简易液压伺服试验台设计方案，请大家提提意见！

liangquan6 · 发表于 2022-4-16 10:33:15

本帖最后由 liangquan6 于 2022-4-16 10:40 编辑

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。

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。

为此，选用了如下的微型液压泵，其性能参数如下：

选用台达伺服电机作为动力源。

2.初步设计了液压试验台的结构图；

2.1 为提高泵的自吸能力，将液压泵布置在了油箱下面；

2.2 设计为小车结构，方便搬运和移动；

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。

3. 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；

3.1 系统建成后，首先完成这个“泵循环试验”，原理图如上图。

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。

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。

3.2 单自由度阀控缸系统试验原理图，如上图所示。

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。

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。

3.3 单自由度泵控缸系统试验

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。

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。

3.4 多自由度机械手伺服系统

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。

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。

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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！

机械小仙女 · 发表于 2022-4-16 10:55:29

比较深奥

斯文棒棒 · 发表于 2022-4-16 11:32:47

开机会不会轰动全球?

repzk031 · 发表于 2022-4-16 11:37:38

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

liangquan6 · 发表于 2022-4-16 12:11:01

repzk031 发表于 2022-4-16 11:37: F) u; Q( q6 V
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 ...

感谢您中肯的建议，我会认真考虑的：

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）；

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：
微型柱塞泵、微型阀、微型液压系统 (midraulic.com)
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。
我想可能不会让泵在4500-7000rpm的状态下运转。

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，

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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；

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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
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）

ywjianghu · 发表于 2022-4-16 13:02:55

楼主选用的是哪个厂家的哪种泵？
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。

threetigher · 发表于 2022-4-16 14:02:13

0.7厚铁板，阿里采购，忒不靠谱

liangquan6 · 发表于 2022-4-16 15:03:40

ywjianghu 发表于 2022-4-16 13:02' f4 I- } o3 k5 ^" X
楼主选用的是哪个厂家的哪种泵？
( T4 b9 S2 P, D, q s# F5 o7 ?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 ...

感谢中肯建议，没用过，首次尝试。

选用的是“重庆微液”公司的产品。

http://www.midraulic.com/sy

liangquan6 · 发表于 2022-4-16 15:04:57

threetigher 发表于 2022-4-16 14:02) ?6 k% o3 r+ p/ O4 w
0.7厚铁板，阿里采购，忒不靠谱

有点图方便了，这种铁板原来是用来挂工具的。

不买现成的了，改成厚铁板加钻孔吧！

虚空拾荒者 · 发表于 2022-4-16 15:11:45

学习了

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