一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台
阅读说明：本技术 一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台 (Electro-hydraulic servo lifting platform with air spring and limiting protection function ) 是由 李建英 杜晓岩 梁恒 于 2021-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台,电液伺服举升平台伺服系统包括：液压缸,滑移保护机构以及底座和升降台,并采取双缸同步工作原理,其中滑移保护机构采取啮合的方式进行限位,支撑杆活塞与滑移保护机构之间具有限位槽,具有轴向限位作用；本发明通过设计电液伺服举升平台能够降低对负载的集中影响,提高系统的稳定性,采用双缸同步以及双滑移保护机构结构能够承受较大载荷,其安全性能更高,并且采用位置反馈的原理,通过采用控制器调节电液伺服阀的控制信号并实时矫正举升的高度,加载过程连续且可调节升降速度,响应速度快、刚度大,并且当在维修设备时即使液压系统发生故障也不会使设备坠落,从而降低安全隐患。(The invention provides an electro-hydraulic servo lifting platform with an air spring and a limiting protection function, wherein a servo system of the electro-hydraulic servo lifting platform comprises: the hydraulic cylinder, the sliding protection mechanism, the base and the lifting platform adopt a double-cylinder synchronous working principle, wherein the sliding protection mechanism adopts a meshing mode for limiting, and a limiting groove is arranged between the support rod piston and the sliding protection mechanism and has an axial limiting function; the invention can reduce the centralized influence on the load and improve the stability of the system by designing the electro-hydraulic servo lifting platform, can bear larger load by adopting a double-cylinder synchronization and double-slip protection mechanism structure, has higher safety performance, adopts the principle of position feedback, adjusts the control signal of the electro-hydraulic servo valve and corrects the lifting height in real time by adopting the controller, has continuous loading process and adjustable lifting speed, has high response speed and high rigidity, and can not cause the equipment to fall even if a hydraulic system fails when the equipment is maintained, thereby reducing the potential safety hazard.)
技术领域
本发明主要涉及举升设备领域，主要是涉及一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台。
背景技术
举升装置在社会生产过程中具有重要的作用，是实现大型设备维修过程的常用装置。
工人在维修设备时，一般情况下都需要将被维修设备进行顶升，这样才能对设备底部或侧面进行维修。
目前的升降装置大多不具备反馈调节功能，并且上升过程不能连续举升，升降过程中设备受到负载力的影响，长时间使用会导致设备坠落，存在安全隐患，另外目前许多升降装置的自动化程度不高，在其工作时人为参与过多，使用不便，并且可靠性、安全性程度仍不够理想。
随着现代该行业和该应用领域的不断发展，就需要对升降设备提出创新设计。
发明内容
本发明提供了一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台，通过采用控制器调整电液伺服阀的控制信号进而实时矫正举升高度，并且还配有保护装置，当在进行维修作业时升降装置发生故障时不会使设备坠落，从而降低了安全隐患。
本发明提供了一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台，包括：连接件(1)、支撑杆(2)、滑移保护机构(3)、限位滑道(4)、限位滑块(5)、心轴(501)、连接垫片(6)、升降台(7)、位移传感器(8)、液压缸活塞杆(9)、液压缸(10)、连接垫片 (11)、底座(12)、滑块(201)、气动阀(202)、气压缸(203)、气压缸活塞杆(204)、限位槽(302)、连接螺栓(601)、电液伺服阀(101)、连接螺栓(1101)。
其中，双液压缸(10)与双滑移保护机构(3)分别固定在升降台(7)对角位置，液压缸活塞杆(9)与支撑杆(2)通过连接件(1)与升降台(2)相连接，液压缸(10)与滑移保护机构(3)固定在底座(12)上，位移传感器(8)位于液压缸活塞杆(9)上，可以检测液压缸活塞杆(9)的伸出位移量，电液伺服阀(101)位于液压缸(10)上，并与控制器以及液压泵油箱相连接，液压泵的进油口伸入油箱中，电液伺服阀(101)输出的液压油为液压缸(10)输入的液压油，液压泵吸入的液压油为电液伺服阀(101)输出的液压油，滑移保护机构(3)会跟随液压缸(10)的伸出而伸出，由于限位滑块(5)与限位滑道(4)采用锯齿结构，并不会产生向下滑移，限位滑块(5)与滑块(201)相连接，并且限位滑块的心轴(501)可在滑块内部移动。
滑块(201)两侧安装气压缸(203)并跟随滑块运动，并且气压缸活塞杆与限位滑块(5)连接，当液压缸活塞杆向上伸出时，滑移保护机构的支撑杆(2)同步向上伸出，限位滑块(5)会带动气压缸活塞杆(204)向外伸出，此时由于气动阀(202)的阀口严格关闭，所以气压缸(203)起气压弹簧的作用，可以保证限位滑块(5)与限位滑道(4)之间可以紧密接触，滑块(201)两侧会嵌入滑移保护机构(3)的限位槽(302)内，保证竖直方向运动的准确性。
下降时给定电信号，通过控制器可以打开电液伺服阀(101)以及气动阀(202)，气动阀(202)打开后双气压缸活塞杆(204)同步平行移动伸出，从而会推动限位滑块(4)与限位滑道(5)分离，从而使得滑移保护机构防止升降台非正常下降的安全保护功能解除，进而确保升降台的可控下降。
所述的一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台，其特征在于其运用了位移反馈原理，当液压缸在负载变动时位移量发生变化会通过反馈信号调整液压缸活塞杆位移量，并且配备保护装置，可以保证在液压系统发生故障时，也不会使负载坠落。
其加载过程中可以保持连续上升，升降速度可调节，使得其响应迅速，自动化程度较高，并且该设备可以通过调节气压缸活塞的初始位置，确保在设备运行一段时间后由于磨损的原因使限位滑块与限位轨道之间的间隙过大不能紧密配合的问题得到了很好的解决，运用公式如下：
公式一：u2＝Kuxp
公式二：I＝K1(u1-u2)
公式三：X1＝IK11G1(s)
公式四：QL＝KqX1-KcpL
公式五：
公式六：F＝A1pL＝m1s2xp+Bsxp+Kxp+F1
其中，公式一：Ku反馈增益，公式二，I为控制电流，K1放大器增益，u2为输入电压，u2为反馈电压；公式三，X1为伺服阀的阀芯位移量，K11为电液伺服阀增益，G1(s)为伺服阀的传递函数；公式四，QL为伺服阀的输出流量，Kq为伺服阀的流量增益，Kc为伺服阀的压力增益，pL为负载压力；公式五，A1为活塞的有效面积，xp为活塞的位移，Ctp为为液压缸的总泄露系数，Vt为液压缸的总容积，βe为有效体积弹性模量；公式六，F为液压缸输出力，m1活塞及活塞杆折算到活塞上的总质量，B为活塞杆粘性的阻尼系数，K为负载刚度，F1作用到活塞上的任意外力。
附图说明
图1本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的正三轴侧图。
图2本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的正视图。
图3本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的滑移保护机构的示意图。
图4本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的液压缸示意图。
图5本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的爆炸图。
图6本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的限位滑块示意图。
图7本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的系统方块图。
图中标记：连接件(1)、支撑杆(2)、滑移保护机构(3)、限位滑道(4)、限位滑块(5)、心轴(501)、连接垫片(6)、升降台(7)、位移传感器(8)、液压缸活塞杆 (9)、液压缸(10)、连接垫片(11)、底座(12)、滑块(201)、气动阀(202)、气压缸(203)、气压缸活塞杆(204)、限位槽(302)、连接螺栓(601)、电液伺服阀(101)、连接螺栓(1101)。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台进行仔细说。
图1是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的三维视图从图中可以看出液压缸(10)与滑移保护机构(3)的布置方式。
图2是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的正视图主要包括：连接件(1)、支撑杆(2)、滑移保护机构(3)、限位滑道(4)、限位滑块(5)、心轴(501)、连接垫片(6)、升降台(7)、位移传感器(8)、液压缸活塞杆(9)、液压缸(10)、连接垫片(11)、底座(12)、滑块(201)、气动阀(202)、气压缸(203)、气压缸活塞杆 (204)、限位槽(302)、连接螺栓(601)、电液伺服阀(101)、连接螺栓(1101)。
双液压缸(10)与双滑移保护机构(3)分别固定在升降台(7)对角位置，液压缸活塞杆(9)与支撑杆(2)通过连接件(1)与升降台(2)相连接，液压缸(10)与滑移保护机构(3)固定在底座(12)上，位移传感器(8)位于液压缸活塞杆(9)上，可以检测液压缸活塞杆(9)的伸出位移量，电液伺服阀(101)位于液压缸(10)上，并与控制器以及液压泵油箱相连接，液压泵的进油口伸入油箱中，电液伺服阀(101)输出的液压油为液压缸(10) 输入的液压油，液压泵吸入的液压油为电液伺服阀(101)输出的液压油，滑移保护机构(3) 会跟随液压缸(10)的伸出而伸出，由于限位滑块(5)与限位滑道(4)采用锯齿结构，并不会产生向下滑移，限位滑块(5)与滑块(201)相连接，并且限位滑块的心轴(501)可在滑块内部移动。
滑块(201)两侧安装气压缸(203)并跟随滑块运动，并且气压缸活塞杆与限位滑块(5)连接，当液压缸活塞杆向上伸出时，滑移保护机构的支撑杆(2)同步向上伸出，限位滑块(5)会带动气压缸活塞杆(204)向外伸出，此时由于气动阀(202)的阀口严格关闭，所以气压缸(203)起气压弹簧的作用，可以保证限位滑块(5)与限位滑道(4)之间可以紧密接触，滑块(201)两侧会嵌入滑移保护机构(3)的限位槽(302)内，保证竖直方向运动的准确性。
下降时给定电信号，通过控制器可以打开电液伺服阀(101)以及气动阀(202)，气动阀(202)打开后双气压缸活塞杆(204)同步平行移动伸出，从而会推动限位滑块(4)与限位滑道(5)分离，从而使得滑移保护机构防止升降台非正常下降的安全保护功能解除，进而确保升降台的可控下降。
图3是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的滑移保护机构的示意图，从中可以看出滑块同时与气压缸和限位滑块相连接，在支撑杆向外伸出时，滑块会带动气压缸与限位滑块同步运动，在上升过程中气压缸属于密封状态起气压弹簧的作用，会保证限位滑块与滑移保护机构外侧的限位轨道紧密配合从而起到位置保护的作用，并且滑移保护机构中设有限位槽，在滑块竖直方向上运动时会保证运动过程的准确性。
图4是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的液压缸示意图，图中可以看出液压缸与底座之间采用铰接的结构形式，电液伺服阀位于液压缸上。
图5是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的滑移保护机构的爆炸图，图中可以明确看出各个零部件之间的装配关系，以及安装顺序，更清楚的表现出限位滑块的主轴可以在滑块的内部进行往复运动。
图6是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的限位滑块示意图，从图中可以看出限位滑块的内部结构图。
图7是本发明一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台的系统方块图。可以看出输入信号与输出响应的关系。
综上所述，发明了一种具有气弹簧及限位保护功能的电液伺服举升平台，通过设计平面升降台能够降低对负载的集中影响，提高系统的稳定性，采用双缸同步以及双滑移保护机构能够承受较大载荷，同时安全性更高，并且配有位置传感器，在位置扰动的条件下通过反馈可进行位置补偿，加载过程中可以保持连续上升，升降速度可调节且响应速度快，自动化程度高的特点，其中，单液压缸工作系统方块图及其数学模型如下页所示，另一液压缸与其对角平行布置，工作时系统可以使两缸的活塞杆同步运行，保证升降台可以实现水平举升与下降的功能。
根据图7可得到如下传递函数关系：
其中输入对系统输出位移的传递函数为：
外负载对系统输出位移的传递函数为：
在输入信号与外负载作用下系统的输出位移为：
式中：Kce＝Kc+Ctp。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种圆盘式电梯铺轨主轨安装装置