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简易液压伺服试验台设计方案,请大家提提意见!

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发表于 2022-4-16 10:33:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 liangquan6 于 2022-4-16 10:40 编辑
% t* J/ ~. P+ b& h$ z1 S
; X( q! `2 U& P( [: `7 Q1. 在高校做科学研究,想做一套简易的液压伺服系统试验台,做一些液压伺服系统试验。
7 s* d' Q/ O) d* @3 Q
8 G1 [/ z0 O! A; c8 C* ^! m
考虑的因素主要包括:
1)系统占用场地尽量小;
2)系统在一定范围内可移动;
3)液压系统回路可以灵活多变,能完成:单自由度阀控伺服、单自由度伺服电机泵控伺服、多自由度伺服电机泵(阀)控伺服、常见液压传动系统回路搭建;
4)尽量提高液压系统元件的重复使用率;
5)想做机械臂的伺服控制,机械臂系统的自由度可适当增减;
6)电气系统灵活多变。

1 C$ L2 a' |$ N2 H$ Y  x5 Y4 x
为此,选用了如下的微型液压泵,其性能参数如下:

$ y2 v  T, H6 ]0 k( j* v" Z+ O5 V- B% A8 u( b
选用台达伺服电机作为动力源。2 D% s8 R# Y6 u( L# d' P! O+ i) S
1 m3 \6 t- n* Y- V! q
2.初步设计了液压试验台的结构图;
2 s. w6 e' W) s& V5 r/ I* K* b0 ]3 X
% F; v0 B$ R% L2 p: t
/ B. ]! U, Y* d$ Z8 y: H2.1 为提高泵的自吸能力,将液压泵布置在了油箱下面;
( G1 U) ?- ]% o; m. {
3 |0 j* l' l+ s  d$ G8 u' F0 c
. z( N% N6 q' B2.2 设计为小车结构,方便搬运和移动;7 y, E  y2 d; n% R

9 O; {4 m3 A) `( m- w: m7 T+ x2.3 两块带孔的铁板(0.7mm厚,阿里巴巴采购),打算一块安装机械元件(集成块、压力表等,0.7mm厚的钢板能承受住吧?);另一块布置导轨,安装电气控制元件。5 l+ p/ r2 T. M: K0 t+ e

' U2 w5 ^# O' q  U3 Q! i3. 为了用这一套设备,完成尽可能多的液压系统试验,元件之间,采用软管连接;
4 P4 L: ^* o& `9 H( Z. T
4 \& ]" o3 j* D8 L2 T; C3.1 系统建成后,首先完成这个“泵循环试验”,原理图如上图。9 A+ ~9 o, I# c+ n$ M" n! _

: V7 R# B  S( r1 N
系统的功能模块包括:
1)泵-电机组;
2)调压卸荷集成块;
3)油箱及其辅件;
4)运行状态检测。

& l: Y5 {2 S2 T+ O8 f8 w& E" \% w: C
可测试:
1)泵-电机组的运行可行性;
2)系统调压集成块设计的可行性;
3)冷却、过滤、油温、液位等功能是否可行;
4)系统压力是否能够检测到。
# {; x$ J, c  t. l8 w) l
2 k1 U1 I$ o0 w( ?8 L

* H6 e1 ~' N( O% G& L" {3.2 单自由度阀控缸系统试验原理图,如上图所示。
+ i6 n) o; E  j0 t8 b+ X1 k
/ S) E& c: u" L; N% U
系统的功能模块包括:
1)泵-电机组;
2)调压卸荷集成块;
3)油箱及其辅件;
4)运行状态检测;
5)高压过滤器;
6)吸收压力脉动蓄能器;
7)阀控缸系统。
/ D% T6 Y7 ]1 Y2 U
可测试:
1)阀控缸系统的PID控制;
2)阀控缸系统的非线性控制策略;
3)测试阀控缸系统的温升现象。
) {4 y+ H7 F: o' ]  [
7 j$ f# u3 r0 B" R/ c8 S

7 h8 J' h) v2 ^9 c9 E( Y3.3 单自由度泵控缸系统试验
& O& @. G: R6 U9 ?- v+ ^% T  h3 Z1 ~5 y/ q1 C
系统的功能模块包括:
1)泵-伺服电机组;
2)闭式回路调压、卸荷、换向集成块;
3)油箱及其辅件、冷却系统;
4)运行状态检测;
5)高压过滤器;
6)吸收压力脉动蓄能器;
7)液压缸执行器。
; c$ G% F9 j9 N3 N  Y( W+ B- g8 Y
可测试:
1)泵控缸系统的PID控制;
2)泵控缸系统的非线性控制策略;
3)泵控缸系统的温升现象、系统效率等。
. i% r  `4 F5 z5 d8 C9 L

! `% w8 K$ G5 y3 X/ W1 c! a" B3.4 多自由度机械手伺服系统, d9 ^9 }; y" x* Z

) w4 n9 P8 |- V' _+ V
系统的功能模块包括:
1)泵-电机组;
2)闭式回路调压、卸荷、换向集成块;
3)油箱及其辅件、冷却系统;
4)运行状态检测;
5)高压过滤器;
6)吸收压力脉动蓄能器;
7)3组液压缸执行器。
* h7 ?9 E1 N# W2 P
可测试:
1)多自由度液压机械手控制算法研究;
2)多自由度液压机械手前馈控制算法研究;
3)多自由度液压机械手虚拟分解控制算法研究。( L6 [# Z2 ?8 `! i
4 j5 ^! b  N. ~! X% `; s

2 B' T' Z' n% H--------------2 B; ~* q0 k% e
以上系统方案、原理,有没有考虑不周,不合理的地方?欢迎大家多提宝贵意见!- t" q: c, J' K9 h, o# g& A
# r) p# v% X( x3 k0 ^
; }" x  T4 X. Z5 m( U( n$ r

3 u' d8 E" C2 }( h5 a

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发表于 2022-4-16 10:55:29 | 显示全部楼层
比较深奥
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发表于 2022-4-16 11:32:47 | 显示全部楼层
开机会不会轰动全球?

点评

高校中科学研究,要拼“创新性”,不然没法“发高水平文章”(当然,这么做是否有意义是另一个问题)! 以上设想的研究内容,国内国外都已经满天飞了,虽然对于我可能还是新的……  发表于 2022-4-16 11:55
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发表于 2022-4-16 11:37:38 | 显示全部楼层
粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选择泵的额定转速在2000-3000转之间),高速时,液压泵的噪音是非常大的,泵在高低速频繁启动时,对泵寿命也有影响,一般泵使用内啮合的齿轮泵(螺杆泵;柱塞泵也行);伺服电机驱动泵,无非就是控压力与流量通过伺服驱动器,伺服电机转速决定流量,电机屁股后面有旋转编码器做转速反馈,压力呢?没见你原理图上有压力传感器,泵出口为何要电磁卸荷阀是不是稍显多余,个人认为有安全阀即可,电机反转就完成卸荷了啊
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 楼主| 发表于 2022-4-16 12:11:01 | 显示全部楼层
repzk031 发表于 2022-4-16 11:37
5 t" [! M/ T) G% R: O2 S  s粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选 ...

  E6 y" ~$ ~8 X3 v, @" A感谢您中肯的建议,我会认真考虑的:
1 {; h" _3 H. Z4 F9 j0 V) w" |
4 j) `' \" c/ ?9 K: X, Y* V# d
粗略看了一下,我有一些看法,液压伺服系统,一般不会选择转速电机转速4500rpm,甚至你说的7000rpm(建议选择泵的额定转速在2000-3000转之间),高速时,液压泵的噪音是非常大的,泵在高低速频繁启动时,对泵寿命也有影响,一般泵使用内啮合的齿轮泵(螺杆泵;柱塞泵也行);( r$ I) V; ]- x3 X( H0 I

: n! e. ]! h( u3 W  j答:没用过伺服电机驱动过液压泵,打算尝试一下。本柱塞泵,打算选用“重庆微液公司”产品,图片中的参数是该公司提供的样本,公司网站如下:0 E9 ]2 y1 [7 a0 E3 Z+ H! X
微型柱塞泵、微型阀、微型液压系统 (midraulic.com)
+ j  K' v: g. y5 S: x" c2 g他样本中的电机转速,应该是想证明自己的产品性能好。由于我选用台达伺服电机,其样本参数如下。) ]. i/ \; W6 n+ c, w
我想可能不会让泵在4500-7000rpm的状态下运转。
. a8 a2 E, y& h3 P$ `$ D- n1 o& l9 q7 \' _6 @6 j9 B' z7 e
伺服电机驱动泵,无非就是控压力与流量通过伺服驱动器,伺服电机转速决定流量,电机屁股后面有旋转编码器做转速反馈,压力呢?没见你原理图上有压力传感器,
  Y. v# D$ ]# ]* o4 {; `4 ?  z3 y+ K5 e2 `2 |( ^
------------------------9 P" X( q$ C! R8 X
答:这个问题我还没有投入精力去研究,我现在的想法是在扭矩控制状态下(而不知位置或速度控制),对泵孔伺服系统进行伺服控制,不知是否正确,我再想一想;- z* [$ W' p) d" s

; g1 _9 n4 W! u6 t------------------------
( g9 m, U- U1 i& q泵出口为何要电磁卸荷阀是不是稍显多余,个人认为有安全阀即可,电机反转就完成卸荷了啊
) d: b3 D. o  C答:电磁直驱泵控缸的原理图方案,其中的电磁卸荷阀的选用,参考了如下国内外资料(都是学术论文的截图)4 l5 w" M6 e& f# Z( [  E- E

, d( P0 p; e5 [, i& Z* A- v9 q7 q$ q  V7 ?5 o- n) A

5 Y( S. A2 e# T1 W2 q
- G, P6 S; J* |( p0 w2 u

! Y# Z5 x# K( A

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发表于 2022-4-16 13:02:55 | 显示全部楼层
楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?( w0 X0 [" f6 D
我之前使用HGP系列齿轮泵,初略看,进油口和出油口可以通过调整泵的转向而调换,并且短时间也可以使用。但实际使用寿命很短。仔细观察,发现调过来后润滑和密封都不合理了。
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发表于 2022-4-16 14:02:13 | 显示全部楼层
0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱
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 楼主| 发表于 2022-4-16 15:03:40 | 显示全部楼层
ywjianghu 发表于 2022-4-16 13:02& g1 i; X. w/ u, M
楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?4 K7 x" h7 T' k4 K1 A2 ^- O/ G
我之前使用HGP系列齿轮泵,初略看,进油口和出油口可以通过调整泵的转向 ...
0 b( p( B/ V& f" _* z$ k. A
感谢中肯建议,没用过,首次尝试。
6 e7 L( Z( w6 q2 P# u$ Q' \4 V' s: t+ x  U% ?
选用的是“重庆微液”公司的产品。
& p* Y$ t& |# `9 }9 V3 L
3 z( v5 t5 e$ H  v, }: Lhttp://www.midraulic.com/sy' l; @5 f& P% ?3 `3 W1 e
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 楼主| 发表于 2022-4-16 15:04:57 | 显示全部楼层
threetigher 发表于 2022-4-16 14:02: Q1 J1 {+ ]2 x
0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱
1 t' o0 _0 T- c
有点图方便了,这种铁板原来是用来挂工具的。
, h, U. `! w* J2 A
8 v5 i  ]1 {8 g
" P4 r+ c1 T+ |- }4 b! _不买现成的了,改成厚铁板加钻孔吧!6 @5 O7 }- e) |" ~3 a1 _

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发表于 2022-4-16 15:11:45 | 显示全部楼层
学习了, q, L1 F' h3 U& l( ^2 z# Z
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