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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
) y: ^) A2 U: r' d8 D7 f: w* [* [4 r, D
1. 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。: o2 M9 L" e9 a, R

* M' |* X  D! W- o" E. g: L* x- T- j
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。

+ M# E/ o3 Y) \2 R. y( J0 J
为此,选用了如下的微型液压泵,其性能参数如下:
- }- `  s' ]. x/ }5 g1 e1 K% ^

; D4 n/ C: u& i  |2 c选用台达伺服电机作为动力源。
7 T+ ]3 _7 Z3 a- l; V1 Z7 U9 O, E
. J$ y* h1 u4 W" w2.初步设计了液压试验台的结构图;
5 M' R: M- x$ r& m" j1 Q
  g0 z$ ~/ O3 \: m- E' R0 K. u1 b* }4 B
2.1 为提高泵的自吸能力,将液压泵布置在了油箱下面;
$ B5 M! i4 c& I, R4 e4 l. o; B7 v. g9 M' l$ d; E
( S' h- E; t0 p) P0 ~. c. L
2.2 设计为小车结构,方便搬运和移动;  P+ m4 s+ Y& I* ?+ Q0 j

" R0 f5 o  @/ ~2.3 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。) |7 V9 L6 U+ R; C

4 r" _. R" K0 _/ u! q3. 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;0 w  W! W& f1 Z- _
8 @. d: R  V& j
3.1 系统建成后,首先完成这个“泵循环试验”,原理图如上图。
3 r" Z; @! V8 D) F+ [- V* |! R  I6 [% ]5 x5 r; h7 ]% q4 V
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。

/ ^6 I& {, v$ `6 X% t" c9 `6 T
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。
0 q( e) W: U1 u8 i6 k/ ]. j" w0 i
" l; e# q7 n% }! K5 W. s

$ F" E' w2 s# m% |* H3.2 单自由度阀控缸系统试验原理图,如上图所示。, T9 q! _9 x1 O- o

5 [+ m6 {; Y8 P* |3 s* |
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。

6 P; Q) J: ?5 k% `5 g$ G2 \- N
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。
0 i* c/ \+ W, _/ U3 h

# J& g2 e7 z& ~
$ {7 m, _3 u+ T0 y3.3 单自由度泵控缸系统试验% `3 p  W" B3 v6 P
4 f- ^, ^" X0 K* v& x
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。
9 J  |% t) w2 i: H- O3 a
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。
9 e5 W/ _0 i: R% l9 p7 g7 F; w

, z; ^6 |' R4 G4 k" i! h3 f, ]3.4 多自由度机械手伺服系统, `* i( i# {9 u
5 I6 [( Y6 l" m. b& S- s) s
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。

, i* f3 ]* B. N( s, l
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。
8 [0 L, C* a. H8 H& c6 \
4 F; h8 C( O+ J# I, @; g

+ M# q- F1 L  z. n& v/ |3 P# m--------------
5 {) I( i' A0 ^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!* q9 s9 e+ D& g3 c

# ~5 q( o8 k& D- a7 z' p( ]. T4 ~5 P7 w

+ d1 K4 K3 ]) C6 `8 n

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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
9 w* y- S# t/ I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 ...

" h+ r- U. w' |4 m* S1 X* [感谢您中肯的建议,我会认真考虑的:1 f$ V) ~( ~" P0 a

% I- K# {0 B) l
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);9 C7 S- }! `$ i7 \5 l2 r1 I+ ^& N

) Q" [5 u1 D# Y, E  f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:
) P1 n$ @: _) r& t: b  u微型柱塞泵、微型阀、微型液压系统 (midraulic.com)
- Y9 f4 H8 ~7 m# [  G0 Q1 ~  ?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。2 x- F8 m# ~6 i
我想可能不会让泵在4500-7000rpm的状态下运转。
0 ^& ^3 V0 z; d4 T) Z: t$ ^, Q8 U1 z1 z; W5 s7 s  H
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,9 S9 Z3 T- _- X' I; K

$ {  M2 u9 V9 H! w------------------------5 d+ Y0 @5 I. [' V
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;
; ~8 ^9 _- p1 X& l5 ~+ w2 F$ p1 D6 r* K! u0 f  ^
------------------------1 x9 N! ~( B9 w3 j( H
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. n6 A* r# L7 C" Q
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)" l; F" o2 b4 ?* |3 \

0 y0 Y6 T3 y5 p& ~) l+ s3 Q. q; _% ]6 E% z# j9 f6 c' G) g: D' M
1 V& ~" Q9 K- F. ?& `6 h# g
4 R2 v1 [+ W$ l

2 _1 ~: u" Y7 R. b! F

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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?
) y5 y5 L3 o8 [/ 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
' {1 r. j" [7 M  Z* Q楼主选用的是哪个厂家的哪种泵?$ }. p0 g8 s) Z9 }
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 ...
2 m' U4 K- g* |) Z% \; a6 k
感谢中肯建议,没用过,首次尝试。9 }. L+ o' F' E
& [; a/ }% h0 r# ^# E$ B' {
选用的是“重庆微液”公司的产品。
9 c; g) [2 J/ I' |. v7 s. s$ O- K9 c
http://www.midraulic.com/sy! a- R7 z' V& P
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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
* [, d9 x/ m5 w/ \& Z' Z# P0.7厚铁板,阿里采购,忒不靠谱

9 Y! `/ x' Y. R+ D9 J: \+ y* T% S有点图方便了,这种铁板原来是用来挂工具的。6 E+ \& n2 S! d* Y% ~! u

8 S7 b0 Q7 z- \, y, x- S/ Z$ o% S6 U' P* c
不买现成的了,改成厚铁板加钻孔吧!
: }8 b. h% z0 B4 L/ B

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发表于 2022-4-16 15:11:45 | 显示全部楼层
学习了) a8 _& V. @0 U
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