一种活塞式多级液压缸的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种活塞式多级液压缸的控制系统，包括限位开关、限位开关触点、滤波电路、光电隔离装置、译码器、单片机、功率放大设备、步进电机、数字节流阀和流量传感器，所述的单片机的一端通过信号电缆依次与流量传感器的一端、译码器、光电隔离装置、滤波电路和限位开关触点连接，单片机的另一端通过信号电缆依次与功率放大设备、步进电机、滚珠丝杆和数字节流阀连接。本发明专利技术通过减小数字节流阀的阀口开度从而实现整个液压回路流量的降低，达到减小整个缸筒和法兰盖装配体的运行速度的目的，从而实现减少冲击的目的。本发明专利技术通过流量传感器，将测得的入口流量值反馈到单片机做负反馈，使控制系统为闭环控制，从而使控制系统更加稳定、可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制系统，尤其是ー种能够缓解活塞式多级液压缸换级时产生的冲击的活塞式多级液压缸的控制系统。
技术介绍
中国专利ZL 200620092072. 4公开了ー种活塞式多级液压缸，由于多级液压缸本身具有安装空间距离小的优点而得到广泛应用，而活塞式多级液压缸这ー技术专利在其基础上进行结构的创新，即通过在活塞钻孔把液压腔内部做成连通域，通过内部每级活塞受カ平衡，使得其内部的换级产生的冲击カ大大減少，从而可以使多级液压缸更平稳的运行。但是虽然这种结构在一定程度上减少了换级产生的冲击，但是由于最外部的液压カ 没有得到平衡从而使得末级活塞液压カ的冲击仍然存在，并没有彻底解决多级液压缸换级时冲击过大的问题。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计ー种活塞式多级液压缸的控制系统，可以有效的缓解由于外部液压カ的存在而产生的冲击，使得这种活塞式多级液压缸能够更平稳的运行。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下一种活塞式多级液压缸的控制系统， 包括限位开关、限位开关触点、滤波电路、光电隔离装置、译码器、单片机、功率放大设备、步进电机、数字节流阀和流量传感器，所述的单片机的一端通过信号电缆依次与流量传感器的一端、译码器、光电隔离装置、滤波电路和限位开关触点连接，单片机的另一端通过信号电缆依次与功率放大设备、步进电机、滚珠丝杆和数字节流阀连接，所述的数字节流阀还分别通过信号电缆与流量传感器的另一端和多级液压缸的输油杆连接。本专利技术的工作过程如下本专利技术有两个输入流量设定值Ql和Q2，Ql表示多级液压缸正常运行时的输入流量，而Q2表示多级液压缸在即将完全伸展时的输入流量，且Q2 < Ql。本专利技术的单片机内置比较器的两端分别连接来自译码器设定的流量值和流量传感器采集的多级液压缸入口流量，对二者进行比较，形成闭环控制，具体控制过程如下当译码器设定流量值为Ql吋，单片机内置的比较器的一端采集此信号，在第一个控制周期经过单片机处理发出相应的信号，经过功率放大设备，输入到步进电机，使步进电机转过相应数量的步距角、并带动安装在步进电机上的滚珠丝杆，滚珠丝杆再带动数字节流阀的阀芯移动，使数字节流阀对应的阀ロ达到流量值Ql所需的开度，从而使控制多级液压缸液压系统的输入流量为Q1，多级液压缸按平时的速度正常运行。当缸筒和法兰盖装配体运行到位置a时压下限位开关，限位开关触点动作，产生开关信号，此信号通过滤波电路减少机械信号产生的震荡，而后此信号通过光电隔离设备来触发译码器使其切換到Q2值的输入状态，此时单片机比较器一端采集的是Q2的信号，经过单片机处理输出信号，而后此信号经过功率放大设备驱动步进电机逆向转动减小相应步距角，而后通过滚珠丝杆变为直线位移，使数字节流阀芯产生Q2信号对应的阀ロ，从而减少流量，达到减速目的。此外在多级液压缸的入口处增加流量传感器，将测得的入口流量值反馈到单片机比较器的另一端与设定值做比较运算，在ー个控制周期之后，由于输出值为0，此时步进电机停止转动，数字节流阀保持阀ロ开度不变，維持多级液压缸的流量值输入不变，使控制系统为闭环控制，从而使控制系统更加不受外界因素干扰，变得更加稳定可靠。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果1、由于本专利技术的缸筒和法兰盖装配体的没有外部力平衡，所以在其工作的限位中必然会受到冲击，而且冲击力会很大，所以要设计相应的控制系统来减少冲击。而降低运行速度无疑是减少冲击的最好方法，而降低速度的最好途径就是在液压缸外部安装数字节流阀，通过减小数字节流阀的阀ロ开度从而实现整个液压回路流量的降低，达到减小整个缸筒和法兰盖装配体的运行速度的目的，从而实现减少冲击的目的。2、本专利技术在多级液压缸的入口处增加流量传感器，将测得的入口流量值反馈到单片机做负反馈，使控制系统为闭环控制，从而使控制系统更加稳定、可靠。3、本专利技术通过限位开关进行流量切換，减小流量降低运行速度，可以其在换级时产生更小的冲击力，运行更加平稳，更加满足运行需要。4、本专利技术由于流量可以调节，使得其应用更加灵活。附图说明本专利技术共有附图2张，其中图1是本专利技术的活塞式多级液压缸结构示意图。图2是本专利技术的控制结构示意图。图中1、限位开关，2、法兰盖，3、缸筒，4、输油杆，5、滤波电路，6、光电隔离装置，7、 译码器，8、单片机，9、功率放大设备，10、步进电机，11、滚珠丝杆，12、节流阀芯，13、数字节流阀，14、流量传感器，15、限位开关触点。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进ー步说明。如图1-2所示，一种活塞式多级液压缸的控制系统，包括限位开关1、限位开关触点15、滤波电路5、光电隔离装置6、译码器 7、单片机8、功率放大设备9、步进电机10、数字节流阀13和流量传感器14，所述的单片机 8的一端通过信号电缆依次与流量传感器14的一端、译码器7、光电隔离装置6、滤波电路5 和限位开关触点15连接，单片机8的另一端通过信号电缆依次与功率放大设备9、步进电机 10、滚珠丝杆11和数字节流阀13连接，所述的数字节流阀13还分别通过信号电缆与流量传感器14的另一端和多级液压缸的输油杆4连接。本专利技术的工作过程如下图1中的位置a指的是限位开关1安装的位置，位置b指的是缸筒3和法兰盖2 装配体运动的极限位置。正常运行吋，限位开关1的触点不动作，此时单片机8比较器一端接受的是来自于译码器7的信号Ql值，而后此信号经过单片机8处理发出的相应的信号， 经功率放大设备9后使步进电机10转过相对应数量的步距角，而后通过滚珠丝杆11变为直线位移，使数字节流阀13芯12打开与Ql值相相对应的阀ロ，使整个液压回路的流量为 Q1。步进电机10转一定的歩数，则数字节流阀13开启相应的开度，可控制相应的流量，此外把多级液压缸入口的流量Ql由流量传感器14检出经流量传感器14反馈到单片机8比较器的另一端与设定值比较，在一个控制周期之后，由于输出值为0，此时步进电机10停止转动，数字节流阀13保持阀ロ大小不变，維持多级液压缸的流量值输入不变，使控制系统为闭环控制，从而使控制系统更加不受外界因素干扰，变得更加稳定可靠。当缸筒3和法兰盖2装配体运动到位置a吋，限位开关1被触发，其触点动作，发出开关信号，此时单片机8接受的是Q2信号，而后经过单片机8的运算，发出Q1-Q2对应的信号，反相输入步进电机10，通过步进电机10反向转动Q1-Q2对应的步距角，使数字节流阀13的阀ロ减小到Q2所需的开度，从而使整个液压回路的流量降低到Q2，从而使缸筒3和法兰盖2装配体的运动速度降低，使得在其达到位置b时产生的冲击大大降低。位置a指的是限位开关安装的位置，位置b指的是缸筒和法兰盖装配体运动的极限位置。正常运行吋，限位开关的触点不动作，此时单片机比较器一端接受的是来自于译码器的信号Ql值， 而后此信号经过单片机处理发出的相应的信号，经功率放大设备后使步进电机转过相对应数量的步距角，而后通过滚珠丝杆变为直线位移，使数字节流阀芯打开与Ql值相相对应的阀ロ，使整个液压回路的流量为Q1。步进电机转一定的歩数，则数字节流阀开启相应的开度，可控制相应的流量，此外把多级液压缸入口的流量Ql由流量传感器检出经流量传感器反馈到单片机比较器的另一端与设定值比较，在一个控制周期之后，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽，邹广闻，白杰，谭晓东，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：发明
国别省市：