[发明专利]一种挖掘机动臂势能电动回收及再利用节能装置

权利要求书

1.一种挖掘机动臂势能电动回收及再利用节能装置，其特征在于，包括动臂(1)、动臂液压缸(2)、钢丝绳(4)、滚筒(5)、电机(6)、若干传感器、控制器和电池，滚筒(5)和电机(6)固定于挖掘机上部转台，滚筒(5)中有减速器，电机(6)通过联轴器与减速器相连，钢丝绳(4)的一端缠绕在滚筒(5)上，钢丝绳4的另一端经拉杆3固定在动臂(1)上；

传感器用于测量动臂液压缸(2)的下腔压力、动臂(1)上升和下降时的先导压力；

电池经过逆变器与电机电连接，传感器信号输出与控制器的信号输入端相连，压力传感器安装在液压系统中，位置传感器安装在电机轴上；

控制器根据动臂液压缸(2)的下腔压力、动臂(1)上升和下降时的先导压力控制逆变器和各阀动作，当动臂(1)下降时，钢丝绳(4)拉动滚筒(5)旋转带动电机(6)作为发电机旋转为电池充电，将动臂(1)的势能转化为电能存储在电池中；当动臂(1)举升时，电机(6)作为电动机旋转带动滚筒(5)旋转缠绕收回钢丝绳(4)，钢丝绳(4)向动臂(1)施加辅助拉力，使电池中的电能转化为动臂的势能；

所述传感器包括动臂液压缸下腔压力传感器(33)、上升先导压力传感器(34)和下降先导压力传感器(35)；所述液压系统包括原液压系统部分和节能装置部分；

原液压系统中的比例换向阀(12)一工作油口经动臂锁定阀(15)与动臂液压缸(2)的活塞腔相连，另一工作油口与活塞杆腔相连，上升先导控制阀(18)的出口压力xBmA作为控制信号与比例换向阀(12)阀芯的右控制端相连；下降先导控制阀(19)的出口xBmB与下降信号切换电磁阀(36)进油口相连，下降信号切换电磁阀(36)出口压力作为控制信号xBm1B与比例换向阀(12)阀芯的左控制端相连，下降信号切换电磁阀(36)回油口与油箱相连；

节能装置中的再生电磁阀(32)进出油口分别与动臂液压缸(2)的活塞腔和活塞杆腔相连，卸压电磁阀(31)的进出油口分别与动臂液压缸(2)的活塞杆腔和背压单向阀(30)的进油口相连，背压单向阀(30)的出油口与油箱相连；动臂缸下腔压力传感器(33)、上升先导压力传感器(34)和下降先导压力传感器(35)分别用于测量动臂液压缸(2)下腔压力、动臂(1)上升先导压力和动臂(1)下降先导压力；

控制器发出开关信号使卸压电磁阀(31)、再生电磁阀(32)、下降信号切换电磁(36)的电磁铁得电；

当动臂下降时：

再生电磁阀(32)得电，动臂液压缸(2)活塞腔与活塞杆腔相通，动臂下降时实现流量再生，多余的油液通过卸压电磁阀(31)和背压单向阀(30)流入油箱；因下降信号切换电磁(36)的得电，控制信号xBm1B与油箱相通，比例换向阀(12)不换向，原液压系统不给动臂液压缸(2)供液；

动臂(1)在重力作用下下降并拉动钢丝绳(4)带动滚筒(5)顺时针旋转，经减速器增速后驱动电机(6)转动，此时电机(6)为发电机工况，控制器根据动臂下降先导压力信号和电机的位置信号控制逆变器动作，将发电机输入出的交流电变换成直流电存储在电池中；

当动臂上升时：

动臂液压缸(2)活塞腔进油，活塞杆伸出动臂(1)上升，此时控制器根据动臂液压缸(2)压力信号和电机的位置信号控制逆变器动作，将电池输出的直流电转换为交流电供给电机(6)，此时电机(6)为电动机工况，电机(6)驱动滚筒(5)逆时针旋转动，使钢丝绳(4)缠绕在滚筒(5)上，此时，钢丝绳(4)向动臂(1)施加拉力，使液压系统给动臂液压缸(2)的供油压力小于原系统工作时的压力。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂势能电动回收及再利用节能装置，其特征在于，还包括拉杆(3)，拉杆(3)的一端固定在所述动臂(1)上，拉杆(3)的另一端固定有所述钢丝绳(4)。

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂势能电动回收及再利用节能装置，其特征在于，所述挖掘机上部转台尾部还具有支架(7)，所述滚筒(5)固定在支架(7)上。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂势能电动回收及再利用节能装置，其特征在于，所述电机(6)是永磁同步电机或交流异步电机。