專利名稱：一種同步驅動控制系統及工程機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種同步驅動控制系統，本發明還涉及一種具有上述同步驅動控制系統的工程機械。
背景技術：
在工程機械領域內，兩個不同的機械部件的同步動作通常采用同步驅動控制系統 來實現。同步驅動控制系統一般包括兩個油缸，兩個油缸分別連接需要同步動作的機械部 件，由油泵及控制系統驅動兩個油缸進行同步伸縮，以實現兩個機械部件進行同步動作。現有技術中，同步驅動控制系統通常采用兩個并聯的液壓油缸，由液壓泵向兩個 液壓油缸同時供油，為了能夠實現兩個液壓油缸同步動作，通常采用伺服閉環反饋系統進 行控制，伺服閉環反饋系統結構復雜，受外負載影響較大，同步精度比較低，且造價比較高。
發明內容
本發明的第一個目的是提供一種同步驅動控制系統，該同步驅動控制系統可實現 兩個油缸的同步動作，結構簡單，受外負載影響小，成本較低。本發明的第二個目的是提供一種具有上述同步驅動控制系統的工程機械。為了實現上述第一個目的，本發明提供了一種同步驅動控制系統，包括液壓泵、換 向閥、具有相同容積的第一雙活塞桿油缸和第二雙活塞桿油缸，所述液壓泵的進油口與油 箱連通，所述液壓泵的出油口與所述換向閥的進油口連通，所述換向閥的第一出油口與第 一雙活塞桿油缸的左腔連通，所述第一雙活塞桿油缸的右腔與所述第二雙活塞桿油缸的左 腔連通，所述第二雙活塞桿油缸的右腔與所述換向閥的第二出油口連通，所述換向閥的回 油口與油箱連通。優選的，還包括開關閥，所述開關閥的進油口與油源連通，所述開關閥的出油口與 所述第一雙活塞桿油缸的右腔或所述第二雙活塞桿油缸的左腔連通；所述開關閥開啟，所 述油源向所述第一雙活塞桿油缸的右腔或所述第二雙活塞桿油缸的左腔補充液壓油。優選的，所述開關閥為電磁閥。優選的，還包括第一控制器；所述換向閥的第一出油口開啟、所述第一雙活塞桿油 缸運動至終點時，或所述換向閥的第二出油口開啟、所述第二雙活塞桿油缸運動至終點時， 所述第一控制器控制所述電磁閥開啟預設時間后失電。優選的，還包括第一位移傳感器，用于檢測所述第一雙活塞桿油缸的位置，并發出第一位置信 號；第二位移傳感器，用于檢測所述第二雙活塞桿油缸的位置，并發出第二位置信 號；第二控制器，用于接收所述第一位置信號、所述第二位置信號，并比較所述第一雙 活塞桿油缸與所述第二雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置，若第一雙活塞桿油缸與所述第二雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置偏差大于預設值，則控制所述電磁閥通電，若所 述第一雙活塞桿油缸與所述第二雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置偏差小于預設值，則 控制所述電磁閥失電。優選的，所述油源為所述液壓泵。優選的，所述換向閥為電磁換向閥。 優選的，所述換向閥的進油口與所述液壓泵的出油口之間的油路上設有單向閥。本發明提供的同步驅動控制系統包括液壓泵、換向閥、第一雙活塞桿油缸、第二雙 活塞桿油缸，液壓泵的進油口與油箱連通，液壓泵的出油口與換向閥的進油口連通，換向閥 的第一出油口與第一雙活塞桿油缸的左腔連通，第一雙活塞桿油缸的右腔與第二雙活塞桿 油缸的左腔連通，第二雙活塞桿油缸的右腔與換向閥的第二出油口連通，換向閥的回油口 與油箱連通。第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸需要同時向右運動時，開啟換向閥的第一 出油口，液壓泵向第一雙活塞桿油缸的左腔供油，在液壓油的作用下第一雙活塞桿油缸的 活塞向右運動，同時第一雙活塞桿油缸的右腔內的液壓油將進入第二雙活塞桿油缸的左 腔，推動第二雙活塞桿油缸的活塞向右同時運動，直至第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油 缸的活塞均向右運動至終點，可實現第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸同時向右運動； 第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸需要同時向左運動時，開啟換向閥的第二出油口，液 壓泵向第二雙活塞桿油缸的右腔供油，在液壓油的作用下第二雙活塞桿油缸的活塞向左運 動，同時第二雙活塞桿油缸的左腔內的液壓油將進入第一雙活塞桿油缸的右腔，推動第一 雙活塞桿油缸的活塞向左同時運動，直至第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸的活塞均 向左運動至終點，可實現第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸同時向左運動。本發明提供的同步驅動控制系統采用兩個具有相同缸徑、桿徑和行程的雙活塞桿油 缸，兩個雙活塞桿油缸采用串聯的方式設置，兩個雙活塞桿油缸首尾相連，由于兩個雙活塞桿油 缸具有相同缸徑、桿徑和行程，根據同容積法則，兩個雙活塞桿油缸運行的方向、速度及行程一 致，可實現兩個雙活塞桿油缸的同步動作。這種結構的同步驅動控制系統結構簡單，兩個雙活塞 桿油缸采用串聯的方式設置，不受外負載的影響，無需復雜的伺服閉環反饋系統，造價較低。優選方案中，本發明提供的同步驅動控制系統還包括電磁閥，所述電磁閥的進油 口與油源連通，所述電磁閥的出油口與所述第一雙活塞桿油缸的右腔或所述第二雙活塞桿 油缸的左腔連通；所述電磁閥打開，所述油源向所述第一雙活塞桿油缸的右腔補充液壓油。為了消除第一雙活塞桿油缸、第二雙活塞桿油缸在行程中產生的行程差，本發明 提供的同步驅動控制系統還包括電磁閥，開啟電磁閥，油源可向第一雙活塞桿油缸的右腔 或第二雙活塞桿油缸的左腔補充液壓油，可補償第一雙活塞桿油缸或第二雙活塞桿油缸的 油液損失，消除第一雙活塞桿油缸與第二雙活塞桿油缸之間的行程差，保證同步精度。為了實現上述第二個目的，本發明提供了一種工程機械，該工程機械具有上述的 同步驅動控制系統，由于上述的同步驅動控制系統具備上述技術效果，具有該同步驅動控 制系統的工程機械也應具備相應的技術效果。
圖1為本發明所提供的同步驅動控制系統的一種具體實施方式
的原理示意圖2為本發明提供的同步驅動控制系統中的補油控制系統的一種具體實施方式
的結構框圖；圖3為本發明提供的同步驅動控制系統中的補油控制系統的另一種具體實施方 式的結構框圖；其中，圖1-圖3中 液壓泵1、換向閥2、第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油缸4、電磁閥5、單向閥 6、吸油過濾器7、回油過濾器8、油箱9，第一控制器11、第二控制器12、第一位移傳感器13、 第二位移傳感器14。
具體實施例方式本發明的核心是提供一種同步驅動控制系統，該同步驅動控制系統可實現兩個油 缸的同步動作，結構簡單，受外負載影響小，成本較低。本發明的另一核心是提供一種具有 上述同步驅動控制系統的工程機械。為了使本領域的技術人員更好的理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實 施方式對本發明作進一步的詳細說明。請參看圖1，圖1為本發明所提供的同步驅動控制系統的一種具體實施方式
的原 理示意圖。如圖1所示，本發明提供的同步驅動控制系統包括液壓泵1、換向閥2、第一雙活 塞桿油缸3、第二雙活塞桿油缸4，第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4具有相同的 容積，即第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4具有相同的缸徑、桿徑及行程，所述換 向閥2可采用電磁換向閥，液壓泵1用于提供具有一定壓力的液壓油，液壓泵1可采用定量泵。液壓泵1的進油口與油箱9連通，液壓泵1的出油口與換向閥2的進油口連通，換 向閥2的第一出油口與第一雙活塞桿油缸3的左腔連通，第一雙活塞桿油缸3的右腔與第 二雙活塞桿油缸4的左腔連通，第二雙活塞桿油缸4的右腔與換向閥2的第二出油口連通， 換向閥2的回油口與油箱9連通。第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油缸4需要同時向右運動時，開啟換向閥2的 第一出油口，液壓泵1向第一雙活塞桿油缸3的左腔供油，在液壓油的作用下第一雙活塞桿 油缸3的活塞向右運動，同時第一雙活塞桿油缸3的右腔內的液壓油將進入第二雙活塞桿 油缸4的左腔，推動第二雙活塞桿油缸4的活塞向右同時運動，直至第一雙活塞桿油缸3、第 二雙活塞桿油缸4的活塞均向右運動至終點，可實現第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油 缸4同時向右運動。第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油缸4需要同時向左運動時，開啟換向閥2的 第二出油口，液壓泵1向第二雙活塞桿油缸4的右腔供油，在液壓油的作用下第二雙活塞桿 油缸4的活塞向左運動，同時第二雙活塞桿油缸4的左腔內的液壓油將進入第一雙活塞桿 油缸3的右腔，推動第一雙活塞桿油缸3的活塞向左同時運動，直至第一雙活塞桿油缸3、第 二雙活塞桿油缸4的活塞均向左運動至終點，可實現第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油 缸4同時向左運動。本發明提供的同步驅動控制系統采用兩個具有相同缸徑、桿徑和行程的雙活塞桿油缸，兩個雙活塞桿油缸采用串聯的方式設置，兩個雙活塞桿油缸首尾相連，由于兩個雙活塞桿油缸具有相同缸徑、桿徑和行程，根據同容積法則，兩個雙活塞桿油缸運行的方向、速 度及行程一致，可實現兩個雙活塞桿油缸的同步動作。這種結構的同步驅動控制系統結構 簡單，兩個雙活塞桿油缸采用串聯的方式設置，不受外負載的影響，無需復雜的伺服閉環反 饋系統，成本較低。優選方案中，為了防止液壓泵1輸出的液壓油發生倒流現象，可在換向閥2的進油 口與液壓泵1的出油口之間的油路上設有單向閥6。優選方案中，為了能夠對進入液壓泵1內的液壓油進行過濾、凈化，可在液壓泵1 的進油口與油箱9之間的油路上設有吸油過濾器7。優選方案中，同步驅動控制系統排出的液壓油進入油箱9之前，為了防止所排出 的液壓油中的雜質污染油箱9內的液壓油，可在換向閥2的回油口與油箱9之間的油路上 設有回油過濾器8。上述同步驅動控制系統在工作過程中，由于第一雙活塞桿油缸3、第二雙活塞桿油 缸4的缸筒和活塞之間的間隙，會有微量的液壓油損失，當驅動第一雙活塞桿油缸3運動至 終點時，第二雙活塞桿油缸4距離終點會有微小誤差，或者當驅動第二雙活塞桿油缸4運動 至終點時，第一雙活塞桿油缸3距離終點會有微小誤差，使得第一雙活塞桿油缸3與第二雙 活塞桿油缸4之間出現行程差，如果不及時消除這個行程差，這個行程差會越來越大，最終 影響第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4的同步精度。為了解決第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4之間出現的行程差的問題， 提高第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4的同步精度，本發明提供的同步驅動控制 系統還包括補油控制系統，以下實施例對該補油控制系統進行介紹。優選方案中，本發明提供的同步驅動控制系統還包括補油控制系統，該補油控制 系統包括電磁閥5、油源，電磁閥5的進油口與所述油源連通，電磁閥5的出油口與第一雙活 塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔連通；電磁閥5開啟，所述油源向第一雙活 塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔補充液壓油。第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4之間出現的行程差、不同步時，開啟電 磁閥5，油源與第一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔連通，油源可向第 一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔補充液壓油，可補償第一雙活塞桿 油缸3或第二雙活塞桿油缸4的油液損失，消除第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸 4之間的行程差，保證同步精度。具體的實施方式中，在一些同步速度精度要求不是很高的工程機械中，補油控制 系統可在第一雙活塞桿油缸3或第二雙活塞桿油缸4運動至終點時，向第一雙活塞桿油缸3 的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔內補充液壓油，使得第一雙活塞桿油缸3與第二雙活 塞桿油缸4在終點位置處具有保持較高的同步精度，以下對這種方案進行簡單介紹。請參看圖2，圖2為本發明提供的同步驅動控制系統中的補油控制系統的一種具 體實施方式的結構框圖。如圖2所示，補油控制系統包括第一控制器11、電磁閥5，電磁閥5的進油口與所 述油源連通，電磁閥5的出油口與第一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左 腔連通，第一控制器11的控制信號輸出端與電磁閥5的控制端連接。
換向閥2的第一出油口開啟、第一雙活塞桿油缸3運動至終點時，第一控制器11 控制電磁閥5開啟預設時間后失電，在該預設時間內，油源將向第一雙活塞桿油缸3的右腔 或第二雙活塞桿油缸4的左腔補充液壓油，在該液壓油的作用下，第二雙活塞桿油缸4將運 動至終點位置，使得第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4在終點位置處具有保持較 高的同步精度。 所述預設時間可根據使得第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4之間 的行程差進行設定，只要能滿足第二雙活塞桿油缸4能運動至終點位置即可。換向閥2的第二出油口開啟、第二雙活塞桿油缸4運動至終點時，第一控制器11 控制電磁閥5開啟預設時間后失電，在該預設時間內，油源將向第一雙活塞桿油缸3的右腔 或第二雙活塞桿油缸4的左腔補充液壓油，在該液壓油的作用下，第一雙活塞桿油缸3將運 動至終點位置，使得第一雙活塞桿油缸3與第二雙活塞桿油缸4在終點位置處具有保持較 高的同步精度。在一些同步速度精度要求較高的工程機械中，補油控制系統可實時向第一雙活塞 桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔內補充液壓油，在工作過程中，使得第一雙活 塞桿油缸3或第二雙活塞桿油缸4實時保持較高的同步精度，以下實施例對這種方案進行 簡單介紹。請參看圖3，圖3為本發明提供的同步驅動控制系統中的補油控制系統的另一種具體實施方式
的結構框圖。如圖3所示，所述補油控制系統包括第一位移傳感器13、第二位移傳感器14、第二 控制器12、電磁閥5，電磁閥5的出油口與第一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸 4的左腔連通，第二控制器12的控制信號輸出端與電磁閥5的控制端連接。第一位移傳感器13，用于檢測所述第一雙活塞桿油缸3的位置，并發出第一位置 信號；第二位移傳感器14，用于檢測所述第二雙活塞桿油缸4的位置，并發出第二位置信 號；第二控制器12，用于接收所述第一位置信號、所述第二位置信號，并比較所述第一雙活 塞桿油缸3與所述第二雙活塞桿油缸4在同一運動方向的位置，若第一雙活塞桿油缸3與 所述第二雙活塞桿油缸4在同一運動方向的位置偏差大于預設值，則控制所述電磁閥5通 電，電磁閥5通電，油源將向第一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿油缸4的左腔補充 液壓油，在該液壓油的作用下，第一雙活塞桿油缸3或所述第二雙活塞桿油缸4的運動速度 將變大，使得第一雙活塞桿油缸3與所述第二雙活塞桿油缸4在同一運動方向的位置偏差 將變小；若所述第一雙活塞桿油缸3與所述第二雙活塞桿油缸4在同一運動方向的位置偏 差小于預設值，則控制所述電磁閥5失電，第一雙活塞桿油缸3與所述第二雙活塞桿油缸4 在同一運動方向的同步精度滿足要求，不需要補油。這種結構的補油控制系統可實時向第一雙活塞桿油缸3的右腔或第二雙活塞桿 油缸4的左腔內補充液壓油，在工作過程中，使得第一雙活塞桿油缸3或第二雙活塞桿油缸 4實時保持較高的同步精度。上述實施例中的油源可以采用獨立設置的液壓油源，獨立對同步驅動控制系統進 行補油，油源也可采用同步控制系統中的液壓泵1，如圖1所示，電磁閥5的進油口與液壓泵 1的出油口連通，更具體的實施方式中，電磁閥5的進油口可連接在單向閥6與換向閥2之 間的油路上。本發明還提供了一種工程機械，該工程機械具有上述的同步驅動控制系統，由于上述的同步驅動控制系統具備上述技術效果，具有該同步驅動控制系統的工程機械也應具 備相應的技術效果，在此不再做詳細介紹。
以上所述僅是發明的優選實施方式的描述，應當指出，由于文字表達的有限性，而 在客觀上存在無限的具體結構，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原 理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種同步驅動控制系統，其特征在于，包括液壓泵、換向閥、具有相同容積的第一雙活塞桿油缸和第二雙活塞桿油缸，所述液壓泵的進油口與油箱連通，所述液壓泵的出油口與所述換向閥的進油口連通，所述換向閥的第一出油口與第一雙活塞桿油缸的左腔連通，所述第一雙活塞桿油缸的右腔與所述第二雙活塞桿油缸的左腔連通，所述第二雙活塞桿油缸的右腔與所述換向閥的第二出油口連通，所述換向閥的回油口與油箱連通。
2.根據權利要求1所述的同步驅動控制系統，其特征在于，還包括開關閥，所述開關閥 的進油口與油源連通，所述開關閥的出油口與所述第一雙活塞桿油缸的右腔或所述第二雙 活塞桿油缸的左腔連通；所述開關閥開啟，所述油源向所述第一雙活塞桿油缸的右腔或所 述第二雙活塞桿油缸的左腔補充液壓油。
3.根據權利要求2所述的同步驅動控制系統，其特征在于，所述開關閥為電磁閥。
4.根據權利要求3所述的同步驅動控制系統，其特征在于，還包括第一控制器；所述換 向閥的第一出油口開啟、所述第一雙活塞桿油缸運動至終點時，或所述換向閥的第二出油 口開啟、所述第二雙活塞桿油缸運動至終點時，所述第一控制器控制所述電磁閥開啟預設 時間后失電。
5.根據權利要求3所述的同步驅動控制系統，其特征在于，還包括第一位移傳感器，用于檢測所述第一雙活塞桿油缸的位置，并發出第一位置信號；第二位移傳感器，用于檢測所述第二雙活塞桿油缸的位置，并發出第二位置信號；第二控制器，用于接收所述第一位置信號、所述第二位置信號，并比較所述第一雙活塞 桿油缸與所述第二雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置，若第一雙活塞桿油缸與所述第二 雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置偏差大于預設值，則控制所述電磁閥通電，若所述第 一雙活塞桿油缸與所述第二雙活塞桿油缸在同一運動方向的位置偏差小于預設值，則控制 所述電磁閥失電。
6.根據權利要求2-5任一項所述的同步驅動控制系統，其特征在于，所述油源為所述液壓泵。
7.根據權利要求1-5任一項所述的同步油缸驅動控制系統，其特征在于，所述換向閥 為電磁換向閥。
8.根據權利要求7所述的同步油缸驅動控制系統，其特征在于，所述換向閥的進油口 與所述液壓泵的出油口之間的油路上設有單向閥。
9.一種工程機械，其特征在于，該工程機械具有權利要求1-8任一項所述的同步驅動 控制系統。
全文摘要
本發明涉及工程機械技術領域，公開了一種同步驅動控制系統，包括液壓泵、換向閥、具有相同容積的第一雙活塞桿油缸和第二雙活塞桿油缸，所述液壓泵的進油口與油箱連通，所述液壓泵的出油口與換向閥的進油口連通，所述換向閥的第一出油口與第一雙活塞桿油缸的左腔連通，所述第一雙活塞桿油缸的右腔與所述第二雙活塞桿油缸的左腔連通，所述第二雙活塞桿油缸的右腔與所述換向閥的第二出油口連通，所述換向閥的回油口與油箱連通。該同步驅動控制系統可實現兩個油缸的同步動作，結構簡單，受外負載影響小，成本較低。本發明還公開了一種具有上述同步控制系統的工程機械。
文檔編號F15B15/28GK101865169SQ20101020162
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月9日 優先權日2010年6月9日
發明者劉海斌, 胡堂堂 申請人:北京市三一重機有限公司