[发明专利]机械臂液压控制回路及动作方法

说明书

本发明公开了一种机械臂液压控制回路及动作方法，属于机械臂的液压回路控制领域。机械臂液压控制回路包括总体液压回路、升降液压回路、回转液压回路和摆动液压回路，总体液压回路包括油箱、滤油器、电机、负载敏感泵、梭阀组、安全阀、压力表、压力表开关和冷却器，油箱经滤油器与负载敏感泵的进油口连接，负载敏感泵的出油口经安全阀与油箱连接，液压油从油箱经滤油器由负载敏感泵泵出，一路连接压力表和压力表开关，另一路分别经主油路与升降液压回路、回转液压回路和摆动液压回路连接，最后经冷却器和滤油器与油箱连接。本发明安全、系统功率损耗小，既可满足液压臂自锁又可防止油缸缩回时超速失稳。

技术领域

本发明涉及机械臂的液压回路控制领域，特别是指一种机械臂液压控制回路及动作方法。

背景技术

机械臂是模仿人的手臂的一种工业操作装置，机械臂可以通过前置抓手或者其他装置按固定程序抓取、搬运物件或操作工具，可代替人的繁重重复性劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。液压系统是机械臂液压回路的核心控制系统，直接决定整个机械臂的动作性能。设计者主要考虑的是液压系统的功能和生产成本，但是对于重型精密搬运装卸机械臂而言，更应注重的是安全问题和能量利用率。搬运过程中安装重型部件，需要不确定时间的停留，此时需要保证其停留时的安全性。系统效率较低往往会造成液压油发热问题，为降油温而增加冷却装置会额外增加能量消耗和生产成本。

现有的多自由度机械臂，如申请公布号为CN103538070A的专利，一种五自由度液压伺服机械手，适用于重载和高温生产工况下的物料搬运，对于重载情况停留时间较久的机械臂，其流量和压力的自适应情况均未涉及，且其液压控制回路未说明锁定情况。

申请公布号为CN105332959A的一种搬运机械手液压控制回路，其升降液压控制回路中克服下降速度不稳定方面未涉及，安全性能还有待提升。

申请公布号为CN103603839A的防抖液压回路、臂架防抖液压回路、工程机械和工程车辆，能避免臂架重力影响或者臂架下降过程中引起臂架剧烈抖动。当液压阀处于中位，整个回路不工作时，要客服重力或保持重载位置时需锁定，仍须加液压锁保证位置精度。

发明内容

本发明提供一种安全、系统功率损耗小，既可满足液压臂自锁又可防止油缸缩回时超速失稳的机械臂液压控制回路及动作方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种机械臂液压控制回路，包括总体液压回路、升降液压回路、回转液压回路和摆动液压回路，其中：

所述总体液压回路包括油箱、滤油器、电机、负载敏感泵、梭阀组、安全阀、压力表、压力表开关和冷却器，所述油箱经滤油器与所述负载敏感泵的进油口连接，所述负载敏感泵的出油口经所述安全阀与所述油箱连接，液压油从油箱经滤油器由负载敏感泵泵出，一路连接所述压力表和压力表开关，另一路分别经主油路与所述升降液压回路、回转液压回路和摆动液压回路连接，最后经冷却器和滤油器与所述油箱连接；

所述升降液压回路包括第一减压阀、第一电磁换向阀、液控单向阀、第二减压阀和单向伸缩液压缸，所述第一减压阀的进油口连接至所述总体液压回路的主油路，所述第一减压阀的出油口与所述第一电磁换向阀的进油口连接，所述第一电磁换向阀的出油口经第一油路和第二油路分别与所述单向伸缩液压缸的有杆腔和无杆腔连接；所述液控单向阀串联在所述第二油路上，所述液控单向阀的截止油液口与所述单向伸缩液压缸的无杆腔连接，所述液控单向阀的不截止油液口与所述第一电磁换向阀的工作油口连接，所述液控单向阀的控制口通过所述第二减压阀连接在第一油路上，所述第二减压阀的进油口和所述第一油路连接，所述液控单向阀的卸油口与所述油箱连接，所述液控单向阀在所述单向伸缩液压缸停止动作时对回油路进行锁紧控制；