发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种高压大功率液压伺服弹射系统，采用液压与特定机械结构相结合的混合弹射方式，实现100kg、300kg负载在5m行程内可加速至20m/s、45m/s。液压回路为了能够瞬间提供高压力大流量，并能够对大流量高压力液压系统进行流量控制，设计了四条液压回路，一路液压缸供油单独通过大流量高频响伺服阀；一路供油同时通过二通阀与伺服阀，可有效解决目前市场伺服阀存在的大流量与高频响参数矛盾的问题；一路配合外部刹车装置完成液压缸的制动；最后一路可对液压油进行油品检测和自清洗工作，避免因为油品造成阀的损害，有效增加了液压回路的寿命。前两条液压回路的设计可以满足不同工况负载需求。蓄能器作为储能设备，回路中采用多个蓄能器构成的蓄能器组作为液压油源。蓄能器组中各蓄能器充气压力不同，成阶梯变化，便于不同蓄能压力下弹射的实现，也更好的做到弹射“省油”和更小的压降。液压缸末端连接由4对动、静滑轮组成的滑轮增速机构，从而有效的解决了液压缸速度极限及末端速度不可控等技术难题，具有结构紧凑、工作效率高、可靠性好等诸多优点。

为实现上述目的，本发明为一种高压大功率液压伺服弹射系统，主要由液压回路及特定滑轮增速机构组成。其中液压回路包括：吸油滤、电机、泵、压油滤、比例溢流阀、安全阀、卸荷阀、二通阀、伺服阀、液控单向阀、液压缸、温度传感器、压力传感器和回油滤。滑轮增速机构由4组动、静滑轮组成，负载末端通过钢丝绳与滑轮组连接；负载速度通过速度传感器测量并反馈给伺服阀完成闭环控制。

进一步优化本技术方案，采用小排量泵、大蓄能的液压系统提供弹射能源动力，大大降低了成本，而且不同刚度的蓄能器匹配使用，大大提高了系统的可控性；小排量泵可以减小蓄能器的在供油过程中由于泵工作产生的蓄能压力脉冲。

进一步优化本技术方案，液压缸缓冲采用外部缓冲代替内部缓冲设计，降低了液压缸制造工艺难度，节省了成本。外部缓冲除了依靠液压回路中的节流控制装置，考虑液压缸在高速运动中活塞速度较快，单纯控制流量很难在短时间内完全制动，因此设定活塞杆行程极限位置进行外部缓冲制动。活塞杆端极限位置处安装光电开关，当开关触发时，液压回路进行卸荷，另活塞杆末端进入缓冲区域。缓冲区域由液压缓冲器及聚氨酯缓冲器组成，实现对液压缸进行机械限位缓冲制动。

进一步优化本技术方案，考虑液压油的品质可能造成液压阀的损害，尤其是高频响伺服阀，在液压回路中增加了油品检测回路，不仅可以实现液压油的检测，还可以利用回油路上的油滤完成液压油的自清洗功能以提高油品。不仅结构简单紧凑，而且有效提搞了阀的寿命，避免了因油品不合格造成的费用损失。

进一步优化本技术方案，超大流量控制阀采用高频响大流量伺服阀结合二通阀的方式。伺服阀的响应时间与通流量是两个相互矛盾参数。并联使用高频响伺服阀与二通阀结合两者的优势，既有了快速响应时间，又满足了系统对流量的要求。

进一步优化本技术方案，液压缸进油端口设计液控单向阀，避免液压缸速度过快造成的供油不足现象，及时进行补油。液压缸回油端口设计二通阀和溢流阀组，避免回油口产生负压而引起空化现象，该设计可为回油路及时提供补油和安全保护。

进一步优化本技术方案，滑轮增速机构采用4组动、静滑轮构成。考虑钢丝绳张力的不均匀性，滑轮两侧拉力有较大差距，液压缸在推动动滑轮组运动的过程中，动滑轮组机构可能因两端扭矩不同发生侧翻，为了保持负载安全可靠的运行，动滑轮组安装在拱型支架上，支架上设置减重及散热孔。滑轮直径200mm，两滑轮间距400mm，保证横向滑轮距离最短，有效减小动滑轮机构两侧扭矩差异，保障了机构平稳可靠运行。

进一步优化本技术方案，滑轮增速机构行走架两侧分别采用6个精密滚柱滑块保证行走架直线行走，具有较高的承载能力和较高的刚性，可获得较高的灵敏度和高性能的平面直线运动，在重载或变载的情况下，弹性变形较小且能获得平稳的直线运动，不会爬行状态，同时提高行走架的抗倾翻能力。

进一步优化本技术方案，蓄能器作为液压回路的动力源，为弹射提供瞬间大流量液压油。针对不同弹射工况，蓄能器采用蓄能器组设计。一方面蓄能器组相较同压力及容积的单个蓄能器，其相应速度更快，最终负载的速度更高；另一方面不同工况下的弹射下，蓄能器需要的工作压力不同，单个蓄能器受限于充气压力值，工作压力范围变小。但是蓄能器组的设计中，各蓄能器充气压力进行阶梯式增加，既满足大功率的高压动作，也可实现小压力工作环境的正常运行。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：1、采用了4路液压回路，满足变负载工况下的工作要求；双泵系统设计保证了在不影响弹射性能的前提下，实现自身液压油的检测及清洗功能；提供了液压缸缓冲制动回路，整体结构简单紧凑，具有工作效率高、可靠性好等诸多优点；2、蓄能器组的使用大大降低了使用单一大蓄能器的成本，并且有效提高了系统整体的响应时间；3、蓄能器组中个蓄能器充气压力呈阶梯式变化，有效的增加了系统整体工作压力范围；另外充气压力的阶梯式设计有效增加了蓄能中液压油的体积，更好的保障液压油的充分供应的同时，也起到了减小蓄能器相对压降的作用；4、针对高速、大流量、快速反应的弹射系统，液压缸活塞速度较快，液压缸有杆腔、无杆腔均可能出现供油不足的现象，因此在液压缸进、出油端口均设计了补油装置，加强了高速、快速反应弹射系统的安全可靠性；5、二通阀与高频响伺服的并联使用，有效解决了大流量阀频响不够，高频响伺服阀流量不够的难题；6、滑轮增速机构在保障增速比的前提下，尽量的减小滑轮直径，从而减小动滑轮组的横向长度进而减小两端的扭矩差，避免动滑轮组在直线导轨上发生侧翻；动滑轮组安装在拱形机构上，此结构设计可有效减小机构重量，拱形面上进行对称挖槽处理，保证作用力的平均性。