本发明专利技术公开了一种用于深海作业的海水液压动力装置及机械臂海水液压系统，属于深海作业装备技术领域；包括均与海洋环境相通的第一出水路、第二出水路和回流路，直接采用海洋中的海水介质作为压力介质，并在此基础上，提出了一种双泵互补的动力源结构，双泵并联除了可以为作业端提供更多的动力，还可以为回流路进行背压充能，保证回流路压力与环境压力相当，以防作业端中的软管及回水路的液压管被压瘪，从而构建了一种可实施的开式循环结构，解决了现有技术在深海作业时体积重量及复杂程度较高，机动性和灵活性较差的技术问题；除此之外，本发明专利技术更加环保，维护成本也较低。维护成本也较低。维护成本也较低。
【技术实现步骤摘要】
用于深海作业的海水液压动力装置及机械臂海水液压系统
[0001]本专利技术属于深海作业装备
，更具体地，涉及一种用于深海作业的海水液压动力装置及机械臂海水液压系统。
技术介绍
[0002]海洋蕴藏着丰富的自然资源，开发和利用海洋资源是人类的必由之路。并且海洋资源具有很高的科研价值，不管是模拟海洋环境的压载舱，还是真实海洋环境，作业装备必须与海洋环境相容，有利于保护海洋环境，符合环境保护和可持续发展的要求。目前，基于液压传动技术的液压系统已应用到水下作业、海洋资源调查、海洋石油工程、海上救助打捞、海洋波能利用、盐业工程、海洋建筑及船舶工程等众多海洋工程领域和海军装备中，对提高各类海洋机器、设备的机动性、灵活性、可靠性和工作效率发挥着重要的作用。
[0003]但目前常用的液压系统主要以矿物型液压油作压力介质，且维护、处理困难，使用成本高，经济性差，不仅浪费石油资源，而巨存在泄漏污染海洋环境、易燃易爆等严重弊端，特别是系统必须设计成闭式循环结构，其体积重量及复杂程度随着海深的增加而增加，不利于提高其服务的海洋开发设备的机动性、灵活性，在某些场合甚至无法应用，例如培养海洋生物等的真实海洋环境。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于深海作业的海水液压动力装置及机械臂海水液压系统，用以解决现有技术由于以矿物型液压油作压力介质必须设计成闭式循环结构，所导致的在深海作业时体积重量及复杂程度较高，机动性和灵活性较差的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种用于深海作业的海水液压动力装置，包括：第一伺服电机、第二伺服电机、第一开关阀、第二开关阀、以及均与海洋环境相通的第一出水路、第二出水路和回流路；
[0006]第一出水路上设置有第一柱塞泵和与其相连的第一伺服电机，第二出水路上设置有第二柱塞泵和与其相连的第二伺服电机；柱塞泵用于从海洋环境中抽取海水，并输出至作业端，以为作业端提供动力；伺服电机用于驱动对应的柱塞泵工作；
[0007]第一出水路和第二出水路在深海作业中相互补充，当进行深海作业时，控制第一伺服电机和/或第二伺服电机开始工作；
[0008]回流路用于将作业端执行深海作业时的剩余流量重新输出至海洋；回流路上依次设置有压力传感器和背压阀；
[0009]第一出水路经由第一开关阀与回流路相连，第二出水路经由第二开关阀与回流路相连，且第一出水路和第二出水路相连；开关阀用于控制对应出水路与回流路之间的通断；
[0010]其中，当压力传感器感知到回流路上的压力低于背压阀的开启压力时：
[0011]对于只有一个伺服电机在工作的情况，触发未工作的伺服电机开始工作，并打开
对应的开关阀，以给回流路充压，直至达到背压阀的开启压力后，关掉对应的开关阀；
[0012]对于两个伺服电机同时在工作的情况，打开任意一个开关阀，以给回流路充压，直至达到背压阀的开启压力后，关掉打开的开关阀。
[0013]进一步优选地，上述海水液压动力装置还包括安全阀；安全阀跨接在第一出水路和回流路之间，或者第二出水路和回流路之间，用于当第一出水路或第二出水路的压力高于其预设压力时，连通第一出水路、第二出水路与回流路，以进行卸荷。
[0014]进一步优选地，上述回流路还设置有储能蓄能器，其初始状态存储有能量，用于当回流路密封失效时，缓冲回流路中的压力，以延长压力保持时间。
[0015]进一步优选地，上述压力传感器还用于当感知到回流路上的压力低于背压阀的开启压力时，为储能蓄能器充能。
[0016]进一步优选地，上述第一出水路或第二出水路上还设有脉冲削减蓄能器，用于消除第一柱塞泵和第二柱塞泵的流量压力脉动。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种机械臂海水液压系统，包括，第一方面所提供的海水液压动力装置和机械臂作业端；
[0018]机械臂作业端用于在海水液压动力装置所提供的动力作用下进行深海作业。
[0019]进一步优选地，上述机械臂作业端包括：执行元件及其对应的控制阀组；
[0020]控制阀组用于控制海水液压动力装置输出的海水流量的大小和方向，进而控制对应的执行元件进行深海作业。
[0021]进一步优选地，上述种海水液压系统通过控制伺服电机的转速、控制控制阀组的开关频率、调整节流阀的节流孔大小中的一种或多种方式，来控制执行元件的作业速度。
[0022]进一步优选地，执行元件为多个，种类包括：直线元件和转动元件；一个执行元件用于模拟机械臂上的一个关节，且由一个对应的控制阀组进行控制。
[0023]进一步优选地，上述控制阀组包括：依次连接三位四通开关阀、节流阀和液压锁。
[0024]进一步优选地，上述节流阀为单向节流阀。
[0025]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
[0026]1、本专利技术提供了一种用于深海作业的海水液压动力装置，包括均与海洋环境相通的第一出水路、第二出水路和回流路，直接采用海洋中的海水介质作为压力介质，并在此基础上，提出了一种双泵互补的动力源结构，双泵并联除了可以为作业端提供更多的动力，还可以为回流路进行背压充能，保证回流路压力与环境压力相当，以防作业端中的软管及回水路的液压管被压瘪，从而构建了一种可实施的开式循环结构，解决了现有技术在深海作业时体积重量及复杂程度较高，机动性和灵活性较差的技术问题。
[0027]2、本专利技术所提供的用于深海作业的海水液压动力装置，为一种以海水为工作介质的海水液压动力装置，且维护、处理更加简单，使用成本较低，经济性较好，规避了易燃易爆、及污染海洋环境的风险，更加环保。
[0028]3、进一步地，本专利技术所提供的用于深海作业的海水液压动力装置，由于流量压力脉动会带来管路的振动和冲击、以及元件的速度抖动等问题，因此，本专利技术还设置了脉冲削减蓄能器，以消除柱塞泵的流量压力脉动。
[0029]4、进一步地，本专利技术所提供的用于深海作业的海水液压动力装置，由于背压阀接头处的泄漏会导致回流路背压压力的下降，因此，本专利技术还设置了储能蓄能器，用于回流路
的背压储能，储能蓄能器存储的能量可持续为背压充能，延长了回流路背压压力的持续时间，减少了柱塞泵给背压充能的时间，更加节能。
[0030]5、本专利技术提供了一种机械臂海水液压系统，由于采用本专利技术第一方面所提供的海水液压动力装置作为机械臂作业端的动力源，能够解决现有技术在深海作业时体积重量及复杂程度较高，机动性和灵活性较差的技术问题，且更加环保，维护成本较低。
[0031]6、进一步地，在本专利技术所提供的机械臂海水液压系统中，三位四通开关阀能够以海水作为工作介质，通过控制开关阀的开关频率来控制阀出口的流量及液流方向，抗污染能力强；液压锁对负载较大的关节静止时保压，防止高速开关阀的内泄导致关节的运动；执行元件的进出口都设置平板间隙类的单向节流阀，可通过调节阀芯的伸出长度进而控制流量，进行回流节流调本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于深海作业的海水液压动力装置，其特征在于，包括：第一伺服电机、第二伺服电机、第一开关阀、第二开关阀、以及均与海洋环境相通的第一出水路、第二出水路和回流路；所述第一出水路上设置有第一柱塞泵和与其相连的第一伺服电机，所述第二出水路上设置有第二柱塞泵和与其相连的第二伺服电机；所述柱塞泵用于从海洋环境中抽取海水，并输出至作业端，以为所述作业端提供动力；所述伺服电机用于驱动对应的柱塞泵工作；所述第一出水路和所述第二出水路在深海作业中相互补充，当进行深海作业时，控制所述第一伺服电机和/或所述第二伺服电机开始工作；所述回流路用于将所述作业端执行深海作业时的剩余流量重新输出至海洋；所述回流路上依次设置有压力传感器和背压阀；所述第一出水路经由所述第一开关阀与所述回流路相连，所述第二出水路经由所述第二开关阀与所述回流路相连，且所述第一出水路和所述第二出水路相连；所述开关阀用于控制对应出水路与所述回流路之间的通断；其中，当所述压力传感器感知到回流路上的压力低于所述背压阀的开启压力时：对于只有一个伺服电机在工作的情况，触发未工作的伺服电机开始工作，并打开对应的开关阀，以给所述回流路充压，直至达到所述背压阀的开启压力后，关掉对应的开关阀；对于两个伺服电机同时在工作的情况，打开任意一个开关阀，以给所述回流路充压，直至达到背压阀的开启压力后，关掉打开的开关阀。2.根据权利要求1所述的海水液压动力装置，其特征在于，还包括安全阀；所述安全阀跨接在所述第一出水路和所述回流路之间，或者所述第二出水路和所述回流路之间，用于当所述第一出水路或所述第二出水路的压力高于其预设压力时，连通所述第一出水路、所述第二出水路与所述回流路，以进行卸荷。3.根据权利要求1所述的海水液压...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴德发，刘顿，高恒，张鹤鸣，王于健，米卓，蒋济泽，李江雄，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。