[发明专利]一种多功能综合实验平台装置

说明书

技术领域

本发明属于电液伺服技术领域，具体涉及一种多功能综合实验平台装置。

背景技术

节能减排是当今工业领域倡导的理念。工业装备特别是大型工业设备都需要有大功率驱动设备，以保证稳定运行。液压系统因其稳定，功率大，控制精度高，效率高等优势在工业领域得到广泛应用。

传统的电液伺服控制系统按液压控制元件不同，分为容积控制和阀控节流控制两大类。容积控制是通过改变泵的排量或马达的排量来调节执行元件的输出，驱动电机的速度恒定，优点是无节流溢流损失，效率高；但是惯性大，响应速度慢，控制精度不高，只适合对响应速度和控制精度要求不高的场合。阀控节流控制系统的响应速度块，控制精度高，但由于存在节流溢流损失，效率低，系统温升高。

随着伺服电机控制技术的快速发展，国内外在近年来发展了一种新型电液伺服系统——直驱容积控制式电液伺服系统。

直驱容积控制式电液伺服系统是用伺服电机直接驱动双向泵的泵源，目前最常用的方案是采用伺服电机驱动双向内啮合齿轮泵的方案，通过调节伺服电机的速度来控制液压执行元件的输出，调节伺服电机的旋转方向来调节执行元件的方向。通过改变电动机的旋转方向、速度和运转时间来控制液压执行元件的运动方向、速度、位置和输出力（或力矩）。目前的直驱容积控制式电液伺服系统具有节能、低成本、高寿命，集成度高等特点。但也存在动态响应速度慢的缺点。

为提高直驱容积控制式电液伺服系统的响应速度，本发明提出一种新型采用伺服电机驱动双向变量泵的新型直驱容积控制方案，同时调节伺服电机的速度和变量泵的排量，以提高系统的响应速度。对一些响应速度和控制精度要求非常高的场合，可以采用直驱容积控制和阀控联合控制的方案，在提高系统的功率效率的同时能保证系统的控制精度。

因此，为了研究新型直驱容积控制电液伺服系统的动静态特性和控制策略，以及采用新型直驱容积控制和阀控联合控制的系统的动静态特性和控制策略，本发明提出了一种直驱和阀控联合的液压综合节能实验平台。既能进行阀控实验，又能进行直驱控制实验，还能进行直驱和阀控联合控制实验；其液压执行机构有液压缸和液压马达两种。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能综合实验平台装置，该平台装置将直驱油源和阀控油源并联接在液压缸或液压马达上，既能进行阀控实验，又能进行直驱容积控制实验，还能进行直驱容积控制和阀控联合控制实验，为了更进一步的保证实验精度，本发明对本实验中使用的滚筒进行了改进，以保证负载装置的运行不会因为钢丝绳缠绕问题对实验精度造成影响。

为实现上述方案，本发明提供了一种多功能综合实验平台装置，包括交流伺服电机、双向变量泵、补油装置、安全阀、锁阀、截止阀、液压缸、液压马达、滚筒、比例换向阀、溢流阀、定量泵、普通电机、流量传感器、压力传感器、滚筒转速传感器、位移传感器、控制器和负载装置，所述交流伺服电机通过连接轴与双向变量泵连接，双向变量泵通过管道A和管道B分别连接到液压马达的A进口和B进口，液压马达通过输出轴与滚筒连接，所述滚筒包括内滚筒、外滚筒、和气缸，内滚筒表面开有滑槽，外滚筒套接在内滚筒上，外滚筒表面设有螺旋槽，气缸安装在内滚筒一侧并通过气动伸缩头与外滚筒连接，所述外滚筒通过钢丝绳与负载装置连接；双向变量泵的A口、补油装置的液控单向B口和K口、安全阀的P口、锁阀的A口和K口通过油管并联在一起；所述锁阀的B口连接双向流量计的A口，所述双向流量计的B口、第一截止阀的A口、第二截止阀的A口和压力传感器的P口通过油管相连；所述第二截止阀的B口与液压马达的A口相连，所述第一截止阀的B口与液压缸的无杆腔相连；所述双向变量泵的B口、补油装置的液控单向阀B口和K口、安全阀的P口、锁阀的A口和K口通过油管并联在一起；所述补油装置液控单向阀A口、安全阀的T口通过油管接回油箱；所述普通电机通过输出轴与定量泵相连；所述定量泵出油口、溢流阀的P口、比例换向阀的P口通过管道相连；所述比例换向阀的T口接油箱，所述比列换向阀的A口和B口分别与锁阀的液控单向阀B口相连。