CN109764013B - 自同步多级液压缸液压势能转换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于机械传动装置领域的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置；其中三个或更多液压缸分成送端液压缸组和受端液压缸组，送端液压缸两端口与第一外部液压势能源经过双向切换开关相连；受端液压缸两端口与第二外部液压势能源经过单向控制开关相连；送端液压缸组中各液压缸和受端液压缸组中各液压缸的活塞杆同轴；控制***与至少一个液压缸相连。装置在控制***作用下实现第一外部液压势能源与第二外部液压势能源之间能量的有序传递。所有送端液压缸的合力小于所有受端液压缸的合力，控制***的作用力小于等于任一送端液压缸的作用力，实现多级液压缸的自同步运行。受端液压缸在装置运行过程中不会出现回流、反向运行等问题。

Description

自同步多级液压缸液压势能转换装置

技术领域

本发明属于机械传动装置技术领域，具体为一种自同步多级液压缸液压势能转换装置。

背景技术

近年来，随着新能源的快速发展，压缩空气储能、发电技术也不断提高，有很多现有技术中可以看到很多利用压缩空气膨胀实现推动水发电的技术。但是这种单独使用压缩空气带水发电的技术中，压缩空气的压强随着气体容积的快速变化会发生剧烈变化，对液压马达等机械设备的使用寿命会产生较大的损害。在抽水蓄能发电技术不断发展的同时，传统水轮机的设计依然是限定水轮机发电的最高效率为定水头发电，不断变化的水头会对水轮机的叶片产生较大损害，而且这种变水头发电也无法实现较高发电效率。

目前已经提出一种自适应液压势能转换装置可以解决这些问题，但是由于各液压缸的阀门在运行过程中不能同步切换，无法保证多级液压缸的自同步运行，可能出现回流、反向运行等问题，造成在某一时刻某一液压缸承受巨大压力，造成设备损坏，无法保证***运行的安全性。

需要一种新的自同步多级液压缸液压势能转换装置以解决在运行过程中无法保证其同步性，出现回流、反向运行的现象，从而降低***运行的安全性的问题。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，包括控制***、单向控制开关、双向切换开关、送端液压缸组和受端液压缸组，其中三个或更多液压缸分成送端液压缸组和受端液压缸组，送端液压缸两端口与第一外部液压势能源经过双向切换开关相连；受端液压缸两端口与第二外部液压势能源经过单向控制开关相连；送端液压缸组中各液压缸和受端液压缸组中各液压缸的活塞杆同轴；控制***与至少一个液压缸相连；装置在控制***作用下实现第一外部液压势能源与第二外部液压势能源之间的能量转换。

所述受端液压缸组中存在两个及以上液压缸时，至少一个受端液压缸连接第二外部液压势能源；其他受端液压缸所连接的外部液压势能源为第二外部液压势能源、第一外部液压势能源或者其他外部液压势能源。

所述送端液压缸组中存在两个及以上液压缸时，至少一个送端液压缸连接第一外部液压势能源；其他送端液压缸所连接的外部液压势能源为第二外部液压势能源、第一外部液压势能源或者其他外部液压势能源。

所述第一外部液压势能源由第一高压液体源和第一低压液体源组成；所述第二外部液压势能源由第二高压液体源和第二低压液体源组成。

所述双向切换开关可以是换向阀门，也可以由四个开关阀门控制阵列组成。

所述单向控制开关由四个单向阀门组成，将受端液压缸的两端和第二高压液体源相连的两个单向阀门的出口与第二高压液体源相连；将受端液压缸的两端和第二低压液体源相连的两个单向阀门的入口与第二低压液体源相连。

所述控制***与至少一个液压缸相连的形式包括以液体增压的形式串接入管道或以活塞杆助力的形式与活塞杆串联；

所述以液体增压的连接形式为用液压泵或者水泵或者液压机构串接入管道增压，包括在受端与工作的入液管道相连、在受端与工作的出口管道相连或在送端与工作的入液管道相连三种连接形式；

所述以活塞杆助力的连接形式包括通过直线电机与活塞杆串联、通过曲柄电机与活塞杆串联、通过外置液压缸与活塞杆串联或通过牵引的方式与活塞杆串联包括齿轮链接或牵引绳连接，将杆的直线运动转换成齿轮的曲线运动或者牵引绳的曲线运动。

所述送端液压缸组和受端液压缸组中的液压缸通过并联连接方式与液压势能源相连，且在运行中实现受端液压缸和送端液压缸之间的转换；

所述液压缸通过并联连接方式与液压势能源相连为：液压缸两端口同时连接单向控制开关和双向切换开关与第一外部液压势能源、第二外部液压势能源或其他外部液压势能源相连；在运行中根据需要控制双向切换开关打开或关闭使该液压缸在受端和送端两组之间转换。

所述外部液压势能源是指两个具有相对压强差的液体管道，通过将低压管道液体送入高压液体管道增加液体势能，或使高压管道液体转入低压管道减少势能。

所述并联连接方式下转换为受端液压缸运行时有两种运行策略：分时运行和同步运行；

所述分时运行是指在运行过程中，只有单向控制开关处于工作状态，双向切换开关一直关闭；

所述同步运行是指在运行过程中，单向控制开关和双向切换开关在某一时段同时处于工作状态，增大运行时的管道流量。

本发明的有益效果在于：

1.由于单向阀门只能单向导通的特点，液体只能从受端的低压液体源经过液压缸流入受端的高压液体源，同时由于所有送端液压缸的合力小于所有受端液压缸的合力，使受端液压缸在装置运行过程中不会出现回流、反向运行等问题，保证了***运行的安全性。

2.控制***和所有送端液压缸的合力大于等于所有受端液压缸的合力，装置在控制***作用下实现能量从送端液压势能源到受端液压势能源的有序传递，通过单向机构让受端液压缸保持自动同步，保证受端提供的阻力不至于减少，防止***出现过速或者失控，同时通过多级液压缸的串联实现了装置的自适应控制液压势能转换。

附图说明

图1为本发明一种自同步多级液压缸液压势能转换装置实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例3中并联连接方式的结构示意图；

图中：A-受端液压缸，A1-第一受端液压缸，A2-第二受端液压缸，B-送端液压缸，C-并联连接方式的液压缸，F-单向阀门，F1-单向入液阀门，F2-单向出口阀门，G-换向阀门，K-开关阀门，H1-第一高压液体源，H2-第二高压液体源，H3-第三高压液体源，L1-第一低压液体源，L2-第二低压液体源，L3-第三低压液体源，M-控制***。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示的本发明实施例1，包括：控制***M、单向控制阀门、双向切换开关、送端液压缸组和受端液压缸组，其中三个或更多液压缸分成送端液压缸组和受端液压缸组，送端液压缸两端口与第一外部液压势能源经过双向切换开关相连；受端液压缸两端口与第二外部液压势能源经过单向控制开关相连；送端液压缸组中各液压缸和受端液压缸组中各液压缸的活塞杆同轴；送端液压缸组两端口通过双向切换开关和第一外部液压势能源相连，其中双向切换开关可以是换向阀门G，也可以由四个开关阀门K控制阵列组成；受端液压缸组包括至少一个液压缸，受端液压缸组中的各受端液压缸同轴但不同面积，受端液压缸两端口与第二外部液压势能源经过单向控制开关相连，其中单向控制开关由四个单向阀门F组成；控制***M与至少一个液压缸相连；装置在控制***作用下实现第一外部液压势能源与第二外部液压势能源和第三外部液压势能源之间能量的有序传递。

送端液压缸组和受端液压缸组中，至少有一组存在至少两个液压缸。

第一外部液压势能源由第一高压液体源H1和第一低压液体源L1组成；第二外部液压势能源由第二高压液体源H2和第二低压液体源L2组成，依此类推。

当受端液压缸组中存在两个以上液压缸时，至少一个受端液压缸连接第二外部液压势能源。其他受端液压缸所连接的外部液体势能源可以是第二外部液压势能源，也可以是第一外部液压势能源，或者其他外部液压势能源。

当送端液压缸组中存在两个以上液压缸时，至少一个送端液压缸连接第一外部液压势能源。其他送端液压缸所连接的外部液压势能源可以是第二外部液压势能源，也可以是第一外部液压势能源，或者其他外部液压势能源。

所述液压势能源是指两个具有相对压强差的液体管道，通过将低压管道液体送入高压液体管道增加液体势能，或使高压管道液体转入低压管道减少势能。

第一高压液体源H1和第二高压液体源H2为带高压空气增压的储液密闭容器或抽水蓄能电站的上水库在低端的出口管道；第一低压液体源L1和第二低压液体源L2为开放的水池或压强低于高压水池的储液密闭容器；

控制***M通过注液的形式给液体管路加压或者用于驱动活塞杆并控制活塞杆的运行速度和方向用于给本实施例增加辅助动力，以上两种形式分别对应控制***M以液体增压的形式串接入管道或者以活塞杆助力的形式与活塞杆串联；其中以液体增压的连接形式为用液压泵或者水泵或者液压机构串接入管道增压，包括在受端与工作的入液管道相连、在受端与工作的出口管道相连或在送端与工作的入液管道相连三种连接形式；以活塞杆助力的连接形式包括通过直线电机与活塞杆串联、通过曲柄电机与活塞杆串联、通过外置液压缸与活塞杆串联或通过牵引的方式与活塞杆串联包括齿轮链接或牵引绳连接，将杆的直线运动转换成齿轮的曲线运动或者牵引绳的曲线运动。控制***M作用力小于等于任一送端液压缸的作用力。

工作时，送端液压缸组中所有送端液压缸活塞杆的合力小于受端液压缸组中所有受端液压缸活塞杆的合力，且控制***M和所有送端液压缸活塞杆的合力大于等于受端液压缸组中所有受端液压缸活塞杆的合力，保证多级液压缸的自同步运行。

在实施例1中：

受端液压缸组包括同轴但不同面积的第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2，且第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2的两端都只有一个出口，受端液压缸A2的两端通过两个单向阀门F分别与第二高压液体源H2和第二低压液体源L2相连，受端液压缸A1的两端通过两个单向阀门F分别与第三高压液体源H3和第三低压液体源L3相连，其中与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连的单向阀门F2的出口通过出口管道与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连，与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连的单向阀门F1的入口通过入液管道与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连；

送端液压缸组包括一个送端液压缸B，送端液压缸B的两端的出口通过一个换向阀门G连接至第一高压液体源H1和第一低压液体源L1，其中与第一高压液体源H1相连的管道为送端的入液管道，与第一低压液体源相连的管道为送端的出口管道；

送端液压缸B活塞杆所受的力小于第一受端液压缸A1活塞杆和第二受端液压缸A2活塞杆的合力，且控制***M和送端液压缸B活塞杆所受的力大于等于第一受端液压缸A1活塞杆和第二受端液压缸A2活塞杆的合力；

控制***M用于驱动活塞杆并控制活塞杆的运行速度和方向，即以活塞杆助力的形式与活塞杆串联；

送端液压缸B可以被多个面积相同或不同的同轴送端液压缸代替；此时，所有送端液压缸的合力小于所有受端液压缸的合力，且控制***M和所有送端液压缸的合力大于等于所有受端液压缸的合力；换言之，所有送端液压缸的合力小于所有受端液压缸的合力，控制***M的作用力小于等于任一送端液压缸的作用力，实现多级液压缸的自同步运行。

实施例1的运行步骤为：

在步骤11之前、控制***M默认一直在工作状态，根据开的阀门判断活塞杆是向左还是向右运行；换向阀门G与第一高压液体源H1相连的管道为入液管道，换向阀门G与第一低压液体源L1相连的管道为出口管道；

步骤11、打开与送端液压缸B相连的换向阀门G，打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2右侧入口与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2左侧出口与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向左运行，待活塞杆运行到最左端后，关闭所有单向阀门F；

步骤12、打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2左侧入口与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2右侧出口与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行；待活塞杆运行到最右端后，关闭所有单向阀门F；

重复以上两个步骤直至工作停止。

如图2所示的本发明实施例2，未描述的部分与实施例1相同；

在实施例2中：

受端液压缸组包括同轴且面积相同的第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2，且第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2的两端各有两个出口，每一端的两个出口分别通过一个单向阀门F与第二、第三高压液体源和第二、第三低压液体源相连；单向入液阀门F1的入口与第二、第三低压液体源相连，单向出口阀门F2的出口与第二、第三高压液体源相连；其中与第二、第三高压液体源相连的管道为受端的出口管道，与第二、第三低压液体源相连的管道为受端的入液管道；

送端液压缸组包括一个送端液压缸B，送端液压缸B两端同样各有两个出口，其中每一端的两个出口分别通过一个开关阀门K与第一高压液体源H1和第二低压液体源L1相连；其中与第一高压液体源H1相连的管道为送端的入液管道，与第一低压液体源L1相连的管道为送端的出口管道；

实施例2的运行步骤为：

在步骤21之前、控制***M默认一直在工作状态，根据开的阀门判断活塞杆是向左还是向右运行；

步骤21、打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2右下侧入口与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2左上侧出口与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2，打开送端液压缸B右端和第一高压液体源H1相连的开关阀门K，且打开送端液压缸B左端和第一低压液体源L1相连的开关阀门K；控制***M驱动活塞杆向左运行，待活塞杆运行到最左端后，关闭所有单向阀门F和开关阀门K；

步骤22、打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2左下侧入口与第二低压液体源L2和第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，打开第一受端液压缸A1和第二受端液压缸A2右上侧出口与第二高压液体源H2和第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2，打开送端液压缸B左端和第一高压液体源H1相连的开关阀门K，且打开送端液压缸B右端和第一低压液体源L1相连的开关阀门K；控制***M驱动活塞杆向右运行；待活塞杆运行到最右端后，关闭所有单向阀门F和开关阀门K，

重复以上两个步骤直至工作停止。

如图3和图4所示的本发明实施例3，未描述的部分与实施例1相同；

在实施例3中：

受端液压缸组包括一个受端液压缸A，受端液压缸A的两端分别通过两个单向阀门F与第三高压液体源H3和第三低压液体源L3相连，其中与第三高压液体源H3相连的单向阀门F2的出口通过出口管道与第三高压液体源H3相连，与第三低压液体源L3相连的单向阀门F1的入口通过入液管道与第三低压液体源L3相连；与第三高压液体源H3相连的管道为受端的出口管道，与第三低压液体源L3相连的管道为受端的入液管道；

送端液压缸组包括一个送端液压缸B，送端液压缸B的两端的出口通过一个换向阀门G连接至第一高压液体源H1和第一低压液体源L1，其中与第一高压液体源H1相连的管道为送端的入液管道，与第一低压液体源相连的管道为送端的出口管道；

实施例3还包括可以对送端和受端状态进行切换的液压缸C；根据工作状态，液压缸C可以属于受端液压缸组或送端液压缸组，液压缸C的两端口通过单向和换向控制开关并联连接的方式与第二高压液体源H2和第二低压液体源L2相连；液压缸C可以与第一外部液压势能源、第二外部液压势能源或其他外部液压势能源中的任意一个液体源相连。

所述并联连接方式为：液压缸C两端口同时连接单向和换向控制开关与第一外部液压势能源、第二外部液压势能源或其他外部液压势能源相连；其中换向阀门G将液压缸C的两端与第二高压液体源H2和第二低压液体源L2相连，将液压缸C的两端和第二高压液体源H2相连的两个单向阀门F的出口与第二高压液体源H2相连，将液压缸C的两端和第二低压液体源L2相连的两个单向阀门F的入口与第二低压液体源L2相连。

在运行中根据需要控制换向控制开关动作或者失效使该液压缸在受端和送端两组之间转换。并联连接方式可以使液压缸进行受端液压缸和送端液压缸的相互切换，其单向控制开关还可以对送端液压缸起意外保护作用，相当于安全阀。

实施例3的液压缸C作为送端液压缸运行时，与液压缸C两端相连的单向阀门F会由于相连势能源的压差作用自动关闭，具体步骤为：

步骤11、打开与送端液压缸B和液压缸C相连的换向阀门G，打开受端液压缸A右侧入口与第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A左侧出口与第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向左运行，待活塞杆运行到最左端后，关闭所有单向阀门F；

步骤12、打开受端液压缸A左侧入口与第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A右侧出口与第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行；待活塞杆运行到最右端后，关闭所有单向阀门F；

重复以上两个步骤直至工作停止。

液压缸C转变为受端液压缸运行时有两种运行方式：分时运行和同步运行。

分时运行方法是指在装置运行过程中，受端液压缸只有单向阀门F处于工作状态，换向阀门G一直处于关闭状态；

实施例3的液压缸C作为受端液压缸运行且使用分时运行方法时，与液压缸C两端相连的换向阀门G保持关闭，具体步骤为：

步骤11、打开与送端液压缸B相连的换向阀门G，打开受端液压缸A和液压缸C右侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C左侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向左运行，待活塞杆运行到最左端后，关闭所有单向阀门F；

步骤12、打开受端液压缸A和液压缸C左侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C右侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行；待活塞杆运行到最右端后，关闭所有单向阀门F；

重复以上两个步骤直至工作停止。

同步运行方法是指在运行过程中，受端液压缸的单向阀门F和换向阀门G在某一时段会同时处于工作状态；

实施例3的液压缸C作为受端液压缸运行且使用同步运行方法的具体步骤为：

步骤1、打开受端液压缸A和液压缸C右侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C左侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2，同时打开与送端液压缸B连接的换向阀门G；控制***M驱动活塞杆向左运行，当活塞杆运行到最左端后，关闭已打开的各单向阀门F；打开受端液压缸A和液压缸C左侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C右侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行，活塞杆运行到最右端后，关闭已打开的单向阀门F，并重复步骤1；

在此步骤中，各管道中的流量较小，打开单向阀门F主要起导向作用；随着流量逐渐放大，自动进入步骤2。

步骤2、与液压缸C相连的换向阀门G打开，此时与液压缸C相连的某两个单向阀门F和与液压缸C相连的换向阀门G同时进入工作状态；

此时控制***M驱动活塞杆向左运行，打开受端液压缸A和液压缸C右侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C左侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；当活塞杆运行到最左端后，关闭已打开的各单向阀门F，打开受端液压缸A和和液压缸C左侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C右侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行，当活塞杆运行到最右端后，关闭已打开的单向阀门F，并重复步骤2；

在此步骤中，各管道中的流量继续放大，当流量放大一定程度后，进入步骤3。

步骤3、与液压缸C相连的所有单向阀门关闭，与液压缸C相连的换向阀门G持续导通；

此时控制***M驱动活塞杆向左运行，打开受端液压缸A右侧入口与第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A左侧出口与第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；当活塞杆运行到最左端后，关闭已打开的各单向阀门F，打开受端液压缸A左侧入口与第三低压液体源L3相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A右侧出口与第三高压液体源H3相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行，当活塞杆运行到最右端后，关闭已打开的单向阀门F，并重复步骤3；

直至准备停止工作时，进入步骤4。

步骤4、关闭与液压缸C相连的换向阀门G，此时控制***M驱动活塞杆向左运行，打开受端液压缸A和液压缸C右侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C左侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；当活塞杆运行到最左端后，关闭已打开的各单向阀门F，打开受端液压缸A和和液压缸C左侧入口与第三低压液体源L3和第二低压液体源L2相连的单向入液阀门F1，且打开受端液压缸A和液压缸C右侧出口与第三高压液体源H3和第二高压液体源H2相连的单向出口阀门F2；控制***M驱动活塞杆向右运行，当活塞杆运行到最右端后，关闭已打开的单向阀门F，重复步骤4直至工作停止；

在此步骤中，各管道中的流量逐渐减小，随着流量缩小至初始值时，关闭所有单向阀门和换向阀门。

如果在运行过程中需要把液压缸C的受端运行转态转变为送端运行状态，只需打开与液压缸C相连的换向阀门G，与液压缸C相连的单向阀门会由于相连势能源的压差作用自动关闭。

Claims (8)

1.一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，包括控制***（M）、单向控制开关、双向切换开关、送端液压缸组和受端液压缸组，其中三个或更多液压缸分成送端液压缸组和受端液压缸组，送端液压缸两端口与第一外部液压势能源经过双向切换开关相连；受端液压缸两端口与第二外部液压势能源经过单向控制开关相连；送端液压缸组中各液压缸和受端液压缸组中各液压缸的活塞杆同轴；控制***（M）与至少一个液压缸相连；装置在控制***作用下实现第一外部液压势能源与第二外部液压势能源之间的能量转换；

所述受端液压缸组中存在两个及以上液压缸时，至少一个受端液压缸连接第二外部液压势能源；其他的受端液压缸所连接的外部液压势能源为第一外部液压势能源或者其他外部液压势能源；

所述单向控制开关由四个单向阀门（F）组成；

所述外部液压势能源是指两个具有相对压强差的液体管道，通过将低压管道液体送入高压液体管道增加液体势能，或使高压管道液体转入低压管道减少势能；

送端液压缸组中所有送端液压缸活塞杆的合力小于受端液压缸组中所有受端液压缸活塞杆的合力，且控制***（M）和所有送端液压缸活塞杆的合力大于等于受端液压缸组中所有受端液压缸活塞杆的合力，保证多级液压缸的自同步运行，保证受端提供的阻力不至于减少。

2.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述送端液压缸组中存在两个及以上液压缸时，至少一个送端液压缸连接第一外部液压势能源；其他的送端液压缸所连接的外部液压势能源为第二外部液压势能源、第一外部液压势能源或者其他外部液压势能源。

3.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述第一外部液压势能源由第一高压液体源（H1）和第一低压液体源（L1）组成；所述第二外部液压势能源由第二高压液体源（H2）和第二低压液体源（L2）组成。

4.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述双向切换开关可以是换向阀门（G），也可以由四个开关阀门（K）控制阵列组成。

5.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，将受端液压缸的两端和第二高压液体源（H2）相连的两个单向阀门（F）的出口与第二高压液体源（H2）相连；将受端液压缸的两端和第二低压液体源（L2）相连的两个单向阀门（F）的入口与第二低压液体源（L2）相连。

6.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述控制***（M）与至少一个液压缸相连的形式包括以液体增压的形式串接入管道或以活塞杆助力的形式与活塞杆串联；

所述以液体增压的连接形式为用液压机构串接入管道增压，包括在受端与工作的入液管道相连、在受端与工作的出口管道相连或在送端与工作的入液管道相连三种连接形式；

所述以活塞杆助力的连接形式包括通过直线电机与活塞杆串联、通过曲柄电机与活塞杆串联、通过外置液压缸与活塞杆串联或通过牵引的方式与活塞杆串联，所述通过牵引的方式与活塞杆串联包括齿轮链接或牵引绳连接，将杆的直线运动转换成齿轮的曲线运动或者牵引绳的曲线运动。

7.根据权利要求1所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述送端液压缸组和受端液压缸组中的液压缸通过并联连接方式与液压势能源相连，且在运行中实现受端液压缸和送端液压缸之间的转换；

所述液压缸通过并联连接方式与液压势能源相连为：液压缸两端口同时连接单向控制开关和双向切换开关与第一外部液压势能源、第二外部液压势能源或其他外部液压势能源相连；在运行中根据需要控制双向切换开关打开或关闭使该液压缸在受端和送端两组之间转换。

8.根据权利要求7所述的一种自同步多级液压缸液压势能转换装置，其特征在于，所述并联连接方式下转换为受端液压缸运行时有两种运行策略：分时运行和同步运行；

所述分时运行是指在运行过程中，只有单向控制开关处于工作状态，双向切换开关一直关闭；

所述同步运行是指在运行过程中，单向控制开关和双向切换开关在某一时段同时处于工作状态，增大运行时的管道流量。

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