杆旋转运动带动运动转换件旋转，动转换件再带动所述配流模块阀套旋转。

优选的，所述套动件为对应高精度等分位置杆的丝杆螺母或同步带滑台。