專利名稱：用于研究同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于研究多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中 不同驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制方法對(duì)同步驅(qū)動(dòng)精度影響的裝置。
技術(shù)背景多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)技術(shù)，如自行火炮快速位置調(diào)整、高精密數(shù)控機(jī)床進(jìn) 給位置控制和軋機(jī)的壓下系統(tǒng)等，往往是重大機(jī)電裝備中一項(xiàng)核心技術(shù)和關(guān) 鍵配置，因同步驅(qū)動(dòng)過程中各通道以及各通道間的性能異動(dòng)因素繁雜，不易 被實(shí)時(shí)檢測(cè)和補(bǔ)償， 一直是機(jī)電控制實(shí)現(xiàn)中的難點(diǎn)，如何探索同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、 控制策略設(shè)計(jì)與同步驅(qū)動(dòng)精度之間的相關(guān)性，更有效地提高同步驅(qū)動(dòng)效率 (速度和精度)是機(jī)電控制行業(yè)中急待解決的問題之一。多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)中的同歩驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和同步控制策略設(shè)計(jì)又可統(tǒng)稱為同步驅(qū)動(dòng)模式設(shè)計(jì)；同步驅(qū)動(dòng)精度則包括同步驅(qū)動(dòng)速度和位移等參數(shù)的 動(dòng)態(tài)和靜態(tài)跟蹤精度。多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)模式與同步驅(qū)動(dòng)精度之間的相關(guān)性 描述由于會(huì)受到機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)多樣性、負(fù)載擾動(dòng)和耦合作用、閥控缸電液伺服系 統(tǒng)本質(zhì)非線性等因素影響，在理論上很難給出相應(yīng)的具體描述。同時(shí)，在工 程實(shí)際應(yīng)用中由于受到系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠性等因素的影響，只能給出基于 實(shí)際運(yùn)行情況的一種較好的解決方案，也不能給出特定同步驅(qū)動(dòng)模式與驅(qū)動(dòng) 精度相關(guān)性的具體定性和定量描述，例如有人曾對(duì)跨距為15m，負(fù)載5t的 雙缸驅(qū)動(dòng)液壓行車進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)，如果將行車動(dòng)態(tài)同歩位移誤差由10mm減小 到5薩，其運(yùn)行速度可以由100 mm/s提高200mm/s，然而卻無法給出所能 達(dá)到的最優(yōu)驅(qū)動(dòng)精度和驅(qū)動(dòng)模式的組合。因此，研究多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)中同 步驅(qū)動(dòng)模式設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)精度的相關(guān)性具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是提供一種用于研究多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置。 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用于研究同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置包括機(jī)架、負(fù)載加載臺(tái)、耳環(huán)接手、耳環(huán)、 活塞桿、液壓缸、電液比例閥、油泵電機(jī)組、油液過濾器、油箱。機(jī)架所形 成的矩形平面底部靠近四個(gè)頂角的位置對(duì)稱設(shè)置有截面為凹字形的耳環(huán)接手，耳環(huán)接手與耳環(huán)的一端通過銷軸活動(dòng)連接；耳環(huán)的另一端與活塞桿一端 固定設(shè)置；活塞桿的另一端穿過液壓缸阻尼加載器、液壓缸的一個(gè)端面與液壓缸內(nèi)的活塞固定設(shè)置，液壓缸位移傳感器穿過液壓缸的另一個(gè)端面與活塞以及活塞桿滑動(dòng)配合；活塞將液壓缸分為無桿腔和有桿腔，無桿腔和有桿腔 分別通過管路與電液比例閥連接，無桿腔與電液比例閥之間的管路上設(shè)置有 壓力傳感器和流量傳感器；電液比例閥的供油回路和回油回路與油箱相接， 供油回路上設(shè)置有油泵電機(jī)組和油液過濾器。電液比例閥的閥芯上設(shè)置有閥 芯位移傳感器，閥芯位移傳感器、液壓缸位移傳感器、壓力傳感器和流量傳 感器與控制單元的輸入端信號(hào)連接，控制單元的輸出端、擾動(dòng)信號(hào)加載器以及信號(hào)放大器與信號(hào)合成器連接，控制單元的輸出信號(hào)與擾動(dòng)信號(hào)加載器的 擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)信號(hào)合成器合成，并經(jīng)信號(hào)放大器放大后的輸出信號(hào)加載至電液 比例閥。本發(fā)明的有益效果可用于多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制策略設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)精度相關(guān)性的建模與仿真研究，詳細(xì)描述多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)模式對(duì)驅(qū)動(dòng)精 度的影響，以應(yīng)對(duì)和指導(dǎo)多液壓缸同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工程實(shí)際領(lǐng)域的高效合理 應(yīng)用。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為電液比例閥和液壓缸部分的控制結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，用于研究同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置包括機(jī)架1、負(fù)載加 載臺(tái)2、耳環(huán)接手3、耳環(huán)4、活塞桿5、液壓缸6、電液比例閥7、油泵電 機(jī)組8、油液過濾器9、油箱IO。機(jī)架l的底面為矩形平面，機(jī)架l底面上 設(shè)置有截面為凹字形的耳環(huán)接手3，耳環(huán)接手3靠近矩形頂角并且呈對(duì)稱設(shè) 置，每個(gè)耳環(huán)接手3與對(duì)應(yīng)的耳環(huán)4的一端通過銷軸活動(dòng)連接；耳環(huán)4的另 一端與活塞桿5 —端固定設(shè)置;活塞桿5的另一端穿過液壓缸阻尼加載器15、 液壓缸6的一個(gè)端面與液壓缸內(nèi)的活塞17固定設(shè)置，活塞桿5與機(jī)架1底 面基本保持垂直，液壓缸位移傳感器19穿過液壓缸6的另一個(gè)端面與活塞 17以及活塞桿5滑動(dòng)配合；活塞17將液壓缸分為無桿腔18和有桿腔16， 無桿腔18和有桿腔16分別通過管路與電液比例閥7連接，無桿腔18與電 液比例閥7之間的管路上設(shè)置有壓力傳感器20和流量傳感器21;四個(gè)電液比例閥7的供油回路并聯(lián)后與油箱10相接，回油回路也兩兩并聯(lián)后與油箱IO相接，供油回路上設(shè)置有一套油泵電機(jī)組8和油液過濾器9。每個(gè)電液比 例閥7的閥芯上設(shè)置有閥芯位移傳感器22，閥芯位移傳感器22、液壓缸位 移傳感器19、壓力傳感器20和流量傳感器21與控制單元11的輸入端信號(hào) 連接，控制單元11的輸出端、擾動(dòng)信號(hào)加載器13以及信號(hào)放大器14與信 號(hào)合成器12連接，控制單元11的輸出信號(hào)與擾動(dòng)信號(hào)加載器13的擾動(dòng)信 號(hào)經(jīng)信號(hào)合成器12合成，并經(jīng)信號(hào)放大器14放大后的輸出信號(hào)加載至電液 比例閥。該裝置的具體工作過程是啟動(dòng)油泵電機(jī)組，控制單元分別控制四個(gè)電 液比例閥來提升或降低機(jī)架，在此過程中，分別采集每個(gè)壓力傳感器、流量 傳感器、閥芯位移傳感器、液壓缸位移傳感器的信號(hào)得到相關(guān)的數(shù)據(jù)比對(duì)， 并可對(duì)每個(gè)電液比例閥采取不同的控制策略，從而得到在特定參數(shù)下的最優(yōu) 控制模式。該裝置還可以通過擾動(dòng)信號(hào)加載器模擬閥芯控制信號(hào)受擾情況下 的同步驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)；通過液壓缸阻尼加載器模擬液壓缸阻尼不一致情況下的同 步驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。通過負(fù)載加載臺(tái)模擬液壓缸驅(qū)動(dòng)負(fù)載不對(duì)稱情況下的同步驅(qū)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.用于研究同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置，包括機(jī)架、負(fù)載加載臺(tái)、耳環(huán)接手、耳環(huán)、活塞桿、液壓缸、電液比例閥、油泵電機(jī)組、油液過濾器、油箱，其特征在于機(jī)架所形成的矩形平面底部靠近四個(gè)頂角的位置對(duì)稱設(shè)置有截面為凹字形的耳環(huán)接手，耳環(huán)接手與耳環(huán)的一端通過銷軸活動(dòng)連接；耳環(huán)的另一端與活塞桿一端固定設(shè)置；活塞桿的另一端穿過液壓缸阻尼加載器、液壓缸的一個(gè)端面與液壓缸內(nèi)的活塞固定設(shè)置，液壓缸位移傳感器穿過液壓缸的另一個(gè)端面與活塞以及活塞桿滑動(dòng)配合；活塞將液壓缸分為無桿腔和有桿腔，無桿腔和有桿腔分別通過管路與電液比例閥連接，無桿腔與電液比例閥之間的管路上設(shè)置有壓力傳感器和流量傳感器；電液比例閥的供油回路和回油回路與油箱相接，供油回路上設(shè)置有油泵電機(jī)組和油液過濾器；電液比例閥的閥芯上設(shè)置有閥芯位移傳感器，閥芯位移傳感器、液壓缸位移傳感器、壓力傳感器和流量傳感器與控制單元的輸入端信號(hào)連接，控制單元的輸出端、擾動(dòng)信號(hào)加載器以及信號(hào)放大器與信號(hào)合成器連接，控制單元的輸出信號(hào)與擾動(dòng)信號(hào)加載器的擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)信號(hào)合成器合成，并經(jīng)信號(hào)放大器放大后的輸出信號(hào)加載至電液比例閥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于研究同步驅(qū)動(dòng)性能的裝置?，F(xiàn)有的裝置控制精度低、同步性能差。本發(fā)明包括機(jī)架，機(jī)架底部設(shè)置耳環(huán)接手，耳環(huán)接手與耳環(huán)連接；耳環(huán)的一端與活塞桿一端固定設(shè)置；活塞桿的另一端與液壓缸內(nèi)的活塞固定設(shè)置，液壓缸位移傳感器穿過液壓缸與活塞、活塞桿滑動(dòng)配合；活塞將液壓缸分為無桿腔和有桿腔，無桿腔與電液比例閥之間的管路上設(shè)置有壓力傳感器和流量傳感器；電液比例閥的供油回路通過油泵電機(jī)組、油液過濾器與油箱相接，電液比例閥上設(shè)置有閥芯位移傳感器，控制單元的輸出端與擾動(dòng)信號(hào)加載器經(jīng)信號(hào)合成器和信號(hào)放大器后輸出信號(hào)加載至電液比例閥。本發(fā)明提高了同步驅(qū)動(dòng)精度，能很好地指導(dǎo)同步驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工程實(shí)際領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號(hào)F15B11/22GK101644283SQ20091010207
公開日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者敬 倪 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)