[发明专利]一种机械臂液压同步补偿装置及控制方法

权利要求书

1.一种机械臂液压同步补偿装置，其特征在于：包括液压泵和依次电连接的信号采集卡、模数转换器、控制器和固态继电器；所述固态继电器分别连接有多个高速开关阀，每个所述高速开关阀分别各自连接有一个锥阀，每个锥阀分别各自连接有一个电磁换向阀，每个电磁换向阀分别各自连接有一个液压缸；每个所述液压缸的活塞杆上均设置有位移传感器，每个所述位移传感器均分别与所述信号采集卡电连接；所述液压泵分别与多个所述电磁换向阀连接。

2.根据权利要求1所述的机械臂液压同步补偿装置，其特征在于：所述液压泵上设置有溢流阀。

3.根据权利要求2所述的机械臂液压同步补偿装置，其特征在于：所述固态继电器分别连接有两个高速开关阀；两个所述高速开关阀分别包括第一高速开关阀和第二高速开关阀；所述第一高速开关阀依次连接有第一锥阀、第一电磁换向阀和第一液压缸，所述第二高速开关阀依次连接有第二锥阀、第二电磁换向阀和第二液压缸；所述第一液压缸的活塞杆上设置有第一位移传感器，所述第一位移传感器与所述信号采集卡电连接，所述第二液压缸的活塞杆上设置有第二位移传感器，所述第二位移传感器与所述信号采集卡电连接；所述液压泵分别与所述第一电磁换向阀和第二电磁换向阀连接。

4.一种机械臂液压同步补偿控制方法，其特征在于：包括主动缸基准控制法和平均基准控制法；所述主动缸基准控制法包括如下步骤：

步骤一：选择第一液压缸为主动缸，以第一液压缸的活塞杆运动位移为控制基准；启动电机，液压泵工作，控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀工作在左侧状态；

步骤二：控制器产生信号控制第一高速开关阀和第二高速开关阀开启，第一锥阀和第二锥阀中的控制腔中油压下降，两个锥阀均开启，第一液压缸和第二液压缸中的活塞杆分别向上运动；第一位移传感器和第二位移传感器分别测量第一液压缸和第二液压缸的活塞杆的伸出位移，测得的位移信号传输至控制器，并以第一位移传感器的位移信号为基准，计算第二位移传感器测得的位移与第一位移传感器测得的位移的差值，并根据差值调整输出到高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率；最终实现第一液压缸和第二液压缸的活塞杆同步伸出；

步骤三：控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀工作在右侧状态，重复步骤二；实现第一液压缸和第二液压缸的活塞杆同步收回。

5.根据权利要求4所述的机械臂液压同步补偿控制方法，其特征在于：所述步骤二中，计算第二位移传感器测得的位移与第一位移传感器测得的位移的差值；若差值为负，则增加输出到高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率，使第二液压缸活塞杆伸出速度增加；若差值为正，则降低输出到第二高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率，使第二液压缸活塞杆伸出速度减小；若差值为零，则保持输出到高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率不变。

6.根据权利要求4所述的机械臂液压同步补偿控制方法，其特征在于：所述平均基准控制法包括如下步骤：

步骤一：以第一液压缸和第二液压缸的位移均值为控制基准；启动电机，液压泵工作，并控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀工作在左侧状态；

步骤二：控制器产生信号控制第一高速开关阀和第二高速开关阀开启，第一锥阀和第二锥阀中的控制腔中油压下降，两个锥阀均开启，第一液压缸和第二液压缸中的活塞杆分别向上运动；第一位移传感器和第二位移传感器分别测量第一液压缸和第二液压缸的活塞杆的伸出位移，测得的位移信号传输至控制器；计算出第一位移传感器和第二位移传感器所测得位移的均值，并以此均值为位移基准；分别计算第一位移传感器和第二位移传感器测得的位移与位移基准的差值，得出差值后，如某一个液压缸活塞杆位移大于位移基准，则降低输出到控制该液压缸的高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率，如某一个液压缸活塞杆位移小于位移基准，则增加输出到控制该液压缸的高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率，若如某一个液压缸活塞杆位移与位移基准相同，则保持输出到控制该液压缸的高速开关阀的脉冲宽度调制控制信号的调制率不变；最终实现第一液压缸和第二液压缸的活塞杆同步伸出；

步骤三：控制第一电磁换向阀和第二电磁换向阀工作在右侧状态，重复步骤二；实现第一液压缸和第二液压缸的活塞杆同步收回。