一種油缸換向及容積調速液壓系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于液壓領域，主要涉及一種油缸換向及容積調速液壓系統，適用于直線運動的液壓驅動，如小型重載機器人等特殊設備。
【背景技術】
[0002]傳統技術中，當執行機構為油缸時，由于油缸進出流量不相等(除非油缸成對使用，或者采用的是雙出活塞桿式油缸)，普通閉式液壓回路不適用，故油缸的換向和調速采用開式液壓回路。如圖1所示是一種典型的油缸換向調速回路。電機2a驅動液壓栗3a旋轉，液壓栗3a從油箱Ala吸油。栗出口安裝有電磁卸荷溢流閥4a，用于工作狀態保壓和待機狀態卸荷。換向閥5a的出口與油缸8a之間，設置有單向節流閥A6a和單向節流閥B7a。
[0003]當換向閥5a兩端電磁鐵均不得電，油缸不工作；當換向閥5a下端電磁鐵得電，同時電磁卸荷溢流閥4a得電，換向閥5a工作于下位，油缸伸出，伸出速度通過調節單向節流閥A6a的開口大小來調節；當換向閥5a上端電磁鐵得電，同時電磁卸荷溢流閥4a得電，換向閥5a工作于上位，油缸縮回，縮回速度通過通過調節單向節流閥B7a的開口大小來調節。
[0004]現有技術的油缸換向及調速系統，較適用于執行機構較多，要求多個負載共用一個油源的液壓系統。但在執行機構較少，對系統傳動效率要求較高，對設備外形和重量控制較嚴格的特殊應用場合，采用現有技術存在以下缺陷:
I)控制復雜化。
[0005]現有技術中，油源栗的輸出流量、油缸的換向需要分別控制，采用節流調速時，節流開口還需要單獨控制。如圖1所示的系統，原動機2a的啟停、電磁卸荷溢流閥4a的開關、換向閥5a的換向、節流閥6a和7a的節流開口需要分別施加控制信號。這就使控制復雜化，同時因輔助元器件增多，使可靠性和易維護性下降。
[0006]2)傳動效率低。
[0007]現有技術中，系統輸入功率與輸出功率不能實現很好的匹配，無效功耗較大，綜合工況下的傳動效率低。如圖1所示的系統中，工作狀態下無論輸出功率多大，其輸入功率為恒定值，綜合工況下存在很大的功率損失。如果將圖1所示的系統進行優化，比如采用恒壓栗取代定量栗，或者改為負載敏感系統等，雖然可有效提高傳動效率，但綜合工況下的系統輸入功率仍然比輸出功率高出較多，無效功耗仍然較大。
[0008]3)應用于微型液壓系統整體外形和重量大。
[0009]當現有技術應用于微型液壓系統時，由于需要在系統上布局方向控制元件和速度控制元件(特別是帶電控的液壓元件)，會導致液壓系統整體外形和重量偏大。
[0010]對于常規應用的中型或大型設備而言，方向和流量控制元件所占空間和重量可以忽略不計。但對于微型、小型設備(如小型重載機器人)來說，這些控制元件的自身重量和布局所需空間對整個系統外形和重量影響很大，會導致系統外形和重量的明顯增加。
【發明內容】
[0011]本發明的目的在于提供一種油缸換向及容積調速液壓系統，解決小型/重載機器人等特殊用途的技術難題，簡化控制，提高傳動效率，減小液壓系統整體外形和重量。
[0012]本發明的目的及其解決主要技術問題是采用以下技術方案來實現的:一種油缸換向及容積調速液壓系統，采用半開半閉式液壓回路，包括可雙向旋轉且可調速的原動機2b和雙向旋轉液壓栗3b，雙向旋轉液壓栗3b從油箱Blb吸油，雙向旋轉液壓栗3b的進出油口分別設置有單向閥A4b和單向閥B5b ；雙向旋轉液壓栗3b的其中一側油口連接到雙作用油缸8b的有桿腔，另一側油口經單向閥6b連接到雙作用油缸8b的無桿腔，在油缸的進出油路之間，設置有液控比例節流閥7b。
[0013]上述的一種油缸換向及容積調速液壓系統，所述雙作用油缸8b替換成單作用油缸9b，油缸的縮回依賴外部負載(外部負載為向下的作用力F)，雙向旋轉液壓栗3b的A側出油口不連接到單作用油缸％。需油缸縮回時，電機逆向旋轉，液壓栗A側油口供油，栗只需低速運轉以維持打開液控比例節流閥7b所需的壓力，油缸即可在外部負載F的作用下縮回。
[0014]上述的一種油缸換向及容積調速液壓系統，所述雙作用油缸8b替換成單作用油缸%，當執行油缸為單作用油缸，需要對油缸的縮回速度進行微動控制時，增加液壓阻尼10b，通過調節液壓栗的輸入轉速，可以調節液控比例節流7b的控制腔壓力，從而比例調節該閥的開口，實現對油缸縮回速度的有效控制。
[0015]上述的一種油缸換向及容積調速液壓系統，所述液控比例節流閥7b用液控換向閥來代替。
[0016]上述的一種油缸換向及容積調速液壓系統，去除單向閥6b和單向閥B5b。
[0017]本發明工作原理:
設伺服原動機2 b正向旋轉時，雙向旋轉液壓栗3 b的B側油口出油(A、B油口可對調安裝)，此時雙向旋轉液壓栗3b的A側油口從雙作用油缸8b的有桿腔吸油，不足的部分經單向閥A4b從油箱補充吸油;單向閥B5b處于關閉狀態，液控比例節流閥7b工作于初始位(關閉狀態)；雙向旋轉液壓栗3b出口油液經單向閥6b向油缸無桿腔供油，推動油缸伸出。調節原動機的轉速，即可調節油缸的伸出速度。
[0018]當伺服原動機2b逆向旋轉，雙向旋轉液壓栗3b的A側油口出油，此時雙向旋轉液壓栗3b的B側油口經單向閥B5b從油箱吸油。單向閥A4b處于關閉狀態，雙向旋轉液壓栗3b出口油液向油缸有桿腔供油，同時推動液控比例節流閥7b換向，將油缸無桿腔的油液連通油箱，則油缸縮回。調節原動機的轉速，即可調節油缸的縮回速度。
[0019]單向閥6b取消后，油缸無桿腔的油液可自由回流到雙向旋轉液壓栗3b
的B側油口，雙向旋轉液壓栗3b的B側油口吸油時可直接從油缸的無桿腔吸油，故單向閥B5b可隨單向閥6b同時取消。
[0020]本發明僅需對原動機2b施加控制信號(調節原動機旋向和轉速)，即可實現對雙作用油缸Sb運行方向和運行速度的控制。
[0021]本發明專利與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明