CN107313997B - 一种多自由度钻臂的液压*** - Google Patents

一种多自由度钻臂的液压*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多自由度钻臂的液压***，包括底座摆动驱动控制***、一级臂升降驱动控制***、二级臂升降驱动控制***、一级回转马达驱动控制***、二级回转马达驱动控制***、凿岩推进驱动控制***、凿岩回转驱动控制***、凿岩冲击驱动控制***、卡钎锁紧驱动控制***、比例溢流阀以及控制器，各个***均有控制器进行控制。通过上述方式，本发明的多自由度钻臂的液压***，通过缓慢开启或关闭电液比例换向阀来减少机构运行过程中产生的冲击和振动，实现平稳运行和缓冲的功能，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，大大简化液压***，降低故障的发生。

Description

一种多自由度钻臂的液压***
技术领域
本发明涉及机械设备的技术领域，尤其涉及一种多自由度钻臂的液压***，适用于工作环境复杂的多自由度承重钻臂。
背景技术
在现有的钻臂或者臂架液压***中，绝大多数采用的是电磁换向阀来控制各执行机构的换向，但是其缺点是不能控制进入各执行机构的流量，也就是说其不能控制各执行机构的速度，所以其必然会采用各种节流调速装置，通常采用的是具有节流和缓冲的出口节流调速；而且采用电磁换向阀不能保证***的平稳运行、精确定位，在换向时通常会有较大的冲击和振动等，所以其必然会添加一些装置来改善***的性能，这样一来液压***就会变得复杂，故障的发生率也会增加。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种多自由度钻臂的液压***，通过控制器发出电信号的大小来控制电液比例换向阀开口量的大小，进而控制流向各执行机构的流量，最终达到控制各机构的运行速度；该***可以通过缓慢开启或关闭电液比例换向阀来减少机构运行过程中产生的冲击和振动，实现平稳运行和缓冲的功能，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，大大简化液压***，降低故障的发生。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种多自由度钻臂的液压***，包括底座摆动驱动控制***、一级臂升降驱动控制***、二级臂升降驱动控制***、一级回转马达驱动控制***、二级回转马达驱动控制***、凿岩推进驱动控制***、凿岩回转驱动控制***、凿岩冲击驱动控制***、卡钎锁紧驱动控制***、比例溢流阀以及控制器，所述的底座摆动驱动控制***、一级臂升降驱动控制***、二级臂升降驱动控制***、一级回转马达驱动控制***、二级回转马达驱动控制***、凿岩推进驱动控制***、凿岩回转驱动控制***、凿岩冲击驱动控制***和卡钎锁紧驱动控制***并联连接后均与比例溢流阀和控制器相连接，各个***均有控制器进行控制。
在本发明一个较佳实施例中，所述的底座摆动驱动控制***包括第一电液比例换向阀、缓冲阀、单向阀、回转液压缸和第一位移检测装置，所述的第一电液比例换向阀和回转液压缸相连接，串联连接的缓冲阀与串联连接的单向阀并联连接在第一电液比例换向阀和回转液压缸之间，所述的第一位移检测装置和第一电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第一电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的一级臂升降驱动控制***包括第二电液比例换向阀、第一单向平衡阀、第一双向液压锁、一级升降液压缸和第二位移检测装置，所述的第二电液比例换向阀、第一单向平衡阀、第一双向液压锁和一级升降液压缸相连接，所述的第二位移检测装置和第二电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第二电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的二级臂升降驱动控制***包括第三电液比例换向阀、第二单向平衡阀、第二双向液压锁、二级升降液压缸和第三位移检测装置，所述的第三电液比例换向阀、第二单向平衡阀、第二双向液压锁和二级升降液压缸相连接，所述的第三位移检测装置和第三电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第三电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的一级回转马达驱动控制***包括第四电液比例换向阀、第一双向平衡阀、第三双向液压锁、一级回转马达、第一角位移检测装置，所述的第四电液比例换向阀、第一双向平衡阀、第三双向液压锁和一级回转马达相连接，所述的第一角位移检测装置和第四电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第四电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的二级回转马达驱动控制***包括第五电液比例换向阀、第二双向平衡阀、第四双向液压锁、二级回转马达和第二角位移检测装置，所述的第五电液比例换向阀、第二双向平衡阀、第四双向液压锁和二级回转马达相连接，所述的第二角位移检测装置和第五电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第五电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的凿岩推进驱动控制***包括第六电液比例换向阀、第三双向平衡阀、凿岩推进缸和第一比例减压阀，所述的第六电液比例换向阀、第三双向平衡阀、凿岩推进缸相连接，所述的第六电液比例换向阀通过第一比例减压阀与控制器相连接，所述的第六电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的凿岩回转驱动控制***包括第七电液比例换向阀、凿岩回转马达和第二比例减压阀，所述的第七电液比例换向阀和凿岩回转马达相连接，所述的第七电液比例换向阀通过第二比例减压阀与控制器相连接，所述的第七电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述的凿岩冲击驱动控制***包括第八电液比例换向阀、凿岩冲击器和出口定压阀，所述的第八电液比例换向阀和凿岩冲击器相连接，所述的第八电液比例换向阀通过出口定压阀与控制器相连接，所述的第八电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，其中，所述的出口定压阀由比例顺序阀和第三比例减压阀串联而成。
在本发明一个较佳实施例中，所述的卡钎锁紧驱动控制***包括第九电液比例换向阀、卡钎锁紧液压缸和第四比例减压阀，所述的第九电液比例换向阀和卡钎锁紧液压缸相连接，所述的第九电液比例换向阀通过第四比例减压阀与控制器相连接，所述的第九电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
本发明的有益效果是：本发明的多自由度钻臂的液压***，通过控制器发出电信号的大小来控制电液比例换向阀开口量的大小，进而控制流向各执行机构的流量，最终达到控制各机构的运行速度；该***可以通过缓慢开启或关闭电液比例换向阀来减少机构运行过程中产生的冲击和振动，实现平稳运行和缓冲的功能，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，大大简化液压***，降低故障的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1 是本发明多自由度钻臂的液压***的一较佳实施例的结构原理图；
图2是图1的结构示意图；
附图中的标记为：1、底座摆动驱动控制***，2、一级臂升降驱动控制***，3、二级臂升降驱动控制***，4、一级回转马达驱动控制***，5、二级回转马达驱动控制***，6、凿岩推进驱动控制***，7、凿岩回转驱动控制***，8、凿岩冲击驱动控制***，9、卡钎锁紧驱动控制***，10、比例溢流阀，11、控制器，101、第一电液比例换向阀，102/103、缓冲阀，104/105、单向阀，106、回转液压缸，107、第一位移检测装置，201、第二电液比例换向阀，202、第一单向平衡阀，203、第一双向液压锁，204、一级升降液压缸，205、第二位移检测装置，301、第三电液比例换向阀，302、第二单向平衡阀，303、第二双向液压锁，304、二级升降液压缸，305、第三位移检测装置，401、第四电液比例换向阀，402、第一双向平衡阀，403、第三双向液压锁，404、一级回转马达，405、第一角位移检测装置，501、第五电液比例换向阀，502、第二双向平衡阀，503、第四双向液压锁，504、二级回转马达，505、第二角位移检测装置，601、第六电液比例换向阀，602、第三双向平衡阀，603、凿岩推进缸，604、第一比例减压阀，701、第七电液比例换向阀，702、凿岩回转马达，703、第二比例减压阀，801、第八电液比例换向阀，802、凿岩冲击器，803、出口定压阀，811、比例顺序阀，812、第三比例减压阀，901、第九电液比例换向阀，902、卡钎锁紧液压缸，903、第四比例减压阀，1001、基座，1002、侧板，1003、回转液压缸，1004、万向节，1005、固定回转架，1006、转动回转架，1007、一级升降液压缸，1008、一级升降臂，1009、二级升降液压缸，1010、二级升降臂，1011、一级回转马达，1012、三级回转臂，1013、二级回转马达，1014、滑架，1015、凿岩推进缸，1016、滑板，1017、液压凿岩机，1018、液压卡钎器。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例包括：
一种多自由度钻臂的液压***，包括底座摆动驱动控制***1、一级臂升降驱动控制***2、二级臂升降驱动控制***3、一级回转马达驱动控制***4、二级回转马达驱动控制***5、凿岩推进驱动控制***6、凿岩回转驱动控制***7、凿岩冲击驱动控制***8、卡钎锁紧驱动控制***9、比例溢流阀10以及控制器11，所述的底座摆动驱动控制***1、一级臂升降驱动控制***2、二级臂升降驱动控制***3、一级回转马达驱动控制***4、二级回转马达驱动控制***5、凿岩推进驱动控制***6、凿岩回转驱动控制***7、凿岩冲击驱动控制***8和卡钎锁紧驱动控制***9并联连接后均与比例溢流阀10和控制器11相连接，各个***均有控制器11进行控制。
比例溢流阀10用于控制***的最高压力，保护液压的安全，其也可以根据负载的大小成比例的调节***的最大压力到一个合适的值。
第一电液比例换向阀101、缓冲阀102/103、单向阀104/105、回转液压缸106和第一位移检测装置107构成底座摆动驱动控制***1，所述的第一电液比例换向阀101和回转液压缸106相连接，串联连接的缓冲阀102/103与串联连接的单向阀104/105并联连接在第一电液比例换向阀101和回转液压缸106之间，所述的第一位移检测装置107和第一电液比例换向阀101均与控制器11相连接，所述的第一电液比例换向阀101还与比例溢流阀10相连接。
控制器11通过控制第一电液比例换向阀101两端的电流的大小来控制电液比例换向阀的开口量，控制器11可以通过缓慢增加或减少第一电液比例换向阀101两端的电流，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到回转液压缸104的流量缓慢的增加或减少，保证回转液压缸106在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；回转液压缸106主要用于驱动钻臂在水平面0-90°的摆动；第一位移检测装置107的作用主要用于实时监控回转液压缸106中活塞杆相对于缸体的位移，控制器11首先会给定活塞杆的两个极限位置，当检测到极限位置出现时，控制器回关闭第一电液比例换向阀101，避免造成较大的冲击和振动，其次当检测到活塞杆到达指定位值时控制器也回关闭第一电液比例换向阀101；缓冲阀102/103和单向阀104/105各两个构成一个紧急缓冲或制动回路，当回转液压缸106遇到障碍突然停止时，假设无杆腔为高压腔，有杆腔为低压腔，则无杆腔的高压油回经过缓冲阀102泄回油箱，低压有杆腔则会通过单向阀104进行补油；反之，缓冲阀103泄油，单向阀105补油，这样就可以起到紧急缓冲和制动的效果，减少冲击和振动；第一电液比例换向阀101的中位机能采用O型，其目的就是为了在保证回转液压缸106伸缩的同时还具有自锁功能，在底座摆动驱动控制***中回转液压缸106不存在因自身重量儿下降的现象，在***停止工作时管道内的压力也不会很大，第一电液比例换向阀101选用O型的电液比例换向阀就可以满足自锁的要求，所以就没有必要增加双向液压锁来增加***的负担。
第二电液比例换向阀201、第一单向平衡阀202、第一双向液压锁203、一级升降液压缸204和第二位移检测装置205构成一级臂升降驱动控制***2，所述的第二电液比例换向阀201、第一单向平衡阀202、第一双向液压锁203和一级升降液压缸204相连接，所述的第二位移检测装置205和第二电液比例换向阀201均与控制器11相连接，所述的第二电液比例换向阀201还与比例溢流阀10相连接。
控制器11通过控制第二电液比例换向阀201两端的电流的大小来控制电液比例换向阀的开口量，控制器可以通过缓慢增加或减少第二电液比例换向阀201两端的电流，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到一级升降臂液压缸204的流量缓慢的增加或减少，保证一级升降臂液压缸204在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；一级升降臂液压缸204主要用于驱动一级升降臂的升降；第二位移检测装置205的作用主要用于实时监控一级升降臂液压缸活塞杆相对于缸体的位移，控制器11首先会给定活塞杆的两个极限位置，当检测到极限位置出现时，控制器11会关闭第二电液比例换向阀201，避免造成较大的冲击和振动，其次当检测到活塞杆到达指定位值时，控制器11也会关闭第二电液比例换向阀201；由图2可知由于一级升降臂液压缸204在停止运行时会承载较大的负载，所以在此***中选用双向液压锁，第一双向液压锁203用于一级升降臂液压缸204的自锁，第二电液比例换向阀201的中位机能则选用Y型，保证停止工作时管道内的压力为零，不影响双向液压锁的自锁性能；由于一级升降臂液压缸204在缩回时会因为自重和臂架的重量，出现突然加速下降的现象，所以在此***中增加了第一单向平衡阀202，用于平衡掉臂架和缸体自身的重量，以便于***的平稳运行。
第三电液比例换向阀301、第二单向平衡阀302、第二双向液压锁303、二级升降液压缸304和第三位移检测装置305构成二级臂升降驱动控制***3，所述的第三电液比例换向阀301、第二单向平衡阀302、第二双向液压锁303和二级升降液压缸304相连接，所述的第三位移检测装置305和第三电液比例换向阀301均与控制器11相连接，所述的第三电液比例换向阀301还与比例溢流阀10相连接。
控制器11通过控制第三电液比例换向阀301两端的电流的大小来控制电液比例换向阀的开口量，控制器11可以通过缓慢增加或减少第三电液比例换向阀301两端的电流，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到二级升降液压缸304的流量缓慢的增加或减少，保证二级升降液压缸304在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；二级升降液压缸304主要用于驱动二级升级臂的升降；第三位移检测装置305的作用主要用于实时监控一级升降臂液压缸活塞杆相对于缸体的位移，控制器11首先会给定活塞杆的两个极限位置，当检测到极限位置出现时，控制器11会关闭第三电液比例换向阀301，避免造成较大的冲击和振动，其次当检测到活塞杆到达指定位值时，控制器11也会关闭第三电液比例换向阀301；由图2可知由于二级升降液压缸304在停止运行时会承载较大的负载，所以在此***中选用双向液压锁，第二双向液压锁303用于二级升降臂液压缸304的自锁，第三电液比例换向阀301的中位机能则选用Y型，保证停止工作时管道内的压力为零，不影响第二双向液压锁303的自锁性能；由于二级升降臂液压缸304在缩回时会因为自重和臂架的重量，出现突然加速下降的现象，所以在此***中增加了第二单向平衡阀302，用于平衡掉臂架和缸体自身的重量，以便于***的平稳运行。
第四电液比例换向阀401、第一双向平衡阀402、第三双向液压锁403、一级回转马达404和第一角位移检测装置405构成一级回转马达驱动控制***4，所述的第四电液比例换向阀401、第一双向平衡阀402、第三双向液压锁403和一级回转马达404相连接，所述的第一角位移检测装置405和第四电液比例换向阀401均与控制器11相连接，所述的第四电液比例换向阀401还与比例溢流阀10相连接。
控制器11通过控制第四电液比例换向阀401两端的电流的大小来控制电液比例换向阀的开口量，控制器11可以通过缓慢增加或减少第四电液比例换向阀401两端的电流，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到一级回转马达404的流量缓慢的增加或减少，保证一级回转马达404在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；一级回转马达404主要用于驱动三级回转臂0-360°的旋转；第一角位移检测装置405用于实时检测一级回转马达404的角位移，当其运行到指定位置时，控制器11会缓慢关闭第四电液比例换向阀401使其制动；通过图2中的结构可知，一级回转马达404在运行或是停止运行时两侧都有可能承载较大的负载，第三双向液压锁403用于一级回转马达404在停止时的自锁；第四电液比例换向阀401的中位机能则选用Y型，保证停止工作时管道内的压力为零，不影响双向液压锁的自锁性能；第一双向平衡阀402用于平衡一级回转马达404在运行过程中可能出现的因臂架自重产生的扭矩，避免一级回转马达404在运动过程中突然加速旋转的现象，保证***的平稳运行。
第五电液比例换向阀501、第二双向平衡阀502、第四双向液压锁503、二级回转马达504和第二角位移检测装置505构成二级回转马达驱动控制***5，所述的第五电液比例换向阀501、第二双向平衡阀502、第四双向液压锁503和二级回转马达504相连接，所述的第二角位移检测装置505和第五电液比例换向阀501均与控制器11相连接，所述的第五电液比例换向阀501还与比例溢流阀10相连接。
控制器11通过控制第五电液比例换向阀501两端的电流的大小来控制电液比例换向阀的开口量，控制器11可以通过缓慢增加或减少第五电液比例换向阀501两端的电流，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到二级回转马达32的流量缓慢的增加或减少，保证二级回转马达504在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；二级回转马达504主要用于驱动滑架和滑架上的凿岩机进行0-360°的旋转；第二角位移检测装置505用于实时检测二级回转马达504的角位移，当其运行到指定位置时，控制器11会缓慢关闭第五电液比例换向阀501使其制动；通过图2中的结构可知，二级回转马达504在运行或是停止运行时两侧都有可能承载较大的负载，第四双向液压锁503用于二级回转马达504在停止时的自锁；第五电液比例换向阀501的中位机能则选用Y型，保证停止工作时管道内的压力为零，不影响第四双向液压锁503的自锁性能；第二双向平衡阀502用于平衡二级回转马达504在运行过程中可能出现的因臂架自重产生的扭矩，避免二级回转马达504在运动过程中突然加速旋转的现象，保证***的平稳运行。
第六电液比例换向阀601、第三双向平衡阀602、凿岩推进缸603和第一比例减压阀604构成凿岩推进驱动控制***6，所述的第六电液比例换向阀601、第三双向平衡阀602、凿岩推进缸603相连接，所述的第六电液比例换向阀601通过第一比例减压阀604与控制器11相连接，所述的第六电液比例换向阀601还与比例溢流阀10相连接。
凿岩推进缸603主要用于驱动凿岩机的推进和退回；由图2中的结构可知，凿岩推进缸603在推进和收回时都有可能因为凿岩机的重量出现突然加速运行的情况，所以在此***中设置了第三双向平衡阀602，用于平衡可能出现的凿岩机自身的重量；第六电液比例换向阀601主要用于控制进入凿岩推进缸603的流量，进而控制控制其推进速度；一比例减压阀604用于控制进入凿岩推进驱动控制******的压力，凿岩机本身的重量是一定的，一比例减压阀604的调定压力只要能使凿岩推进缸推动凿岩机时刻接触岩石即可。
第七电液比例换向阀701、凿岩回转马达702和第二比例减压阀703构成凿岩回转驱动控制***7，所述的第七电液比例换向阀701和凿岩回转马达702相连接，所述的第七电液比例换向阀701通过第二比例减压阀703与控制器11相连接，所述的第七电液比例换向阀701还与比例溢流阀10相连接。
凿岩回转马达702主要用于驱动钎杆的旋转；第二比例减压阀703用于调定进入凿岩回转马达702的最高压力，根据不同凿岩工况的需要，第二比例减压阀703可以成比例连续的调节进入凿岩回转马达702的压力，保证凿岩机的钎杆能在不同的工况下正常旋转工作；第七电液比例换向阀701主要用于控制进入凿岩回转马达702的流量，进而控制其旋转速度，同时还兼用换向和制动的作用。
第八电液比例换向阀801、凿岩冲击器802和出口定压阀803构成凿岩冲击驱动控制***8，所述的第八电液比例换向阀801和凿岩冲击器802相连接，所述的第八电液比例换向阀801通过出口定压阀803与控制器11相连接，所述的第八电液比例换向阀801还与比例溢流阀10相连接。
凿岩冲击器802主要用于撞击钎杆进行凿岩；出口定压阀803主要用于连续成比例的控制进入凿岩冲击器802的压力，对于不同的工况可以通过控制器11调节出口定压阀803不同的开启压力，进而控制不同的冲击压力，达到冲击凿岩的目的；凿岩频率与进入凿岩冲击器802的流量有关，流量越大冲击频率就越高，流量越小冲击频率就越低，第八电液比例换向阀801主要用于控制进入凿岩冲击器802的流量，进而调节其冲击频率。
其中，所述的出口定压阀803由比例顺序阀811和第三比例减压阀812串联而成。比例顺序阀811起到限制进入凿岩冲击***液压油的最低压力、第三比例减压阀812起到限制进入凿岩冲击***液压油的最高压力，把它们的开启压力调到一样，就可以达到控制出口压力为一定值的目的；通过控制器11可以对比例顺序阀811和第三比例减压阀812进行同步控制，实现出口压力的无极调节，以满足冲击器冲击岩石时对不同压力的需要，以往的冲击压力都是通过不同的溢流阀进行调节，一般分为低压、中压 、高压三个冲击压力，不能实现无极调压，对于不同硬度的岩石压力太小达不到冲击凿岩的目的，太大就会浪费***压力增加***的能量损耗，很难达到最合适的冲击压力，本***的出口定压阀803就是为了解决这个问题，采用出口定压阀903可以根据不同岩石的硬度调节不同的冲击压力，不但可以达到冲击岩石的目的，而且还可以大大节约***的能量损耗。
第九电液比例换向阀901、卡钎锁紧液压缸902和第四比例减压阀903构成卡钎锁紧驱动控制***9，所述的第九电液比例换向阀901和卡钎锁紧液压缸902相连接，所述的第九电液比例换向阀901通过第四比例减压阀903与控制器11相连接，所述的第九电液比例换向阀901还与比例溢流阀10相连接。
卡钎锁紧液压缸902主要用于驱动液压卡钎器（图2中的1018）卡紧钎杆，避免钎杆在凿岩过程中的晃动；第九电液比例换向阀901用于控制卡钎锁紧液压缸902的推进、缩回、制动和自锁；第四比例减压阀903主要用于控制卡钎器的卡紧压力。
如2所示，多自由度钻臂结构包括基座1001、侧板1002、回转液压缸1003、万向节1004、固定回转架1005、转动回转架1006、一级升降液压缸1007、一级升降臂1008、二级升降液压缸1009、二级升降臂1010；一级回转马达1011、三级回转臂1012、二级回转马达1013、滑架1014、凿岩推进缸1015、滑板1016、液压凿岩机1017和液压卡钎器1018。
图1中的回转液压缸106与图2中的回转液压缸1003相对应，图2中的回转液压缸1003主要用于驱动钻臂在水平面0-90°的摆动；图1中的一级升降液压缸与图2中的一级升降液压缸1007相对应，图2中的一级升降液压缸1007主要用于驱动图2中的一级升降臂1008的升降；图1中的二级升降液压缸304与图2中的二级升降液压缸1009相对应，图2中的二级升降液压缸1009主要用于驱动图2中的二级升降臂1010的升降；图1中的一级回转马达404与图2中的一级回转马达1011相对应，图2中的一级回转马达1011主要用于驱动图2中的三级回转臂10120-360°的旋转；图1中的二级回转马达504与图2中的二级回转马达1013相对应，图2中的二级回转马达1013主要用于控制图2中的滑架1014及其上的液压凿岩机1017进行0-360°的旋转；图1中的凿岩推进缸603与图2中的凿岩推进缸1015相对应，图2中的凿岩推进缸1015主要用于驱动图2中的液压凿岩机1017的前进和后退；图1中的凿岩回转马达702主要用于驱动图2中液压凿岩机钎杆的旋转；图1中的凿岩冲击器802主要用于撞击钎杆进行凿岩；图1中的卡钎锁紧液压缸902主要用于推动图2中的液压卡钎器1018卡紧钎杆。
本实施例中，电液比例换向阀主要用于控制各执行机构的加速、减速、换向、制动、精确定位、平稳运行等，在本***中各个电液比例换向阀的开启和关闭以及比例减压阀和出口定压阀的开启压力均有控制器11发出电信号控制，本***采用电液比例换向阀的目的是：精确控制机构的运行，减少机构运行过程中产生的冲击和振动，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，简化液压***，降低故障的发生。
本发明的多自由度钻臂的液压***相比现有技术具有如下优点：
1、采用电液比例换向阀控制各执行元件的启动、换向、制动、加速、减速等，电液比例换向阀由控制器发出的电信号（电流）进行控制，通过控制器缓慢增加或减少电流的输入，使阀芯缓慢的开启或关闭，进而使输入到各执行机构的流量缓慢的增加或减少，使其与各执行机构的运行速度相匹配，保证各执行机构在启动、换向、加速、减速、停止过程中无冲击、无振动的平稳运行；
2、精确控制机构的运行，减少机构运行过程中产生的冲击和振动，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，简化液压***，降低故障的发生；
3、出口定压阀是由比例顺序阀和比例减压阀串联而成，比例顺序阀起到限制进入凿岩冲击***液压油的最低压力、比例减压阀起到限制进入凿岩冲击***液压油的最高压力，把它们的开启压力调到一样，就可以达到控制出口压力为一定值的目的；通过控制器可以对比例顺序阀和比例减压阀进行同步控制，实现出口压力的无极调节。
综上所述，本发明提供的多自由度钻臂的液压***，该***主要是通过控制器发出电信号的大小来控制电液比例换向阀开口量的大小，进而控制流向各执行机构的流量，最终达到控制各机构的运行速度；该***可以通过缓慢开启或关闭电液比例换向阀来减少机构运行过程中产生的冲击和振动，实现平稳运行和缓冲的功能，减少各种调速阀和节流缓冲阀的使用，大大简化液压***，降低故障的发生。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (1)

1.一种多自由度钻臂的液压***，其特征在于，包括底座摆动驱动控制***、一级臂升降驱动控制***、二级臂升降驱动控制***、一级回转马达驱动控制***、二级回转马达驱动控制***、凿岩推进驱动控制***、凿岩回转驱动控制***、凿岩冲击驱动控制***、卡钎锁紧驱动控制***、比例溢流阀以及控制器，所述的底座摆动驱动控制***、一级臂升降驱动控制***、二级臂升降驱动控制***、一级回转马达驱动控制***、二级回转马达驱动控制***、凿岩推进驱动控制***、凿岩回转驱动控制***、凿岩冲击驱动控制***和卡钎锁紧驱动控制***并联连接后均与比例溢流阀和控制器相连接，各个***均有控制器进行控制；
所述的底座摆动驱动控制***包括第一电液比例换向阀、缓冲阀、单向阀、回转液压缸和第一位移检测装置，所述的第一电液比例换向阀和回转液压缸相连接，串联连接的缓冲阀与串联连接的单向阀并联连接在第一电液比例换向阀和回转液压缸之间，所述的第一位移检测装置和第一电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第一电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的一级臂升降驱动控制***包括第二电液比例换向阀、第一单向平衡阀、第一双向液压锁、一级升降液压缸和第二位移检测装置，所述的第二电液比例换向阀、第一单向平衡阀、第一双向液压锁和一级升降液压缸相连接，所述的第二位移检测装置和第二电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第二电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的二级臂升降驱动控制***包括第三电液比例换向阀、第二单向平衡阀、第二双向液压锁、二级升降液压缸和第三位移检测装置，所述的第三电液比例换向阀、第二单向平衡阀、第二双向液压锁和二级升降液压缸相连接，所述的第三位移检测装置和第三电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第三电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的一级回转马达驱动控制***包括第四电液比例换向阀、第一双向平衡阀、第三双向液压锁、一级回转马达、第一角位移检测装置，所述的第四电液比例换向阀、第一双向平衡阀、第三双向液压锁和一级回转马达相连接，所述的第一角位移检测装置和第四电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第四电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的二级回转马达驱动控制***包括第五电液比例换向阀、第二双向平衡阀、第四双向液压锁、二级回转马达和第二角位移检测装置，所述的第五电液比例换向阀、第二双向平衡阀、第四双向液压锁和二级回转马达相连接，所述的第二角位移检测装置和第五电液比例换向阀均与控制器相连接，所述的第五电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的凿岩推进驱动控制***包括第六电液比例换向阀、第三双向平衡阀、凿岩推进缸和第一比例减压阀，所述的第六电液比例换向阀、第三双向平衡阀、凿岩推进缸相连接，所述的第六电液比例换向阀通过第一比例减压阀与控制器相连接，所述的第六电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的凿岩回转驱动控制***包括第七电液比例换向阀、凿岩回转马达和第二比例减压阀，所述的第七电液比例换向阀和凿岩回转马达相连接，所述的第七电液比例换向阀通过第二比例减压阀与控制器相连接，所述的第七电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，所述的凿岩冲击驱动控制***包括第八电液比例换向阀、凿岩冲击器和出口定压阀，所述的第八电液比例换向阀和凿岩冲击器相连接，所述的第八电液比例换向阀通过出口定压阀与控制器相连接，所述的第八电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接，其中，所述的出口定压阀由比例顺序阀和第三比例减压阀串联而成，所述的卡钎锁紧驱动控制***包括第九电液比例换向阀、卡钎锁紧液压缸和第四比例减压阀，所述的第九电液比例换向阀和卡钎锁紧液压缸相连接，所述的第九电液比例换向阀通过第四比例减压阀与控制器相连接，所述的第九电液比例换向阀还与比例溢流阀相连接。
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