[发明专利]一种适用于超高压精密力加载的液压装置及阶梯控制方法

说明书

本发明属于液压动力装置技术领域，具体涉及一种适用于超高压精密力加载的液压装置及阶梯控制方法，旨在解决超高压力加载的精确性低、稳定性差的问题。本液压装置包括执行机构、与执行机构连接并用于向执行机构提供接近于目标力值的第一加载组件、及与执行机构连接并用于接替第一加载组件使执行机构达到目标力值的第二加载组件，且第一加载组件和第二加载组件的各自加载输出端相连后再与执行机构连接。本装置的阶梯控制方法通过第一加载组件快速加压，当力值接近目标力值时，第二加载组件接替第一加载组件进行精密加压使执行机构达到目标力值。本发明能够实现超高压力的精密加载与调节，并能够减小压力脉动的影响。

技术领域

本发明属于液压动力装置技术领域，具体涉及一种适用于超高压精密力加载的液压装置及阶梯控制方法，可广泛应用于对力有高精度控制要求的技术领域。

背景技术

在科学研究和工程应用领域，常需要使用精确可控的超高压力源，例如大量程力传感器的标定与校准就对力加载装置提出了很高要求。目前液压力源主要有两种加载方式：其一是采用普通电机驱动普通定量泵往液压缸中输油，通过伺服阀来调节进入液压缸的流量，进而实现活塞杆的输出力控制；另一种是通过计算机控制伺服电机，伺服电机通过改变转速来调节进入液压缸的流量。其中，“伺服阀加载”方式可获得较大的调节范围且系统维护容易，但伺服阀中位泄漏以及阀口非线性导致难以实现精密的力控制，而“电机变频调速”方式的优点是液压结构简单、节能可靠，但电机转速较大且响应较慢，容易形成“过冲”效应，且受油泵脉动影响不能保证高压加载时力输出的精确性和稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适用于超高压精密力加载的液压装置及阶梯控制方法，旨在解决超高压力加载的精确性低、稳定性差的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于超高压精密力加载的液压装置，包括执行机构、与该执行机构连接并用于向该执行机构提供接近于目标力值的第一加载组件、及与该执行机构连接并用于接替第一加载组件使该执行机构达到目标力值的第二加载组件，且第一加载组件和第二加载组件的各自加载输出端相连后再与执行机构连接。

进一步，第一加载组件由油箱、调速电机、液压泵、调速阀、电磁截止阀、单杆液压缸组成，调速电机与液压泵相连，液压泵通过电磁截止阀与单杆液压缸一侧相连，单杆液压缸另一侧与执行机构相连，液压泵还与油箱相连，液压泵与电磁截止阀之间设有与油箱相连的调速阀。

进一步，调速电机为伺服电机、变频电机或步进电机；液压泵为齿轮泵或柱塞泵；执行机构为液压油缸。

进一步，第二加载组件由伺服电缸、连接件、双杆液压缸组成，伺服电缸通过连接件与双杆液压缸一侧相连，双杆液压缸另一侧连接于执行机构和单杆液压缸之间。

进一步，双杆液压缸的两杆直径不等。

进一步，双杆液压缸的活塞上设有连通活塞两侧腔体的通孔。

进一步，液压装置还包括有分别与第一加载组件的调速电机和电磁截止阀、第二加载组件的伺服电缸及执行机构上的待加载体电性连接的控制系统，控制系统为工业计算机或单片机，待加载体为力传感器。

本发明还提供一种适用于超高压精密力加载的阶梯控制方法，采用上述的液压装置，该阶梯控制方法包括：加载时，先利用第一加载组件使执行机构升压并接近第一级加载力值后，关闭第一加载组件，并利用第二加载组件接替第一加载组件使执行机构达到第一级加载力值；再利用第一加载组件使执行机构再升压并接近于第二级加载力值后，关闭第一加载组件，并再利用第二加载组件接替第一加载组件使执行机构达到第二级加载力值；依此类推，利用第一加载组件和第二加载组件的交替加载使执行机构阶梯升压并达到第N级加载力值；卸载时，利用第一加载组件连续卸载或与第二加载组件交替卸载使执行机构降压至零值。

优选的，在第一加载组件工作的同时对第二加载组件中的双杆液压缸量程进行调节。