[发明专利]用于大负载悬臂伺服机构的多蓄能器平衡装置及设计方法

权利要求书

1.一种用于大负载悬臂伺服机构的多蓄能器平衡装置的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、初步将悬臂机构运动角划分为m-1段：分别将θ₁到θ₂、θ₂到θ₃…θ_m-1到θ_m，m-1组不同角度段用m-1个蓄能器进行平衡重力矩，θ₁＜θ₂＜…θ_i＜…＜θ_m；其中θ_i为悬臂机构的第i个转角，θ₁为悬臂机构的初始转角，θ_m为悬臂机构的最大转角；

步骤2、计算θ₁到θ₂角度范围内的重力矩M；

步骤3、计算θ₁到θ₂角度范围内蓄能器内气体变化；

步骤4、计算油缸在θ₁到θ₂角度段变化所需油液体积变化值，即平衡油缸在θ₁到θ₂角度段变化所需油液体积变化值；

步骤5、计算蓄能器的工作容积：根据油液体积变化值计算蓄能器的工作容积；

步骤6、计算蓄能器的公称容积；

步骤7、计算平衡力矩M₁；

步骤8、计算不平衡力矩ΔM：ΔM＝M-M₁；

步骤9、根据求得不平衡力矩调整角度段范围：若在θ₁到θ₂计算得到的不平衡力矩＜最大不平衡重力矩，则表明该角度段可取；若平衡力矩≥最大不平衡重力矩，则逐步减小θ₂的值重复步上述步骤1-8，直至不平衡力矩＜最大不平衡重力矩，则将该角度作为θ₁与θ₃之间的分界角度θ₂；

步骤10、根据θ₁到θ₂角度段的计算方式划分θ₂到θ₃、θ₃到θ₄…θ_m-1到θ_m，m-1组角度段，直至各个角度段计算所得不平衡力矩均小于最大不平衡重力矩。

2.一种用于大负载悬臂伺服机构的多蓄能器平衡装置，其特征在于，利用权利要求1所述的设计方法，该多蓄能器平衡装置包括油箱(1)、油泵(4)、回油过滤器(5)、油滤器(6)、溢流阀(8)、球阀(9)、第一电磁球阀(10)、主蓄能器(11)、第一副蓄能器，第二副蓄能器、…、第N副蓄能器(14)、压力传感器(15)、第二电磁球阀(17)、平衡油缸(18)；N ≥2；

所述油泵(4)一端与油箱(1)相连，另一端与油滤器(6)相连；所述油滤器(6) 的出油口与溢流阀(8)的进油口相连，同时与球阀(9)的进油口相连；所述溢流阀(8)的出油口与回油过滤器(5)的进油口相连；所述球阀(9)的出油口与第一电磁球阀(10)的A口相连，同时与主蓄能器(11)的油口、第一副蓄能器的油口、第二副蓄能器的油口、…、第N副蓄能器(14)的油口、压力传感器(15)、第二电磁球阀(17)的P口相连；所述第一电磁球阀(10)的B口与平衡油缸(18)的无杆腔相连；所述第二电磁球阀(17)的T口与回油过滤器(5)的进油口相连；所述主蓄能器(11)用于平衡θ₁到θ₂角度范围内的悬臂伺服机构的重力矩；所述第一副蓄能器(12)、第二副蓄能器(13)、…、第N副蓄能器(14)分别用于平衡θ₂到θ₃、θ₃到θ₄、…、θ_m-1到θ_m角度范围内的悬臂伺服机构的重力矩；其中θ₁＜θ₂＜…θ_i＜…＜θ_m-1＜θ_m，θ₁为悬臂机构的初始转角，θ_m为悬臂机构的最大转角。

3.根据权利要求2所述的用于大负载悬臂伺服机构的多蓄能器平衡装置，其特征在于，所述油泵(4)采用高压齿轮泵。