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CN102322461B - 一种能量可回收液压执行机构及执行方法 - Google Patents

一种能量可回收液压执行机构及执行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布了一种能量可回收液压执行机构及执行方法。该执行机构蓄电设备、电机控制器、电机、元件、第一液控单项阀、第二液控单项阀、液压缸和液压油箱构成。该种能量可回收液压执行机构及执行方法既可以实现储存在蓄电装置中的电能转化为液压缸活塞杆的动能，又可以实现液压缸活塞杆的动能转化成为电能储存在蓄电设备中，从而起到回收能量、节约资源的效果。该种能量可回收液压执行机构及执行方法在工程技术领域的工程机械上有着良好的应用前景。

Description

一种能量可回收液压执行机构及执行方法
技术领域
本发明专利涉及一种工程机械的液压执行机构及执行方法，具体涉及一种能量可以回收的工程机械液压执行机构及执行方法。
背景技术
在现代技术条件下，用于工程建设的各种工程机械主要由驱动装置、行走装置、工作装置、控制装置及驾驶室构成。其中驱动装置是工程机械的动力源，一般包括发动机及液压泵。发动机是驱动装置的核心部件，为整个工程机械提供动力并驱动液压泵工作输出液压油从而驱动液压缸活塞杆前进、后退。液压缸活塞杆前进、后退可以推动工作装置动作。驾驶室为操作人员提供了乘坐空间，并且在其内部配套设置有控制器、操纵箱等操控装置供操作人员操控工程机械。
这类工程机械的工作装置工作时，在一定条件下液压缸活塞杆存在被动前进和后退的情况；在这种情况下，通常是工作装置的势能转化成液压能，如果这部分能量能够回收起来，节约宝贵能源。但是现有工程机械的工作装置尚不能完成对势能转化成液压能后对这部分能量的回收。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能量可回收液压执行机构。通过使用该系统，能量既可以从储存在蓄电装置中的电能转化为液压缸活塞杆的动能，也可以从液压缸活塞杆的动能转化成为电能储存在蓄电设备中。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种能量可回收液压执行机构，由蓄电设备、电机控制器、电机、元件、第一液控单项阀，第二液控单项阀和液压缸构成，其中蓄电设备和电机电连接，电机控制器和电机电连接；该执行机构还包括一个液压油箱，所述电机和所述元件同轴相连，所述第一液控单项阀、所述第二液控单项阀与所述液压油箱共同组成补油回路；所述元件进油口和出油口分别通过油管连接所述液压缸的大腔和小腔；所述第二液控单项阀的一端与所述液压缸的大腔和所述元件的进油口连接，另一端与所述第一液控单项阀的一端和所述液压油箱连接；所述第一液控单项阀的一端与所述液压缸的小腔和所述元件的出油口连接，另一端与所述第二液控单项阀的一端和所述液压油箱连接。
上述的一种能量可回收液压执行机构，其中所述元件是通过控制斜盘角进行调节。
上述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其中：当所述液压缸活塞杆主动前进时，在所述电机控制器的控制下，所述电机带动所述元件旋转，打出高压控制油进入所述液压缸的大腔，从而将所述第一液控单项阀打开，液压油箱里的液压油补充到回路中。
上述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其中：当所述液压缸活塞杆主动后退时，在所述电机控制器的控制下，所述电机驱动所述元件打出高压控制油进入所述液压缸的小腔，高压控制油将所述第二液控单项阀打开，部分液压油流回所述液压油箱。
上述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其中：当所述液压缸活塞杆在外力作用下被动后退时，所述液压缸大腔高压控制油驱动元件的主轴旋转，高压控制油打开所述第一液控单项阀，部分液压油流回所述液压油箱，部分液压油被吸入所述液压缸小腔。
上述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其中：当所述液压缸活塞杆在外力作用下被动前进时，所述液压缸小腔高压控制油驱动元件的主轴旋转，高压控制油打开所述第二液控单项阀，所述液压油箱里的液压油补充到回路中。
附图说明
图1为本发明专利的结构原理图；
图2为本发明专利的第一种执行方式意图；
图3为本发明专利的第二种执行方式示意图；
图4为本发明专利的第三钟执行方式示意图；
图5为本发明专利的第四种执行方式示意图。
具体实施方式
下面结合附图提供本发明专利的具体实施方式：
如图1和能量可回收液压执行机构，由蓄电设备1、电机控制器2、电机3、元件4、第一液控单项阀5，第二液控单项阀8和液压缸7构成，其中蓄电设备1和电机3电连接，电机控制器2和电机3电连接；本执行机构还包括一个液压油箱6，电机3和元件4同轴相连，第一液控单项阀5、第二液控单项阀8与液压油箱6共同组成补油回路；元件4进油口和出油口分别通过油管连接液压缸7的大腔和小腔；第二液控单项阀8的一端与液压缸7的大腔和元件4的进油口连接，另一端与第一液控单项阀5的一端和液压油箱6连接；第一液控单项阀5的一端与液压缸7的小腔和元件4的出油口连接，另一端与第二液控单项阀8的一端和液压油箱6连接。
工作原理先如图2所示，当液压缸7的活塞杆需要主动前进时，电机3在电机控制器2的控制下，将蓄电设备1中储存的电能转化为旋转动能，驱动元件4打出高压油进入液压缸7的大腔，高压控制油将第一液控单项阀5打开，液压油箱6里的液压油补充到回路中，液压油的流动方向如图2中黑色箭头所示，能量沿图2所示空心箭头方向流动。
如图3所示的能量可回收液压执行机构，当液压缸7的活塞杆需要主动后退时，电机3在电机控制器2的控制下，将蓄电设备1中储存的电能转化为旋转动能，驱动元件4打出高压油进入液压缸7的小腔，高压控制油将第二液控单项阀8打开，部分液压油流回液压油箱6；液压油的流动方向如图3中黑色箭头所示，能量沿图3所示空心箭头方向流动。
如图4所示的能量可回收液压执行机构，当液压缸7的活塞杆在外力的作用下被动后退时，液压缸7大腔高压油驱动元件4的主轴旋转，高压控制油打开第一液控单项阀5，部分液压油流回液压油箱6，部分液压油被吸入液压缸7小腔，液压油流动方向如图4中黑色箭头所示；元件4的旋转主轴驱动电机3旋转主轴旋转，在电机控制器2的控制下此旋转动能转化为电能存储在蓄电设备1中，能量沿图4中空心箭头方向流动。
如图5所示的能量可回收液压执行机构，当液压缸7的活塞杆在外力的作用下被动前进时，液压缸7小腔高压油驱动元件4的主轴旋转，高压控制油打开第二液控单项阀8，液压油箱6里的液压油补充到回路中，液压油流动方向如图5中黑色箭头所示；元件4的旋转主轴驱动电机3旋转主轴旋转，在电机控制器2的控制下此旋转动能转化为电能存储在蓄电设备1中，能量沿图5中空心箭头方向流动。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种能量可回收液压执行机构，由蓄电设备（1）、电机控制器（2）、电机（3）、元件（4）、第一液控单项阀（5）、第二液控单项阀（8）和液压缸（7）构成，其中蓄电设备（1）和电机（3）电连接，电机控制器（2）和电机（3）电连接，其特征在于：该执行机构还包括一个液压油箱（6），其中所述电机(3)和所述元件(4)同轴相连，所述第一液控单项阀（5）、所述第二液控单项阀（8）与所述液压油箱共同组成补油回路；所述元件（4）进油口和出油口分别通过油管连接所述液压缸（7）的大腔和小腔；所述第二液控单向阀（8）的一端与所述液压缸（7）的大腔和所述元件（4）的进油口连接，另一端与所述液控单向阀（5）的一端和所述液压油箱（6）连接；所述第一液控单项阀（5）的一端与所述液压缸（7）的小腔和所述元件（4）的出油口连接，另一端与所述液控单项阀（8）的一端和所述液压油箱（6）连接；所述元件（4）是通过控制斜盘角进行调节。
2.一种如权利要求1所述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其特征在于：当所述液压缸（7）活塞杆主动前进时，在所述电机控制器（2）的控制下，所述电机（3）带动所述元件（4）旋转，打出高压控制油进入所述液压缸（7）的大腔，从而将所述第一液控单项阀（5）打开，所述液压油箱（6）里的液压油补充到回路中。
3.一种如权利要求1所述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其特征在于：当所述液压缸（7）活塞杆主动后退时，在所述电机控制器（2）的控制下，所述电机（3）驱动所述元件（4）打出高压控制油进入所述液压缸（7）的小腔，高压控制油将所述第二液控单项阀（8）打开，部分液压油流回液所述压油箱（6）。
4.一种如权利要求1所述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其特征在于：当所述液压缸（7）活塞杆在外力作用下被动后退时，所述液压缸（7）大腔高压控制油驱动所述元件（4）的主轴旋转，高压控制油打开所述第一液控单项阀（5），部分液压油流回所述液压油箱（6），部分液压油被吸入所述液压缸（7）小腔。
5.一种如权利要求1所述的能量可回收液压执行机构的执行方法，其特征在于：当所述液压缸（7）活塞杆在外力作用下被动前进时，所述液压缸（7）小腔高压控制油驱动元件（4）的主轴旋转，高压控制油打开所述第二液控单项阀（8），所述液压油箱（6）里的液压油补充到回路中。
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