[发明专利]一种机械臂液压同步补偿装置及控制方法

说明书

本发明公开一种机械臂液压同步补偿装置及控制方法，装置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。以本发明提供的机械臂液压同步补偿控制装置为基础所使用的控制方法，可以实现对多个液压缸运动进行控制以实现不同液压缸运动的同步。

技术领域

本发明涉及电液控制技术领域，特别是涉及一种机械臂液压同步补偿装置及控制方法。

背景技术

以电液控制技术为控制核心的液压同步控制系统，在国民经济和国防建设的各个领域都有着非常广泛的应用，特别是在一些有大功率、重载荷要求的场合，如工程机械、建筑施工、冶金矿山、航运码头等。这些设备因负载力很大或布局的关系，往往需要两个甚至多个液压执行器同时驱动一个工作执行机构，因此对同步控制的要求非常普遍。目前，在液压同步驱动技术在控制方案的实现上，主要都是基于比例阀等模拟信号元件的闭环控制，尽管方案成熟且具有较高的同步控制精度，但不足之处也非常明显，如：元器件价格高，系统对油液的清洁度要求也高，不便于数字化控制，并且温飘及磁滞等问题解决困难等，造成系统的投入和运行成本都很高，从而在很大程度上限制了这一技术方案的普遍应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械臂液压同步补偿装置及控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以实现对多个液压缸运动进行控制以实现不同液压缸运动的同步。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种机械臂液压同步补偿装置，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。

可选的，所述液压泵上设置有溢流阀。

可选的，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。

本发明还提供一种机械臂液压同步补偿控制方法，主要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。