CN114263822B - 一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***及方法 - Google Patents

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本发明公开了一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***及方法，包括液压动力源P1、液压动力源P2、两个并行的自锁油缸、电比例换向阀、解锁电磁球阀、平衡阀、压力传感器和编码器，两个自锁油缸的无杆腔A2连通且通过平衡阀与电比例换向阀的腔口A连通，两个自锁油缸的有杆腔B2连通且均与电比例换向阀的腔口B连通，两个自锁油缸的解锁腔L2连通且均与解锁电磁球阀连通，液压动力源P1与电比例换向阀的进油口连通，液压动力源P2与解锁电磁球阀的进油口连通；压力传感器设置在无杆腔A2与平衡阀连接管路上，编码器与天线阵面俯仰主轴同轴安装；本发明的优点在于：解决自锁油缸在任意位置解锁瞬间雷达阵面的解锁冲击现象。

Description

一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***及方法
技术领域
本发明涉及雷达举升机构及控制的技术领域，更具体涉及一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***及方法。
背景技术
大型重载雷达多采用举升油缸支撑雷达天线阵面进行举升动作并将天线阵面锁定在特定工作或维修位置。一方面，为保证雷达探测精度和维护人员安全，天线阵面会长时间被锁定在特定位置，且要求不能有任何下沉量，由于平衡阀存在泄漏，无法满足长时间锁定不能有下沉量的要求；另一方面，为满足雷达新增的变角度工作和维修需求，要求雷达举升机构在任意位置均能够长时间可靠锁定。故此类需求的雷达阵面举升油缸须采用全行程机械自锁油缸，有胀紧式自锁油缸、弹簧楔形块锁紧器式自锁油缸等多种形式。
自锁油缸是靠油缸自身的机械锁紧力克服天线阵面的重力实现对阵面的锁定，长时间锁定后，平衡阀的泄漏会使得油缸无杆腔内的液压油泄压，因此在油缸解锁的瞬间，油缸自锁力突然卸除，且油缸无杆腔内也没有压力油，无法提供支撑力，根据力平衡的原理，阵面会出现突然失重，发生解锁冲击现象；另外，不同的阵面角度所产生的重力负载不同，进而产生的解锁冲击力也不同，严重时会带动整个车身剧烈晃动并发生巨响，存在结构破坏的严重风险。
中国专利授权公告号CN212712543U，公开了一种基于油液补偿的雷达天线举升同步驱动***，雷达天线的举升装置包括左举升油缸、右举升油缸、转台、天线，驱动***包括控制装置和液压装置；液压装置包括油箱、比例换向阀和补油集成阀组；控制装置通过比例换向阀控制左举升油缸和右举升油缸的伸缩运动；比例换向阀还通过补油集成阀组与左举升油缸和右举升油缸的两个腔体分别管道相连，控制装置根据左举升油缸和右举升油缸的位移信息控制补油集成阀组采用分流/集流+比例补油同步控制的模式，向左举升油缸或右举升油缸相应的腔体中补油，实现左举升油缸和右举升油缸的运动同步。该实用新型实现从粗放到精细两级液压同步控制，提高了天线举升同步控制精度。但是该实用新型无法解决自锁油缸解锁瞬间，因油缸自锁力突然卸除而导致雷达阵面的解锁冲击现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于现有技术首先无法解决自锁油缸解锁瞬间，因油缸自锁力突然卸除而导致雷达阵面的解锁冲击现象；其次，无法解决不同的阵面角度所产生的解锁冲击力不同的问题。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，包括液压动力源P1、液压动力源P2、两个并行的自锁油缸(100)、电比例换向阀(200)、解锁电磁球阀(300)、平衡阀(400)、压力传感器(500)和编码器(600)，天线阵面(1)通过两个并行的自锁油缸(100)进行举升、下降以及支撑锁定，两个自锁油缸(100)的无杆腔A2连通且通过平衡阀(400)与电比例换向阀(200)的腔口A连通，两个自锁油缸(100)的有杆腔B2连通且均与电比例换向阀(200)的腔口B连通，两个自锁油缸(100)的解锁腔L2连通且均与解锁电磁球阀(300)连通，电比例换向阀(200)的回油口T以及解锁电磁球阀(300)的回油口T2均与油箱连通，所述液压动力源P1与电比例换向阀(200)的进油口连通，液压动力源P2与解锁电磁球阀(300)的进油口连通；压力传感器(500)设置在无杆腔A2与平衡阀(400)连接管路上，编码器(600)与天线阵面(1)俯仰主轴同轴安装，压力传感器(500)和编码器(600)与伺服控制器连接；伺服控制器控制电比例换向阀(200)动作，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压；预设补油压力值与阵面角度值关联，伺服控制器通过编码器(600)的数值调用当前阵面角度位置所需要的预设补油压力值。
本发明伺服控制器控制电比例换向阀(200)动作，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压，解锁时，伺服控制器控制解锁电磁球阀(300)得电，自锁油缸(100)处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与阵面重力负载平衡，不会发生解锁冲击，有效解决自锁油缸(100)解锁瞬间，因油缸自锁力突然卸除而导致雷达阵面的解锁冲击现象，预设补油压力值与阵面角度值关联，伺服控制器可通过编码器(600)的数值自动调用当前阵面角度位置所需要的预设补油压力值，实现对不同阵面角度所产生的重力负载的无极平衡。
进一步地，所述液压动力源P1为自锁油缸(100)的无杆腔A2或有杆腔B2提供压力油。
进一步地，所述液压动力源P2为自锁油缸(100)的解锁腔L2提供恒定压力的高压油。
进一步地，所述液压动力源P1提供给自锁油缸(100)的最大推力或最大拉力均小于自锁油缸(100)自身的锁紧力，即自锁油缸(100)处于锁紧状态时，自锁油缸(100)的活塞杆不能动作。
进一步地，所述自锁油缸(100)为胀紧式自锁油缸或弹簧楔形块锁紧器式自锁油缸。
进一步地，所述解锁电磁球阀(300)失电时，处于右位工作，自锁油缸(100)的解锁腔L2与油箱连通，自锁油缸(100)处于锁紧状态；解锁电磁球阀(300)得电时，处于左位工作，自锁油缸(100)的解锁腔L2与液压动力源P2连通，自锁油缸(100)处于解锁状态。
进一步地，所述电比例换向阀(200)为三位四通阀，零位时，液压动力源P1与油箱连通，液压***卸荷状态；电比例换向阀(200)处于第一工作位时，液压动力源P1通过平衡阀(400)与自锁油缸(100)的无杆腔A2连通，自锁油缸(100)的有杆腔B2与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面(1)举升动作；电比例换向阀(200)处于第二工作位时，液压动力源P1与自锁油缸(100)的有杆腔B2连通，自锁油缸(100)的无杆腔A2通过平衡阀400与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面(1)下降动作。
更进一步地，所述电比例换向阀(200)处于第一工作位和第二工作位时均能实现流量的无极调速。
进一步地，所述编码器(600)实时采集天线阵面(1)的举升角度数值，并实时反馈给伺服控制器。
本发明还提供一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的方法，所述方法包括：
所述自锁油缸(100)通过压力传感器(500)预先得到天线阵面(1)任意举升角度的无杆腔A2的压力值，此时自锁油缸(100)推力与天线阵面(1)重力负载平衡，与天线阵面(1)的角度形成角度-压力曲线；
自锁油缸(100)动作前，根据编码器(600)反馈的当前天线阵面(1)角度值，判断在举升角度范围内后，通过调用角度-压力曲线，得到该角度对应的平衡天线阵面(1)重力负载所需的预设补油压力值；
伺服控制器控制电比例换向阀(200)处于第一工作位，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压；
伺服控制器控制解锁电磁球阀(300)得电，自锁油缸(100)处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与阵面(1)重力负载平衡，不会发生解锁冲击，最后，伺服控制器控制电比例换向阀(100)处于第一工作位或第二工作位，自锁油缸(100)执行举升或下降动作，动作过程中解锁电磁球阀(300)一直处于得电状态。
本发明的优点在于：本发明伺服控制器控制电比例换向阀(200)动作，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压，解锁时，伺服控制器控制解锁电磁球阀(300)得电，自锁油缸(100)处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与阵面重力负载平衡，不会发生解锁冲击，有效解决自锁油缸(100)解锁瞬间，因油缸自锁力突然卸除而导致雷达阵面的解锁冲击现象。同时，预设补油压力值与阵面角度值关联，伺服控制器可通过编码器(600)的数值自动调用当前阵面角度位置所需要的预设补油压力值，实现对不同阵面角度所产生的重力负载的无极平衡。
附图说明
图1为本发明实施例所公开的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的原理结构图；
图2为本发明实施例所公开的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的天线阵面总装图；
图3为本发明实施例所公开的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***中角度-压力曲线示意图；
图4为本发明实施例所公开的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，包括液压动力源P1、液压动力源P2、两个并行的自锁油缸100、电比例换向阀200、解锁电磁球阀300、平衡阀400、压力传感器500和编码器600，天线阵面1通过两个并行的自锁油缸100进行举升、下降以及支撑锁定，两个自锁油缸100的无杆腔A2连通且通过平衡阀400与电比例换向阀200的腔口A连通，两个自锁油缸100的有杆腔B2连通且均与电比例换向阀200的腔口B连通，两个自锁油缸100的解锁腔L2连通且均与解锁电磁球阀300连通，电比例换向阀200的回油口T以及解锁电磁球阀300回油口T2均与油箱连通，所述液压动力源P1与电比例换向阀200的进油口连通，液压动力源P2与解锁电磁球阀300的进油口连通；压力传感器500设置在无杆腔A2与平衡阀400连接管路上，检测自锁油缸100的无杆腔A2的压力，编码器600与天线阵面1俯仰主轴同轴安装，压力传感器500和编码器600与伺服控制器连接，所述编码器600实时采集天线阵面1的举升角度数值，并实时反馈给伺服控制器。伺服控制器控制电比例换向阀200的流量大小和解锁电磁球阀300的开关。
所述液压动力源P1为自锁油缸100的无杆腔A2或有杆腔B2提供压力油，其压力值由负载决定。所述液压动力源P2为自锁油缸100的解锁腔L2提供恒定压力的高压油。所述液压动力源P1提供给自锁油缸100的最大推力或最大拉力均小于自锁油缸100自身的锁紧力，即自锁油缸100处于锁紧状态时，自锁油缸100的活塞杆不能动作。所述自锁油缸100为胀紧式自锁油缸或弹簧楔形块锁紧器式自锁油缸。
所述解锁电磁球阀300失电时，处于右位工作，自锁油缸100的解锁腔L2与油箱连通，自锁油缸100处于锁紧状态；解锁电磁球阀300得电时，处于左位工作，自锁油缸100的解锁腔L2与液压动力源P2连通，自锁油缸100处于解锁状态。
所述电比例换向阀200为三位四通阀，属于现有技术，图1中电比例换向阀200的虚线框中结构属于现有固有结构，本申请只关注电比例换向阀200的腔口A、腔口B，进油口及回油口T，因此，内部结构在此不做赘述，电比例换向阀200零位时，液压动力源P1与油箱连通，液压***卸荷状态；电比例换向阀200处于第一工作位时，液压动力源P1通过平衡阀400与自锁油缸100的无杆腔A2连通，自锁油缸100的有杆腔B2与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面1举升动作；电比例换向阀200处于第二工作位时，液压动力源P1与自锁油缸100的有杆腔B2连通，自锁油缸100的无杆腔A2通过平衡阀400与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面1下降动作。所述电比例换向阀200处于第一工作位和第二工作位时均能实现流量的无极调速。
如图2所示，本发明还提供一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的方法，所述方法包括：天线阵面1由两根自锁油缸100实现举升、下降及支撑锁定，所述编码器600与雷达天线阵面1俯仰主轴同轴安装，实时采集举升角度数值，并实时反馈给伺服控制器。雷达阵面1总装完成后，所述自锁油缸100执行全行程举升动作。根据力平衡原理，解决解锁冲击的核心在于如何保证解锁时，油缸无杆腔内液压油需有压力，且提供的支撑力能够刚好与天线阵面1的重力负载平衡，压力小时会出现阵面1失重冲击，压力大时会出现油缸活塞杆突然伸出，产生冲击。而且，天线阵面1的举升角度不同时，所需的油缸支撑力也不同。通过所述压力传感器500预先得到阵面1任意举升角度的油缸无杆腔A2的压力值，此时的油缸推力即与阵面1重力负载平衡，与阵面1角度形成角度-压力曲线，如图3所示，并存储在伺服控制器中。
如图4所示，自锁油缸100动作前，根据编码器600反馈的当前天线阵面1角度值，判断在举升角度范围内后，通过调用角度-压力曲线，得到该角度对应的平衡天线阵面1重力负载所需的预设补油压力值；
然后，伺服控制器控制电比例换向阀200处于第一工作位，小流量给自锁油缸100的无杆腔A2进行补油，当压力传感器500采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀200失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀400保压；
伺服控制器控制解锁电磁球阀300得电，自锁油缸100处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与阵面1重力负载平衡，不会发生解锁冲击，最后，伺服控制器控制电比例换向阀100处于第一工作位或第二工作位，自锁油缸100执行举升或下降动作，动作过程中解锁电磁球阀300一直处于得电状态。
通过以上技术方案，本发明伺服控制器控制电比例换向阀200动作，给自锁油缸100的无杆腔A2进行补油，当压力传感器500采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀200失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀400保压，解锁时，伺服控制器控制解锁电磁球阀300得电，自锁油缸100处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与阵面1重力负载平衡，不会发生解锁冲击，有效解决自锁油缸100解锁瞬间，因油缸自锁力突然卸除而导致雷达阵面1的解锁冲击现象，预设补油压力值与阵面角度值关联，伺服控制器通过编码器(600)的数值调用当前阵面角度位置所需要的预设补油压力值。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，包括液压动力源P1、液压动力源P2、两个并行的自锁油缸(100)、电比例换向阀(200)、解锁电磁球阀(300)、平衡阀(400)、压力传感器(500)和编码器(600)，天线阵面(1)通过两个并行的自锁油缸(100)进行举升、下降以及支撑锁定，两个自锁油缸(100)的无杆腔A2连通且通过平衡阀(400)与电比例换向阀(200)的腔口A连通，两个自锁油缸(100)的有杆腔B2连通且均与电比例换向阀(200)的腔口B连通，两个自锁油缸(100)的解锁腔L2连通且均与解锁电磁球阀(300)连通，电比例换向阀(200)的回油口T以及解锁电磁球阀(300)的回油口T2均与油箱连通，所述液压动力源P1与电比例换向阀(200)的进油口连通，液压动力源P2与解锁电磁球阀(300)的进油口连通；压力传感器(500)设置在无杆腔A2与平衡阀(400)连接管路上，编码器(600)与天线阵面(1)俯仰主轴同轴安装，压力传感器(500)和编码器(600)与伺服控制器连接；伺服控制器控制电比例换向阀(200)动作，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压；预设补油压力值与阵面角度值关联，伺服控制器通过编码器(600)的数值调用当前阵面角度位置所需要的预设补油压力值。
2.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述液压动力源P1为自锁油缸(100)的无杆腔A2或有杆腔B2提供压力油。
3.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述液压动力源P2为自锁油缸(100)的解锁腔L2提供恒定压力的高压油。
4.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述液压动力源P1提供给自锁油缸(100)的最大推力或最大拉力均小于自锁油缸(100)自身的锁紧力，即自锁油缸(100)处于锁紧状态时，自锁油缸(100)的活塞杆不能动作。
5.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述自锁油缸(100)为胀紧式自锁油缸或弹簧楔形块锁紧器式自锁油缸。
6.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述解锁电磁球阀(300)失电时，处于右位工作，自锁油缸(100)的解锁腔L2与油箱连通，自锁油缸(100)处于锁紧状态；解锁电磁球阀(300)得电时，处于左位工作，自锁油缸(100)的解锁腔L2与液压动力源P2连通，自锁油缸(100)处于解锁状态。
7.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述电比例换向阀(200)为三位四通阀，零位时，液压动力源P1与油箱连通，液压***卸荷状态；电比例换向阀(200)处于第一工作位时，液压动力源P1通过平衡阀(400)与自锁油缸(100)的无杆腔A2连通，自锁油缸(100)的有杆腔B2与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面(1)举升动作；电比例换向阀(200)处于第二工作位时，液压动力源P1与自锁油缸(100)的有杆腔B2连通，自锁油缸(100)的无杆腔A2通过平衡阀400与油箱连通，油缸解锁时即执行天线阵面(1)下降动作。
8.根据权利要求7所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述电比例换向阀(200)处于第一工作位和第二工作位时均能实现流量的无极调速。
9.根据权利要求1所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***，其特征在于，所述编码器(600)实时采集天线阵面(1)的举升角度数值，并实时反馈给伺服控制器。
10.根据权利要求1-9所述的一种雷达举升机构的防解锁冲击液压***的方法，其特征在于，所述方法包括：
所述自锁油缸(100)通过压力传感器(500)预先得到天线阵面(1)任意举升角度的无杆腔A2的压力值，此时自锁油缸(100)推力与天线阵面(1)重力负载平衡，与天线阵面(1)的角度形成角度-压力曲线；
自锁油缸(100)动作前，根据编码器(600)反馈的当前天线阵面(1)角度值，判断在举升角度范围内后，通过调用角度-压力曲线，得到该角度对应的平衡天线阵面(1)重力负载所需的预设补油压力值；
伺服控制器控制电比例换向阀(200)处于第一工作位，给自锁油缸(100)的无杆腔A2进行补油，当压力传感器(500)采集的无杆腔A2的压力达到预设补油压力值后，电比例换向阀(200)失电回到零位，此时无杆腔A2内的压力由平衡阀(400)保压；
伺服控制器控制解锁电磁球阀(300)得电，自锁油缸(100)处于解锁状态，此时无杆腔A2内的压力刚好与天线阵面(1)重力负载平衡，不会发生解锁冲击，最后，伺服控制器控制电比例换向阀(200)处于第一工作位或第二工作位，自锁油缸(100)执行举升或下降动作，动作过程中解锁电磁球阀(300)一直处于得电状态。
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