[发明专利]一种输出特性可调的液压绞盘电液控制系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种绞盘，尤其是一种液压绞盘的流量控制系统。

【背景技术】

液压绞盘通常由平衡阀、液压马达、制动器、行星减速器、卷筒、机架等部件组成，使用时只需配备泵站和换向阀即可。由于具有结构紧凑、较高的功率密度和较强的连续工作能力等优点，液压绞盘已被广泛运用。但传统液压绞盘由于采用定量液压马达作为执行元件、普通的换向阀用于改变液压油的流向来使卷筒实现正转或反转，绞盘作业时的操作精准度欠佳；在绳索拉力恒定时，绞盘由于卷径的变化必然导致绳索线速度的改变，因此难以实现全程稳定的提拉；或者在卷径恒定而绳索拉力变动时，也无法主动进行较准确的补偿来获得较稳定的线速度，空载和加载时牵引速度单一等；此外，换向阀操作时由于流量的突变造成系统的液压冲击，影响液压系统和机械系统的使用寿命。因此，传统液压绞盘的输出特性可控性不够理想，达不到用户期望的性能需求。

【发明内容】

本发明解决的技术问题是提供一种输出特性可调的液压绞盘电液控制系统，实现对液压绞盘输出特性的准确控制，并能减缓换向时液压系统内的压力突变和液压冲击。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种输出特性可调的液压绞盘电液控制系统，包括压力传感器、控制器以及流量控制阀，所述流量控制阀连接液压绞盘中的液压马达，流量控制阀可调节流经液压马达的流量，所述压力传感器分别设置在液压马达的进油口和出油口，所述流量控制阀和压力传感器电连接所述控制器，压力传感器检测进油口和出油口的流体压力并反馈给控制器，控制器根据进油口和出油口的压差控制流量控制阀的阀口开度。

进一步的，所述流量控制阀为具有压力补偿功能的电液比例流量控制阀。

进一步的，所述控制器包括CPU，所述CPU上连接有A/D转换模块、CAN总线接口、程序存储模块、参数存储模块以及PWM电流驱动电路，所述A/D转换模块连接所述压力传感器，所述PWM电流驱动电路连接流量控制阀。

进一步的，所述A/D转换模块包括12位A/D芯片。

进一步的，所述程序存储器为电可擦除型存储器。

进一步的，所述控制器还包括备用的I/O接口，所述I/O接口连接所述CPU。

进一步的，所述控制器还包括稳压的供电电源。

进一步的，所述压力传感器为电压型压力传感器或是电流型压力传感器。

本发明的有益效果：

本发明的液压绞盘电液控制系统是用一种模块化设计的电液控制系统，通过压力传感器检测进油口和出油口的流体压力并反馈给控制器，控制器根据进油口和出油口的压差控制流量控制阀的阀口开度，实现液压马达的流量调节，从而对液压绞盘的输出特性进行调节，例如调节液压绞盘输出的拉力和速度，使其在恒定的拉力下实现绳索的恒线速度牵引，以及降低拉力波动对线速度的影响。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明中控制器的结构图；

图3为本发明中电液比例流量控制阀的结构图。

【具体实施方式】

本发明提供一种输出特性可调的液压绞盘电液控制系统，包括压力传感器、控制器以及流量控制阀，流量控制阀连接液压绞盘中的液压马达，流量控制阀调节流经液压马达的流量，压力传感器分别设置在液压马达的进油口和出油口，流量控制阀和压力传感器电连接所述控制器，压力传感器检测进油口和出油口的流体压力并反馈给控制器，控制器根据进油口和出油口的压差控制流量控制阀的阀口开度，从而控制液压马达的流量，实现对液压绞盘输出特性的精确控制。

以下为该控制系统对液压绞盘输出特性进行调节的原理：

液压绞盘输出特性的关键参数为负载拉力F和绳索的线速度V。卷筒在负载情况下所输出的功率为：

P_Load＝F·V

根据守恒定律，卷筒的负载功率与液压马达输出功率P_Motor满足如下关系：

P_Load＝P_Motor·η

液压马达到卷筒的机械传动通过齿轮减速机构，可认为机械传动的效率η为一个给定常数。

而对于排量给定的液压马达，其输出功率为：

P_Motor＝Δp·Q

其中，Δp为液压马达进出口的压差，Q为流经马达的流量。