泵控双作用液压促动器

技术领域

本发明涉及液压系统技术领域，尤其涉及一种泵控双作用液压促动器。

背景技术

500米口径球面射电望远镜(FAST)工程所使用的液压促动器是望远镜反射面主动变形的驱动设备。促动器的可靠性和寿命对望远镜的调试和观测至关重要。

现有公告号为CN103629171B的中国专利公开了一种具有速度控制装置的液压促动器，包括步进电机、双向齿轮泵、手动泵和液压缸；步进电机与双向齿轮泵连接，控制双向齿轮泵的输出方向和流量；该液压促动器设置有一个调速阀，调速阀一端与第一电磁两通阀连接，另一端与液压缸有杆腔一端连接。

上述技术方案中的液压促动器虽然可以对液压缸进行促动，但是使用过程中，无法根据实际使用需要进行多等级的压力调节；并且双向泵的油口未加入滤油器，油液中的污染物不能及时被过滤掉，在使用过程中容易造成卡阀故障；系统中只安装了1个压力传感器，并且不能对整个液压回路进行远程健康监控，在液压回路发生故障时，不便于及时发现故障并排除，影响了促动器的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中液压促动器无法对液压系统的压力进行多等级调节的技术问题，本发明提供一种泵控双作用液压促动器，可以对液压系统的压力进行多等级的调节，使得液压缸可以实现多种动作状态，便于满足实际使用的需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种泵控双作用液压促动器，包括：液压缸，所述液压缸内分为无杆腔和有杆腔；

油箱，所述油箱独立设置在液压缸的一侧；

液压阀组，所述液压阀组包括：双向泵、电机、平衡阀、电磁阀、节流子、第一单向阀、第二单向阀、第一溢流阀和第一节流阀，所述双向泵设有A油口和B油口，所述平衡阀的进口与液压缸的有杆腔通过内部油路相连通，所述平衡阀的出口与双向泵的B油口通过内部油路相相连通，所述双向泵的A油口与第一溢流阀的进口通过内部油路相连通，所述第一溢流阀的出口通过内部油路与第一节流阀的进口的相连通，所述第一节流阀的出口与液压缸的无杆腔通过内部油路相连通，所述电磁阀的进口通过内部油路与平衡阀的进口相连通，所述电磁阀的出口通过内部油路与液压缸的无杆腔相连通，所述节流子安装在连通电磁阀与液压缸无杆腔的内部油路上，所述双向泵的B油口与油箱之间设置有第一单向阀，所述第一单向阀的进口与油箱通过内部油路相连通，所述第一单向阀的出口通过内部油路与双向泵的B油口相连通，所述双向泵的A油口与油箱之间设置有第二单向阀，所述第二单向阀的进口通过内部油路与油箱相连通，所述第二单向阀的出口通过内部油路与双向泵的A油口相连通，所述油箱通过内部油路与第一节流阀的进口相连通，所述电机与双向泵传动连接。

本发明的泵控双作用液压促动器，可以对液压系统的压力进行多等级的调节，使得液压缸可以实现多种动作状态，便于满足实际使用的需求，通过上述方案，可以使得液压缸活塞杆实现以下几种状态：

1、差动伸出，此时电机正转，油液通过内部油路流向第二单向阀处，油液经过第二单向阀之后沿内部油路进入双向泵的A油口，然后由双向泵的B油口排出，通过平衡阀后沿内部油路流到电磁阀处，电磁阀开启，油液进入到液压缸的无杆腔内，在油液对活塞的压力作用下，活塞杆伸出，同时，液压缸有杆腔的油液也沿内部油路流到电磁阀处，然后通过内部油路流入到无杆腔内，此时液压缸的有杆腔和无杆腔通过内部油路相连通，在双向泵的作用下，油箱内的油液持续进入到液压缸无杆腔内，组成了差动液压回路，活塞杆缓慢伸出。

2、静止保位，当电机和双向泵不工作时，关闭平衡阀、电磁阀，液压缸有杆腔内的油液无法流出，液压缸活塞杆无动作，保持静止状态。

3、被动伸出，当促动器在负载拉力的作用下伸出时，电磁阀处于关闭状态，液压缸有杆腔内的油液通过内部油路进入平衡阀处，此时电机反转，油箱内的油液通过内部油路流到第一单向阀处，经过第一单向阀后进入双向泵的B油口，油液加压后由A油口排出，当压力达到第一溢流阀的调定值时，打开平衡阀，在负载拉力的作用下无杆腔内的油液流出平衡阀后进入双向泵的B油口，然后通过A油口排出，然后通过第一溢流阀进入到液压缸无杆腔内，通过控制电机转速来控制双向泵的流量，从而控制活塞杆的伸出速度。

4、主动缩回，此时电机正转，电磁阀处于关闭状态，油箱内的油液通过内部油路流到第二单向阀处，经过第二单向阀后沿内部油路进入双向泵的A油口，由双向泵的B油口排出，开启平衡阀后，油液通过平衡阀进入液压缸的有杆腔内，在油液对活塞的压力作用下，活塞杆缩回，液压缸无杆腔内的油液通过第一节流阀流入油箱中，通过控制电机转速来控制双向泵的流量，从而控制活塞杆缩回速度。

5、随动伸出，此时电机不工作，电磁阀打开，第一节流阀打开，液压缸的有杆腔和无杆腔通过内部油路相连通，液压缸的无杆腔与油箱相连通，活塞在负载拉力的作用下可以停留在任意位置。

进一步，连通所述液压缸无杆腔与有杆腔的内部油路上设置有第二节流阀，所述第二节流阀的进口与电磁阀进口处的内部油路的相连通，所述第二节流阀的出口与液压缸的无杆腔相连通。将第二节流阀与电磁阀并联，在电磁阀出现故障无法打开时，手动开启第二节流阀，实现液压回路的流通。

进一步，所述平衡阀进口的一端设有第二溢流阀，所述第二溢流阀的进口与平衡阀进口处的内部油路相连通，所述第二溢流阀的出口与油箱通过内部油路相连通，所述双向泵B油口的一端设置有第三溢流阀，所述第三溢流阀的进口与第一单向阀出口处的内部油路相连通，所述第三溢流阀的出口与油箱通过内部油路相连通。第二溢流阀和第三溢流阀可对液压回路起到安全保护作用，当负载作用较大时，液压回路压力过高，液压回路中的油液通过第二溢流阀和第三溢流阀排出到油箱中，对液压回路起到安全保护作用。

进一步，连通所述油箱与第一单向阀的内部油路上安装有第一滤油器。第一滤油器可以对油箱中流出的油液进行过滤，将油液中的污物过滤掉，避免油液中的污物进入到双向泵中引起双向泵发生故障。

进一步，连通所述第一溢流阀与所述第一节流阀的内部油路上安装有第二滤油器。第二滤油器对液压回路中的油液进行过滤，过滤掉油液中的污物和气泡等，避免污物和气泡等造成卡阀故障。

进一步，连通所述双向泵B油口与第一单向阀的内部油路上安装有第一压力传感器，连通所述液压缸有杆腔与平衡阀的内部油路上设置有第二压力传感器，所述油箱的一侧安装有对油箱内部压力进行监测的第三压力传感器，连通所述第二单向阀与第一溢流阀的内部油路上安装有第四压力传感器。第一压力传感器可对从第一单向阀流出的油液进行压力检测，第二压力传感器可对液压缸有杆腔流出的油液进行压力检测，第三压力传感器可对油箱内部进行压力检测，第四压力传感器可对第二单向阀出口处的油压进行检测，第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器共同作用可对液压回路进行压力监测，便于及时发现液压回路的故障。

进一步，所述液压阀组上设有第一温度传感器，所述电机上设置有第二温度传感器。第一温度传感器可对双向泵B油口流出的油液进行温度检测，第二温度传感器可对电机的温度进行检测。

进一步，所述油箱内设置有加压皮囊。加压皮囊可以对油箱内的压力进行调节，双向泵的吸油动力不足时，可以通过加压皮囊对增加油箱内的压力，便于油液从油箱进入到双向泵中。

进一步，所述油箱上设置有可对油箱内部的压力进行取样和检测的测压接头一。

进一步，所述油箱上设置有便于对油箱内的油液进行更换的快插接头一。

本发明的有益效果是，本发明的泵控双作用液压促动器使得液压缸活塞杆可以实现多种动作状态，便于满足实际使用的需求，使得促动器适用的场景更加广泛；在双向泵的油口处安装滤油器，可以将油液中的污染物过滤掉，避免使用过程中污物造成卡阀故障；多个压力传感器和温度传感器的设置，可以对整个液压回路进行远程健康监控，在液压回路发生故障时，便于及时发现故障并排除，提高促动器使用的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明最优实施例的泵控双作用液压促动器的液压原理结构示意图。

图中：1、液压缸；2、油箱；3、双向泵；4、电机；5、平衡阀；6、电磁阀；7、节流子；8、第一单向阀；9、第二单向阀；10、第一溢流阀；11、第一节流阀；12、第二节流阀；13、第二溢流阀；14、第三溢流阀；15、第一滤油器；16、第二滤油器；17、第一压力传感器；18、第二压力传感器；19、第三压力传感器；20、第一温度传感器；21、第二温度传感器；22、加压皮囊；23、测压接头一；24、快插接头一；25、第四压传感器；26、测压接头二；27、测压接头三；28、测压接头四；29、测压接头五；30、测压接头六；31、测压接头七；32、快插接头二；33、快插接头三。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，是本发明最优实施例的一种泵控双作用液压促动器，包括：液压缸1，液压缸1内分为无杆腔和有杆腔；油箱2，油箱2独立设置在液压缸1的一侧，油箱2内设置有加压皮囊22。加压皮囊22可以对油箱2内的压力进行调节，双向泵3的吸油动力不足时，可以通过加压皮囊22对增加油箱2内的压力，便于油液从油箱2进入到双向泵3中，油箱2上设置有可对油箱2内部的压力进行取样和检测的测压接头一23，油箱2上设置有便于对油箱2内的油液进行更换的快插接头一24。

液压阀组，液压阀组包括：双向泵3、电机4、平衡阀5、电磁阀6、节流子7、第一单向阀8、第二单向阀9、第一溢流阀10和第一节流阀11，双向泵3设有A油口和B油口，平衡阀5的进口与液压缸1的有杆腔通过内部油路相连通，平衡阀5的出口与双向泵3的B油口通过内部油路相相连通，平衡阀5进口的一端设有第二溢流阀13，第二溢流阀13的进口与平衡阀5进口处的内部油路相连通，第二溢流阀13的出口与油箱2通过内部油路相连通，

双向泵3的A油口与第一溢流阀10的进口通过内部油路相连通，第一溢流阀10的出口通过内部油路与第一节流阀11的进口的相连通，第一节流阀11的出口与液压缸1的无杆腔通过内部油路相连通，连通第一溢流阀10与第一节流阀11的内部油路上安装有第二滤油器16。第二滤油器16对液压回路中的油液进行过滤，过滤掉油液中的污物和气泡等，避免污物和气泡等造成卡阀故障。

电磁阀6的进口通过内部油路与平衡阀5的进口相连通，电磁阀6的出口通过内部油路与液压缸1的无杆腔相连通，节流子7安装在连通电磁阀6与液压缸1无杆腔的内部油路上，连通液压缸1无杆腔与有杆腔的内部油路上设置有第二节流阀12，第二节流阀12的进口与电磁阀6进口处的内部油路的相连通，第二节流阀12的出口与液压缸1的无杆腔相连通。将第二节流阀12与电磁阀6并联，在电磁阀6出现故障无法打开时，手动开启第二节流阀12，实现液压回路的流通。

双向泵3的B油口与油箱2之间设置有第一单向阀8，第一单向阀8的进口与油箱2通过内部油路相连通，第一单向阀8的出口通过内部油路与双向泵3的B油口相连通，双向泵3B油口的一端设置有第三溢流阀14，第三溢流阀14的进口与第一单向阀8出口处的内部油路相连通，第三溢流阀14的出口与油箱2通过内部油路相连通。

连通油箱2与第一单向阀8的内部油路上安装有第一滤油器15。第一滤油器15可以对油箱2中流出的油液进行过滤，将油液中的污物过滤掉，避免油液中的污物进入到双向泵3中引起双向泵3发生故障。

双向泵3的A油口与油箱2之间设置有第二单向阀9，第二单向阀9的进口通过内部油路与油箱2相连通，第二单向阀9的出口通过内部油路与双向泵3的A油口相连通，油箱2通过内部油路与第一节流阀11的进口相连通，电机4与双向泵3传动连接。

连通双向泵3B油口与第一单向阀8的内部油路上安装有第一压力传感器17，连通液压缸1有杆腔与平衡阀5的内部油路上设置有第二压力传感器18，油箱2的一侧安装有对油箱2内部压力进行监测的第三压力传感器19，连通所述第二单向阀9与第一溢流阀10的内部油路上安装有第四压力传感器25。

第一压力传感器17可对从第一单向阀8流出的油液进行压力检测，第二压力传感器18可对液压缸1有杆腔流出的油液进行压力检测，第三压力传感器19可对油箱2内部进行压力检测，第四压力传感器25可对第二单向阀9出口处的油压进行检测，第一压力传感器17、第二压力传感器18、第三压力传感器19和第四压力传感器25共同作用可对液压回路进行压力监测，便于及时发现液压回路的故障。

液压阀组上设有第一温度传感器20，电机4上设置有第二温度传感器21。第一温度传感器20可对液压阀组的温度进行检测，第二温度传感器21可对电机4的温度进行检测，可以及时发现液压阀组和电机4温度升高的情况，便于对系统进行健康监测。

液压阀组还包括测压接头二26、测压接头三27、测压接头四28、测压接头五29、测压接头六30、测压接头七31和快插接头二32、快插接头三33，测压接头二26安装在连通第一滤油器15和第一单向阀8的内部油路上，测压接头三27安装在连通第一单向阀8和双向泵3的B油口的内部油路上，测压接头四28安装在连通第二单向阀9和第一溢流阀10的内部油路上，测压接头五29安装在连通平衡阀5和液压缸1有杆腔的内部油路上，测压接头六30安装在连通液压缸1无杆腔和节流阀的内部油路上，测压接头七31安装在连通第二滤油器16和第一溢流阀10的内部油路上，快插接头二32安装在连通液压缸1无杆腔和和第一节流阀11的内部油路上，快插接头三33安装在连通液压缸1有杆腔和平衡阀5的内部油路上。

工作原理：参照图1，本发明的泵控双作用液压促动器可以使得液压缸1活塞杆实现以下几种状态：

1、差动伸出，此时电机4正转，第一节流阀11关闭，平衡阀5开启，油箱2中的油液通过内部油路流向第二单向阀9处，油液经过第二单向阀9之后沿内部油路进入双向泵3的A油口，然后由双向泵3的B油口排出，通过平衡阀5后沿内部油路流到电磁阀6处和第二节流阀12处，开启电磁阀6或者第二节流阀12，油液进入到液压缸1的无杆腔内，在油液对活塞的压力作用下，活塞杆伸出，同时，液压缸1有杆腔的油液也沿内部油路流到电磁阀6和第二节流阀12处，然后通过内部油路流入到无杆腔内，此时液压缸1的有杆腔和无杆腔通过内部油路相连通，在双向泵3的作用下，油箱2内的油液持续进入到液压缸1无杆腔内，组成了差动液压回路，活塞杆缓慢伸出。

2、静止保位，当电机4和双向泵3不工作时，关闭平衡阀5、电磁阀6、第二节流阀12，液压缸1有杆腔内的油液无法流出，液压缸1活塞杆无动作，保持静止状态，若负载压力过大，液压缸1有杆腔内的油压过高，可通过第二溢流阀13对有杆腔内的油液进行排油，第二溢流阀13起到安全保护作用。

3、被动伸出，当促动器在负载拉力的作用下伸出时，电磁阀6和第二节流阀12处于关闭状态，第一节流阀11开启，液压缸1有杆腔内的油液通过内部油路进入平衡阀5处，此时电机4反转，油箱2内的油液通过内部油路流到第一滤油器15处，通过第一滤油器15对流出的油液进行过滤，然后油液流到第一单向阀8处，经过第一单向阀8后进入双向泵3的B油口，油液加压后由A油口排出，当压力达到第一溢流阀10的调定值时，打开平衡阀5，在负载拉力的作用下无杆腔内的油液流出平衡阀5后进入双向泵3的B油口，然后通过A油口排出，然后通过第一溢流阀10进入到液压缸1无杆腔内，通过控制电机4转速来控制双向泵3的流量，从而控制活塞杆的伸出速度。

4、主动缩回，此时电机4正转，电磁阀6和第二节流阀12处于关闭状态，油箱2内的油液通过内部油路流到第一滤油器15处，通过第一滤油器15对流出的油液进行过滤，然后油液通过内部油路流到第二单向阀9处，经过第二单向阀9后沿内部油路进入双向泵3的A油口，由双向泵3的B油口排出，开启平衡阀5后，油液通过平衡阀5进入液压缸1的有杆腔内，在油液对活塞的压力作用下，活塞杆缩回，液压缸1无杆腔内的油液通过第一节流阀11流入油箱2中，通过控制电机4转速来控制双向泵3的流量，从而控制活塞杆缩回速度。

5、随动伸出，此时电机4不工作，电磁阀6打开，第一节流阀11打开，液压缸1的有杆腔和无杆腔通过内部油路相连通，液压缸1的无杆腔与油箱2相连通，活塞在负载拉力的作用下可以停留在任意位置。在紧急情况下，若电磁阀6发生故障无法开启，可以手动开启第二节流阀12实现回路的流通，从而对液压回路起到安全保护作用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。