一种液压马达微角度步进控制方法与流程 专利技术说明

流体压力执行机构;一般液压技术和气动零部件的制造及其应用技术1.本发明属于液压传动领域，具体涉及一种液压马达微角度步进控制方法。背景技术：2.现有煤矿钻机的动力头等回转装置大多采用液压马达驱动，所采用的液压系统没有精确控制功能，马达旋转的角度不可控，难以满足煤矿钻机准确导向钻进和自动化控制的需求。3.已有的公开技术中，对于钻机动力头、转动关节等旋转部件的角度测量或控制都是采用旋转编码器或组合的接近开关，该技术必须采用电控方式，涉及的系统较复杂，在煤矿井下适用范围十分有限。如202010125678.8、201610475239.3、201410097402.8。技术实现要素：4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液压马达微角度步进控制方法，以解决现有煤矿钻机缺少精确控制功能，马达旋转角度不可控的问题。5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：6.一种液压马达微角度步进控制方法，主要包括以下步骤：7.在液压泵1与液压马达6之间依次设置两位四通换向阀2、单向阀3、脉冲油缸4以及两位两通液动换向阀5；其中液压泵1与两位四通换向阀2的进油口相接，两位四通换向阀2的回油口与油箱8相接，两位四通换向阀2的b口通过单向阀3与脉冲油缸4的右腔相接通，两位四通换向阀2的a口与脉冲油缸4的左腔相接通，脉冲油缸4的右腔又通过两位两通液动换向阀5与液压马达6相接通；两位两通液动换向阀5的控制油口与两位四通换向阀2的a口间通过油管9相接通；8.充油蓄能过程：9.使两位四通换向阀2与两位两通液动换向阀5中的阀芯均处于右位；10.液压泵1输出的压力油依次通过两位四通换向阀2以及单向阀3后，注入脉冲油缸4的右腔中并为脉冲油缸4的右腔充油，进入右腔的油液推动脉冲油缸4的活塞从右向左移动；11.脉冲油缸4左腔中的油液被挤出，经过两位四通换向阀2回到油箱8中；12.处于右位的两位两通液动换向阀5使脉冲油缸4与液压马达6间的油路为断开状态，脉冲油缸4右腔中的油液不会进入液压马达6，故而一直处于充油蓄能的状态；13.脉冲转动过程：14.使两位四通换向阀2中的阀芯切换至左位，同时，液压泵1输出的压力油依次通过两位四通换向阀2以及油管9进入两位两通液动换向阀5的控制油口、以使两位两通液动换向阀5切换至左位；15.液压泵1输出的压力油通过两位四通换向阀2注入脉冲油缸4的左腔中并为脉冲油缸4的左腔充油；进入左腔的油液推动脉冲油缸4的活塞从左向右移动；16.脉冲油缸4右腔中的油液被活塞挤出，切换至左位的两位两通液动换向阀5使脉冲油缸4与液压马达6间的油路为接通状态，脉冲油缸4右腔中的油液经过两位两通液动换向阀5进入液压马达6，以推动液压马达6旋转一个微小的角度；17.还原过程：18.使两位四通换向阀2中的阀芯再次切换至右位，通过液压泵1向脉冲油缸4的右腔输入压力油，使脉冲油缸4的左腔回油卸压；而两位两通液动换向阀5的阀芯则在弹簧作用下自动回复到右位，整个控制系统回到“充油蓄能过程”的初始状态；19.多次重复“充油蓄能过程”、“脉冲转动过程”以及“还原过程”步骤，通过多次累积使液压马达6旋转至需要的角度。20.进一步，通过在液压泵1与两位四通换向阀2的进油口之间设置溢流阀7，以使多余的压力油经过溢流阀返回油箱8。21.进一步，两位四通换向阀2为手动换向阀，通过松开其上的操作手柄，其阀芯在弹簧的作用下自动切换至右位。22.本发明的有益效果在于：23.该控制方法通过脉冲油缸、手动换向阀和液动换向阀的协同控制，驱动液压马达每次转过一个微小的角度，从而实现了旋转角度的步进控制；液动换向阀则实现了液压泵到脉冲油缸、以及脉冲油缸到液压马达两段油路的自动联动控制，提高了控制调节效率；为准确导向钻进和回转机构的自动化精确控制奠定了技术基础。24.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明25.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：26.图1为本发明的系统示意图。27.附图标记：28.液压泵1、两位四通换向阀2、单向阀3、脉冲油缸4、两位两通液动换向阀5、液压马达6、溢流阀7、油箱8、油管9。具体实施方式29.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。30.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。31.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。32.请参阅图1，为一种液压马达微角度步进控制系统，该系统是在液压泵1与液压马达6之间依次设置两位四通换向阀2、单向阀3、脉冲油缸4以及两位两通液动换向阀5；其中，液压泵1是系统的动力元件，为系统内各元件提供压力油液；液压马达6是旋转输出的执行元件。两位四通换向阀2用于切换脉冲油缸4的进油油路方向；单向阀3用以控制脉冲油缸4右腔与两位四通换向阀2之间油路单向流动；脉冲油缸4则是蓄积、输出油液的元件，用于推动液压马达6转动微小角度，脉冲油缸4的容积与液压马达6单次转动的微小角度相匹配；两位两通液动换向阀5用以切换脉冲油缸4到液压马达6之间油路的通断。33.具体的，液压泵1与两位四通换向阀2的进油口p口相接，两位四通换向阀2的回油口t口与油箱8相接，两位四通换向阀2的b口通过单向阀3与脉冲油缸4的右腔相接通，两位四通换向阀2的a口与脉冲油缸4的左腔相接通，脉冲油缸4的右腔又通过两位两通液动换向阀5与液压马达6相接通；两位两通液动换向阀5的控制油口与两位四通换向阀2的a口间通过油管9相接通。34.该系统的控制方法主要包括以下步骤：35.s1、充油蓄能过程：36.初始时，使两位四通换向阀2与两位两通液动换向阀5中的阀芯均处于右位；液压泵1输出的压力油依次通过两位四通换向阀2以及单向阀3后，注入脉冲油缸4的右腔中并为脉冲油缸4的右腔充油，进入右腔的油液推动脉冲油缸4的活塞从右向左移动。37.脉冲油缸4左腔中的油液被活塞挤出，经过两位四通换向阀2回到油箱8中；此时，处于右位的两位两通液动换向阀5使脉冲油缸4与液压马达6间的油路为断开状态，脉冲油缸4右腔中的油液不会进入液压马达6，故而(脉冲油缸4)一直处于充油蓄能的状态。38.s2、脉冲转动过程：39.操作使两位四通换向阀2中的阀芯切换至左位，同时，液压泵1输出的压力油依次通过两位四通换向阀2以及油管9进入两位两通液动换向阀5的控制油口、以使两位两通液动换向阀5在油液作用下切换至左位。40.液压泵1输出的压力油通过两位四通换向阀2注入脉冲油缸4的左腔中并为脉冲油缸4的左腔充油；进入左腔的油液推动脉冲油缸4的活塞从左向右移动，脉冲油缸4右腔中的油液被活塞挤出。切换至左位的两位两通液动换向阀5使脉冲油缸4与液压马达6间的油路为接通状态，脉冲油缸4右腔中的油液经过两位两通液动换向阀5进入液压马达6，进而推动液压马达6旋转一个微小的角度，即实现了转动角度的步进式微小角度转动。41.s3、还原过程：42.操作使两位四通换向阀2中的阀芯再次切换至右位，通过液压泵1向脉冲油缸4的右腔输入压力油，使脉冲油缸4的左腔回油卸压；此时，两位两通液动换向阀5的阀芯则在弹簧作用下自动回复到右位，整个控制系统再次回到“充油蓄能过程”的初始状态。43.多次重复“充油蓄能过程”、“脉冲转动过程”以及“还原过程”步骤，通过多次累积使液压马达6旋转至需要的角度。44.本方案中还设有溢流阀7，溢流阀7用以调节液压马达6的驱动力；若系统压力达到溢流阀的设定值，多余的油液可经过溢流阀7返回油箱8中，这样即可确保系统的压力安全。该溢流阀7设置在液压泵1与两位四通换向阀2的进油口之间。45.本方案中的两位四通换向阀2为手动换向阀，通过松开其上的操作手柄，可控制其阀芯在弹簧的作用下自动切换至右位。46.该控制方法通过脉冲油缸、手动换向阀和液动换向阀的协同控制，驱动液压马达每次转过一个微小的角度，从而实现了旋转角度的步进控制；液动换向阀则实现了液压泵到脉冲油缸、以及脉冲油缸到液压马达两段油路的自动联动控制，提高了控制调节效率；为准确导向钻进和回转机构的自动化精确控制奠定了技术基础。47.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。









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