CN103115041A - 一种液压压力自动控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种液压压力自动控制装置，由计算机控制***控制装置压力的自动调节，并通过与切换压力进行比较实现工作模式的自动切换，在低压模式时由气液装换器将气动信号转换为液压工作信号，通过气动比例减压阀来间接控制压力容器内液体的压力，高压模式时由电液比例减压阀直接控制调节液压回路的压力来控制压力容器内液体的压力。在液压压力自动控制回路的基础上，引入气动压力控制回路，来弥补液压压力自动控制回路在控制压力较低时压力控制不精确（甚至不可控）的不足，实现了液压装置大范围、高精度的压力调节。

Description

一种液压压力自动控制装置
技术领域
本发明涉及一种液压压力自动控制装置，能够实现高精度、大范围的压力控制。
背景技术
在一些力加载模拟设备中，一般都采用电液比例***加载，为了实现高的力感逼真度，必须保证力的精确加载。但是由于常见比例压力阀的最低调整压力不小于0.6MPa，在压力低于0.6MPa时，其压力特性是非线性的，且存在死区，使压力不能够自动精确控制。要做到精确控制装置的压力，需要使用特殊的液压阀，就会增加装置的成本。常见比例气动压力阀的工作压力范围为0.01MPa-0.7MPa，适合用于较低压力的自动控制。因此在液压压力自动控制回路的基础上，引入气动压力控制回路，来弥补液压压力自动控制回路在控制压力较低时压力控制不精确（甚至不可控）的不足，实现液压装置大范围、高精度的压力调节，不失为一种有效的方法。
发明内容
为了克服常见液压比例压力控制阀的控制范围较小、特别是在压力较低时控制精度不高的问题，本发明提供了一种结构简单、易于实现的压力自动控制装置。
一种液压压力自动控制装置，由控制装置、液压回路和气动回路三部分组成，该装置控制原理如附图2所示。在进行压力控制时，由计算机将压力传感器检测到的压力容器的实际压力与设定的压力进行比较，得偏差值送入控制算法部分进行控制量的计算，求出的控制量通过D/A转换成控制电流I输出给比例阀（电液比例减压阀或气动比例减压阀）控制液压压力自动控制装置的压力，直到压力容器内液体的压力与设定值一致为止。在压力容器的实际压力与设定压力比较同时，装置的实际设定压力也要与切换压力（如0.6MPa）进行比较。当装置的设定压力低于切换压力（如0.6MPa）时，切换到气动回路，气液转换器将气动信号转换为液压信号，二位三通电磁换向阀左位接通，由气动比例减压阀间接控制压力容器内液体的压力。当装置的设定压力高于切换压力（如0.6MPa）时，切换到液压回路，二位三通电磁换向阀右位接通，电液比例减压阀直接控制调节液压回路的压力来控制压力容器内液体的压力。本装置通过高压、低压模式的自动切换实现回路的大范围调压。
本发明的优点在于:通过检测装置的输出压力，由计算机自动调节装置的压力，并跟据装置的输出压力与切换压力之间的大小实现工作模式的自动切换。本发明的压力控制装置其结构简单、使用方便、能够实现大范围自动压力控制。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理图。
图2是本发明的控制原理框图。
图中各标号表示: 1. 气源，2. 气动三联件，3. 气动比例减压阀，4. 气液转换器，5. 二位二通电磁换向阀，6. 电磁溢流阀，7. 单向阀，8. 滤油器，9. 泵，10. 电液比例减压阀，11. 截止阀，12. 二位三通电磁换向阀，13. 压力容器，14. 压力传感器。
具体实施方法
结合图1和图2，本装置实施方式为：压力传感器(14)检测压力容器(13)内液体的实际压力P1，并将测量值反馈给计算机，计算机计算实际压力P1与设定压力P0的偏差值，并将偏差值传递给控制算法进行控制量的计算，求出的控制量通过D/A转换成控制电流I，输出给比例阀控制液压压力自动控制装置的压力，直到压力容器(13)内液体的压力与设定值一致为止，从而实现对整个装置的压力进行自动控制。同时，计算机将设定压力P0与切换压力P（P=0.6MPa）进行比较，控制设备工作模式的切换。当（P0> P）时，切换到高压模式，通过向电液比例减压阀(10)输送控制电流I，电液比例减压阀(10)的比例电磁铁产生与输入控制电流I成一定比例的电磁力Fd推动阀芯控制回路压力；当（P0<P）时，切换到低压模式，通过向气动比例减压阀(3)输送控制电流I，控制通过气动比例减压阀(3)的气体压力，并由气液转换器将气压转换为液压，把相应的压力传送给压力容器(13)。
装置开始工作时由油泵给压力容器(14)供油，当设定压力低于切换压力时，自动切换到低压模式，在低压模式工作时，电磁溢流阀(6)通电，泵(9)输出的液压油经由电磁溢流阀(6)卸荷。二位二通电磁换向阀(5)通电（左位）工作，二位三通电磁换向阀(12)通电（左位）工作，气源(1)中的压力气体经过气动三联件(2)、气动比例减压阀(3)对气动回路压力进行调节，气液转换器(4)将气动压力信号转换为液压压力信号，此时通过调节气动回路压力来控制压力容器(13)内液体的压力；当设定压力高于切换压力时，由计算机控制切换到高压模式，二位三通电磁换向阀(12)断电（右位）工作，液压油经过泵(9)，由电液比例减压阀(10)控制整个装置压力，此时二位二通电磁阀(5)断电（右位）工作，电磁溢流阀(6)断电，液压油源的最高压力由电磁溢流阀(6)调定。通过电磁溢流阀(6)溢流的液压油通过单向阀(7)回油箱，利用液压油通过单向阀(7)产生的背压压力给气液转换器(4)供油为下一次低压控制做准备。为了保证在高压和低压模式切换过程中油路不产生冲击，在低压模式时让电液比例减压阀(10)处于其最小可控压力的状态。加压完成后，压力容器(13)中的油液可通过截止阀(11)流回油箱。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种液压压力自动控制装置，其特征是：由控制装置、液压回路和气动回路三部分组成，控制装置包括压力传感器（14），计算机控制***；气动部分包括气源（1），气动三联件（2），气动比例减压阀（3），气液转换器（4）；液压部分包括电磁溢流阀（6），单向阀（7），滤油器（8），泵（9），电液比例减压阀（10），截止阀（11），二位三通电磁换向阀（12）、压力容器（13）等。
2.根据权利要求1所述的液压压力自动控制装置，其控制装置部分特征是：压力传感器（14）将检测到的信号传递给计算机，由计算机控制***对装置的压力进行反馈调节，并与装置的切换压力比较，控制装置实现高、低压工作模式的切换。
3.根据权利要求1所述的液压压力自动控制装置，其气动部分的特征是：当设定压力低于装置的切换压力（即低压模式）时，由计算机控制***自动切换到气动回路，利用气动比例减压阀（3）调节回路压力，利用气液转换器（4）将气动信号转换为液压信号，通过调节气动回路压力来控制整个装置的压力。
4. 根据权利要求1所述的液压压力自动控制装置，其液压部分的特征是：当设定压力高于装置的切换压力（即高压模式）时，由计算机控制***自动切换到液压回路，利用电液比例减压阀（10）调节装置的压力，在调节压力的同时，由电磁溢流阀（6）回油通过单向阀（7）产生的背压压力给气液转换器（4）供油，为下一次低压压力控制做准备。
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