本發(fā)明涉及液壓開關(guān)慣性系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元、調(diào)節(jié)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、近些年來，為提高液壓回路的效率，提出了一種用于液壓系統(tǒng)的開關(guān)慣性單元。液壓系統(tǒng)中重要的部件就是承擔(dān)著液壓油路的高頻通斷切換作用的高速開關(guān)閥。傳統(tǒng)高速開關(guān)閥的閥芯運(yùn)動(dòng)方式為滑動(dòng)，即一個(gè)周期內(nèi)可以存在兩個(gè)開和關(guān)狀態(tài)的交換。本發(fā)明中的高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的閥芯旋轉(zhuǎn)一圈會(huì)存在大于兩個(gè)的開和關(guān)狀態(tài)的交換，從而提高高速開關(guān)閥的效率。

2、傳統(tǒng)情況下，組成液壓系統(tǒng)的各種液壓控制元件和液壓元件都是直接通過管路連接，這會(huì)造成整體系統(tǒng)需要較大的安裝空間，并且需要較多的管接頭，還會(huì)增加泄露的風(fēng)險(xiǎn)。本系統(tǒng)的集成方式相較于直接連接元件的方式，能夠明顯減小空間占用的面積并且具有更好的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元、調(diào)節(jié)方法及裝置，開關(guān)慣性單元的主旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過旋轉(zhuǎn)慣性元件驅(qū)動(dòng)，高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的閥芯的軸向運(yùn)動(dòng)通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)通流流量的pwm調(diào)節(jié)，其中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制輸出的負(fù)載流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載流量的精準(zhǔn)控制和對(duì)負(fù)載壓力變化的適應(yīng)以及對(duì)負(fù)載的功率跟蹤。同時(shí)開關(guān)慣性單元作為液壓調(diào)節(jié)裝置中的開關(guān)元件，具有低液阻和低泄露的特點(diǎn)，并且具有較高的效率。

2、本發(fā)明提供了一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元，其包括旋轉(zhuǎn)慣性元件、前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、閥塊、支架、主動(dòng)齒輪、轉(zhuǎn)速傳感器、前置齒輪和后置齒輪。所述旋轉(zhuǎn)慣性元件的固定端和所述支架的第一端連接，所述旋轉(zhuǎn)慣性元件的輸出端和所述主動(dòng)齒輪的中部連接，所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第二端分別與所述閥塊的第一端和第二端連接，所述閥塊的第三端和所述支架的第二端連接。所述主動(dòng)齒輪分別與所述后置齒輪和所述前置齒輪嚙合連接，所述后置齒輪和所述前置齒輪的中部分別與所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第一端連接，所述轉(zhuǎn)速傳感器位于所述后置齒輪和所述前置齒輪中間的上端。

3、可優(yōu)選的是，所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的結(jié)構(gòu)相同，均為板式閥，所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥上均設(shè)有第一油口和第二油口。

4、可優(yōu)選的是，所述閥塊上分別設(shè)有與壓力油源連接的第一油口、與負(fù)載連接的第二油口和與油箱連接的第三油口。

5、本發(fā)明的另外一方面，提供一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元的液壓調(diào)節(jié)方法，具體實(shí)施步驟包括：

6、s1、組裝開關(guān)慣性單元，并將前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥分別接入液壓調(diào)節(jié)裝置；

7、s2、設(shè)定旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速并調(diào)整旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速傳感器采集的旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值進(jìn)行比較，若旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速小于旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值，則通過調(diào)高前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的占空比來提高旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，直至旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值相等，若旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速大于旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值，則通過調(diào)低前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的占空比來降低旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，直至旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值相等；

8、s3、通過步驟s2的調(diào)整，當(dāng)旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)慣性元件的額定轉(zhuǎn)速的中間值相等時(shí)，將后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的出口流量與負(fù)載要求進(jìn)行比較，若后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的出口流量小于液壓流量要求時(shí)，則通過調(diào)高后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥中閥芯的位置來調(diào)節(jié)后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的占空比，直至后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的出口流量等于液壓流量要求，若后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的出口流量大于液壓流量要求時(shí)，則通過降低后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥中閥芯的位置來調(diào)節(jié)后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的占空比，直至后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的出口流量等于液壓流量要求。

9、一種具有開關(guān)慣性單元的液壓調(diào)節(jié)裝置，其包括第一開關(guān)慣性單元、第二開關(guān)慣性單元、第一蓄能器、第二蓄能器、第三蓄能器、單向閥、恒壓油源、螺旋管液感元件和液壓缸，所述變量泵的第三端的第二出口依次通過第一蓄能器和單向閥分別與第一開關(guān)慣性單元和第二開關(guān)慣性單元中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第一端連接，所述第一開關(guān)慣性單元中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第二端通過第二蓄能器和所述第二開關(guān)慣性單元中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第二端并聯(lián)后與所述油箱的第三端連接，所述第一開關(guān)慣性單元中后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第一端和所述液壓缸的有桿腔連接，所述第二開關(guān)慣性單元中后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第一端依次通過螺旋管液感元件和第三蓄能器與所述液壓缸的無桿腔連接。

10、可優(yōu)選的是，還包括電機(jī)、變量泵、溢流閥和油箱，所述電機(jī)的輸出端和所述變量泵的第一端連接，所述變量泵的第二端和所述油箱的第一端連接，所述變量泵的第三端的第一出口通過溢流閥和所述油箱的第二端連接。

11、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

12、1.本發(fā)明的開關(guān)慣性單元減小了液壓調(diào)節(jié)裝置的空間占用面積，用閥塊內(nèi)孔代替了外在管道，簡化了管道連接，便于安裝和拆卸；開關(guān)慣性單元縮短了連接管路，可極大的減少漏油現(xiàn)象，提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性，如果要變更液壓回路，只需要更改閥塊即可，相比起來更加靈活。

13、2.本發(fā)明的開關(guān)慣性單元中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的閥芯旋轉(zhuǎn)一圈會(huì)存在數(shù)個(gè)開和關(guān)狀態(tài)的交換，從而提高了前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的工作效率。

14、3.本發(fā)明的開關(guān)慣性單元中前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的控制方式為雙脈寬調(diào)制，主要通過開關(guān)慣性單元中的前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥實(shí)現(xiàn)。前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制輸出的負(fù)載流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載流量的精準(zhǔn)控制和對(duì)負(fù)載壓力變化的適應(yīng)以及對(duì)負(fù)載的功率跟蹤。

技術(shù)特征：

1.一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元，其包括旋轉(zhuǎn)慣性元件、前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、閥塊、支架、主動(dòng)齒輪、轉(zhuǎn)速傳感器、前置齒輪和后置齒輪，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元，其特征在于，所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥均為板式閥，所述前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和所述后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥上均設(shè)有第一油口和第二油口。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元，其特征在于，所述閥塊上分別設(shè)有與壓力油源連接的第一油口、與負(fù)載連接的第二油口和與油箱連接的第三油口。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元的液壓調(diào)節(jié)方法，其特征在于，具體實(shí)施步驟包括：

5.一種具有開關(guān)慣性單元的液壓調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，其包括第一開關(guān)慣性單元、第二開關(guān)慣性單元、第一蓄能器、第二蓄能器、第三蓄能器、單向閥、恒壓油源、螺旋管液感元件和液壓缸，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有開關(guān)慣性單元的液壓調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，還包括電機(jī)、變量泵、溢流閥和油箱，所述電機(jī)的輸出端和所述變量泵的第一端連接，所述變量泵的第二端和所述油箱的第一端連接，所述變量泵的第三端的第一出口通過溢流閥和所述油箱的第二端連接。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種具有雙高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的開關(guān)慣性單元、調(diào)節(jié)方法及裝置，開關(guān)慣性單元包括旋轉(zhuǎn)慣性元件、前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥、主動(dòng)齒輪、轉(zhuǎn)速傳感器、前置齒輪和后置齒輪。旋轉(zhuǎn)慣性元件的輸出端和主動(dòng)齒輪的中部連接，后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥分別與閥塊的安裝端連接。主動(dòng)齒輪分別與后置齒輪和前置齒輪嚙合連接，后置齒輪和前置齒輪的中部分別與后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥和前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥的第一端連接，轉(zhuǎn)速傳感器位于后置齒輪和前置齒輪中間的上端。本發(fā)明的開關(guān)慣性單元為雙脈寬調(diào)制，前置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制旋轉(zhuǎn)慣性元件的轉(zhuǎn)速，后置高速開關(guān)轉(zhuǎn)閥控制輸出的負(fù)載流量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載壓力變化的適應(yīng)以及對(duì)負(fù)載的功率跟蹤。

技術(shù)研發(fā)人員：劉濤,宋迎新,宋一凡,李帥帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：燕山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30