[发明专利]一种电液复合的动臂能量回收系统

权利要求书

1.一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：包括电动机、液压泵、溢流阀、多路阀、控制器、动臂先导控制手柄、原驱动油缸、平衡油缸、液压储能器、2/2换向阀、第一3/4换向阀、第二3/4换向阀、直线转旋转运动副、电动-发电机、电动-发电机控制器、电动机控制器和电能储能单元；

所述液压泵由所述电动机同轴连接并驱动，溢流阀连接至所述液压泵；所述液压泵的出口与溢流阀的入口和多路阀的P口相连，同时液压泵的出口压力信号输入到控制器中；多路阀的T口连油箱，多路阀的A口与原驱动油缸无杆腔相连，多路阀的B口与原驱动油缸有杆腔和第一3/4换向阀的P口相连；多路阀A口和B口的压力信号输入到控制器中；多路阀的C口连油箱；

所述多路阀的A口与所述原驱动油缸的无杆腔相连接，多路阀的B口与原驱动油缸的有杆腔相连；第一3/4换向阀的A口与第二3/4换向阀的T口相连；第二3/4换向阀的P口通过所述2/2换向阀连接至所述液压储能器，第二3/4换向阀的A口连接至所述平衡油缸的无杆腔，第二3/4换向阀的B口连接至所述平衡油缸的有杆腔；

平衡油缸与原驱动油缸机械并联连接，并通过力在动臂上耦合；平衡油缸活塞与直线转旋转运动副机械相连；直线转旋转运动副与发电机电动-发电机机械相连；平衡油缸筒与发电机电动-发电机的相对位置保持不变；

电动-发电机与发电机电动-发电机控制器相连，发电机电动-发电机控制器与电能储能单元相连；发电机电动-发电机控制器与控制器相连，由控制器向发电机电动-发电机发布控制指令；动臂先导控制手柄的输出信号输入到控制器中，实现动臂的上升下放。

2.根据权利要求1所述的一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：当动臂操作手柄处于表征动臂下放位置时，此时所述控制器输出信号使所述多路阀右侧控制油路接高压油，使多路阀处于右位工作，此时其油口P与B相通，油口A与油口T相通；控制器输出信号使2/2换向阀处于上位工作，此时其油口A与B相通；控制器输出信号使第一3/4换向阀处于上位工作，此时其油口P与A相通，其油口T与B相通；控制器输出信号使第二3/4换向阀处于上位工作，此时其油口P与A相通，油口T与B相通；控制器向电动机控制器发布转速控制指令，电动机带动液压泵输出的液压油部分进入到动臂原驱动油缸，部分液压油经第一3/4换向阀和第二3/4换向阀进入平衡油缸的有杆腔，动臂原驱动油缸的无杆腔通过多路阀的阀口A经阀口T回油箱，平衡油缸的无杆腔通过第二3/4换向阀和2/2换向阀流进蓄能器，动臂下放；平衡油缸活塞带动直线转旋转运动副向下运动，此时控制器向电动-发电机控制器发布转速控制指令，控制电动-发电机的转速进而控制动臂的下放速度，由于电动-发电机的转速方向与转矩方向相反，从而带动电动-发电机处于发电状态，将动臂的重力势能转换成电能存储在电电能储能单元中。

3.根据权利要求1所述的一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：当动臂先导控制手柄处于表征动臂上升位置时，所述控制器输出信号使所述多路阀左侧控制油路接高压油，使多路阀处于左位工作，使其油口P与油口A相通，其油口T和油口B相通；控制器输出信号使所述2/2换向阀处于上位工作，此时其油口A与B相通；控制器输出信号使第一3/4换向阀处于下位工作，此时其油口P与B相通，油口T与A相通；控制器输出信号使第二3/4换向阀处于上位工作，此时其油口P与A相通，其油口T与A相通；控制器向电动机控制器发布转速控制指令，电动机带动液压泵输出的液压油进入到动臂原驱动油缸的无杆腔；动臂原驱动油缸的有杆腔通过多路阀的油口B经阀口T回油箱；液压蓄能器中的液压油通过2/2换向阀和第二3/4换向阀流进平衡油缸的无杆腔，驱动平衡油缸的活塞上升，实现回收液压能的释放；平衡油缸的上腔即有杆腔通过第二3/4换向阀和第一3/4换向阀回油箱；所述控制器向电动-发电机控制器发布转速控制指令，控制电动-发电机的转速进而带动直线转旋转运动副向上运动驱动平衡油缸活塞上升从而控制动臂上升的速度，所述电动-发电机的转速方向和转矩方向相同，电动-发电机从电能储能单元中汲取能量转化为动臂势能、动能实现回收能再利用。

4.根据权利要求1所述的一种电液复合的动臂能量回收系统，其特征在于：当动臂处于挖掘模式时，通过控制器输出信号使多路阀处于右位工作，此时其油口P与B相通，油口A与油口T相通。液压泵输出的液压油经过多路阀4进入动臂原驱动油缸有杆腔，动臂原驱动油缸的下腔即无杆腔中的液压油通过多路阀回油箱。控制器输出信号使2/2换向阀处于上位工作，此时油口A与B相通；控制器输出信号使第一3/4换向阀处于下位工作，此时油口P与B相通，油口T与A相通；控制器输出信号使第二3/4换向阀处于下位工作，此时油口P与B相通，油口T与A相通。液压蓄能器中的高压油通过2/2换向阀和第二3/4换向阀流入平衡油缸的上腔即有杆腔，平衡油缸的下腔即无杆腔中的液压油通过第二3/4换向阀和第一3/4换向阀回油箱；同时，控制器向电动-发电机控制器发布转矩控制指令，控制电动-发电机的转矩带动直线转旋转运动副下放，从而带动平衡油缸活塞产生下降的驱动力进一步促使动臂向下挖掘；所述电动-发电机的转速方向与转矩方向相同，电动-发电机从电能储能单元中汲取能量转化为动臂挖掘的驱动力实现能量再利用。