專利名稱：多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及流體壓力執行機構，尤其涉及一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統。
背景技術：
盾構掘進機是一種用于隧道工程施工的現代化掘進裝備，它集機械、液壓、控制等技術為一體，實現了隧道開挖的機械化、自動化。與傳統的施工方法相比，在施工安全、快速、工程質量、地面擾動、勞動強度等方面有很多優勢，盾構隧道施工方法是隧道施工的發展方向。管片拼裝機是盾構的重要組成部分，當盾構推進距離達到一環管片寬度之后，盾構便停止推進，進行管片拼裝工作，此時管片拼裝機從盾構后方管片輸送車上抓取管片，然后通過旋轉、徑向伸縮和水平滑移三個定位運動將管片搬運到空間指定的位置點，一環管片安裝完成，形成襯砌，從而支撐剛開挖的隧道，然后盾構開始下一環的推進作業管片。拼裝是盾構施工隧道成形最為關鍵的一步，管片拼裝的速度直接影響盾構施工的效率，縮短管片拼裝使用的時間可以直接減少盾構施工總時間。盾構管片拼裝系統具有工作量大、工作時間長的特點。現行管片拼裝機系統在管片拼裝定位過程中采用管片拼裝機的徑向伸縮運動、旋轉運動和水平滑移運動依次順序執行的工作模式，管片拼裝定位的總時間為徑向伸縮運動時間tl、旋轉運動時間t2和水平滑移運動時間t3的總和，采用多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統及其方法可以實現徑向伸縮運動、旋轉運動和水平滑移運動同時進行的工作模式，管片拼裝定位的總時間為tl、t2和t3的最大值，因此可以極大地縮短管片拼裝時間。此外，隧道通常由上萬塊甚至幾十萬塊管片拼裝而成，因此采用并行拼裝方法可以極大地縮短整條隧道施工過程中管片拼裝總時間，從而縮短隧道總施工時間，節省隧道施工費用。同時，采用流量匹配和壓力補償技術可以消除并行拼裝自身各自由度互相干擾的問題，提高管片拼裝精度；采用流量匹配和旁路卸荷技術可以實現變量泵輸出流量的所供即所需的特點，多余的流量可以通過旁路卸荷閥以較低壓力溢流，使系統具有節能特性。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現行管片拼裝系統采用順序工作模式拼裝時間較長的問題，提供一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統。既可以實現徑向伸縮運動、旋轉運動和水平滑移運動同時進行的管片并行拼裝，又可以消除多運動耦合和相互干擾問題，同時也實現了系統流量所供即所需的特性，提高系統效率。本實用新型解決技術問題所采用的技術方案包括:電機、電比例變排量泵、旁路卸荷閥、溢流閥、第一壓力補償閥、第二壓力補償閥、第三壓力補償閥、第一三位四通比例換向閥、第二三位四通比例換向閥、第三三位四通比例換向閥、第一梭閥、第二梭閥、第三梭閥、第四梭閥、第五梭閥、液壓馬達、第一液壓缸、第二液壓缸、第三液壓缸；電機與電比例變量泵剛性連接；電比例變量泵的吸油口 S與油箱連通，電比例變量泵的出油口 P分別與溢流閥的進油口 P4、旁路卸荷閥的右控制油口 X2、高壓油管10連通；溢流閥的出油口 T4與油箱連通；高壓油管和旁路卸荷閥的進油口 P3、第一壓力補償閥的進油口 P5、第二壓力補償閥的進油口 P10、第三壓力補償閥的進油口 Pll連通；第一壓力補償閥的出油口 T5、第二壓力補償閥的出油口 T10、第三壓力補償閥的出油口 Tll分別與第一三位四通比例換向閥的進油口 P6、第二三位四通比例換向閥的進油口 P12、第三三位四通比例換向閥的進油口 P13連通，同時分別與第一壓力補償閥的下控制油口 x4、第二壓力補償閥的下控制油口 x6、第三壓力補償閥的下控制油口 x8連通；第一三位四通比例換向閥的出油口 A6與旋轉驅動液壓馬達的一個工作油口 A8和第二梭閥的下油口連通，第二三位四通比例換向閥的出油口A12與第一液壓缸的無桿腔工作油口、第二液壓缸的無桿腔工作油口、第四梭閥的下油口連通，第三三位四通比例換向閥的出油口 A13與第三液壓缸的無桿腔工作油口、第五梭閥的下油口連通；第一三位四通比例換向閥的出油口 B6與液壓馬達的另一個工作油口 B8、第二梭閥的上油口連通，第二三位四通比例換向閥的出油口 B12與第一液壓缸的有桿腔工作油口、第二液壓缸的有桿腔工作油口、第四梭閥的上油口連通、第三三位四通比例換向閥的出油口 B13第三液壓缸的有桿腔工作油口、第五梭閥的上油口連通；第一三位四通比例換向閥的回油口 T6、第二三位四通比例換向閥的回油口 T12、第三三位四通比例換向閥的回油口 T13分別與低壓管道連通，低壓管道通過回油管與油箱連通；第二梭閥的左油口與第一梭閥的下油口、第一壓力補償閥的上控制油口 x5連通，第四梭閥的左油口與第三梭閥的下油口、第二壓力補償閥的上控制油口 x7連通，第五梭閥的左油口與第三梭閥的上油口、第三壓力補償閥的上控制油口 x9連通，第一梭閥的上油口和左油口分別與第三梭閥的左油口和旁路卸荷閥的左控制油口 x3連通，旁路卸荷閥的出油口 T3與油箱連通。本實用新型與背景技術相比，具有的有益效果是:I)采用多自由度聯動管片并行拼裝方法可以實現徑向伸縮運動、旋轉運動和水平滑移運動同時進行的工作模式，與現有系統三運動依次順序執行的管片拼裝方法相比可以極大地縮短管片拼裝時間。在完成隧道十幾萬塊甚至幾十萬塊管片拼裝過程中，采用并行拼裝方法可以極大地縮短整條隧道施工累積拼裝時間，從而縮短隧道施工總時間，節省隧道施工費用。2)采用壓力補償技術可以消除拼裝機各拼裝運動之間互相干擾的問題，改善管片拼裝機拼裝定位運動可控性，提高管片拼裝精度。3)采用流量匹配技術通過流量匹配控制器實時控制電比例變量泵排量，使變量泵輸出流量適應管片拼裝機運動狀態變化，實現系統流量所供即所需的特點，既可以降低流量過量引起的過多溢流損失，提高系統效率。4)采用旁路卸荷技術，使系統中多余的流量通過旁路卸荷閥以較低的壓力溢流，而不是通過主油路的溢流閥以安全壓力溢流，進一步減少系統溢流損失，提高系統效率。
附圖1是本實用新型采用的電液控制系統原理圖。圖中:1.電機，2.電比例變量泵，3.旁路卸荷閥，4.溢流閥，5.1.第一壓力補償閥，5.2.第二壓力補償閥，5.3.第三壓力補償閥，6.1.第一三位四通比例換向閥，6.2.第二三位四通比例換向閥，6.3.第三三位四通比例換向閥，7.1.第一梭閥，7.2.第二梭閥，7.3.第三梭閥,7.4.第四梭閥,7.5.第五梭閥,8.液壓馬達,9.1.第一液壓缸,9.2.第二液壓缸，9.3.第三液壓缸，10.聞壓油管，11.低壓油管，12.回油管。附圖2是本實用新型采用的多自由度并行管片拼裝定位電液控制方法工作原理圖。圖中:U1.第一三位四通比例換向閥的控制信號，U2.第二三位四通比例換向閥的控制信號，U3.第三三位四通比例換向閥的控制信號，Ql.第一三位四通比例換向閥理論輸出流量，Q2.第二三位四通比例換向閥理論輸出流量，Q3.第三三位四通比例換向閥理論輸出流量，Q4.控制油及泄漏補償流量，Q5.流量裕量，Qp.電比例變量泵理論輸出流量，np.電比例變量泵驅動電機轉速，Vp.電比例變量泵理論排量，Uc.變量泵比例放大板的輸入信號，Kuv.變量泵排量與其放大板輸入信號關系系數，Ic.變量泵比例電磁鐵輸入電流，I1.第一三位四通比例換向閥比例電磁鐵控制電流，12.第二三位四通比例換向閥比例電磁鐵控制電流，13.第三三位四通比例換向閥比例電磁鐵控制電流。
具體實施方式
以下結合附圖1、附圖2和實施例對本實用新型作進一步說明。如附圖1所示，一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統，其特征在于包括:電機1、電比例變排量泵2、旁路卸荷閥3、溢流閥4、第一壓力補償閥5.1、第二壓力補償閥
5.2、第三壓力補償閥5.3、第一三位四通比例換向閥6.1、第二三位四通比例換向閥6.2、第三三位四通比例換向閥6.3、第一梭閥7.1、第二梭閥7.2、第三梭閥7.3、第四梭閥7.4、第五梭閥7.5、液壓馬達8、第一液壓缸9.1、第二液壓缸9.2、第三液壓缸9.3 ;電機I與電比例變量泵2剛性連接；電比例變量泵2的吸油口 S與油箱連通，電比例變量泵2的出油口 P分別與溢流閥4的進油口 P4、旁路卸荷閥3的右控制油口 x2、高壓油管10連通；溢流閥4的出油口 T4與油箱連通；高壓油管10和旁路卸荷閥3的進油口 P3、第一壓力補償閥5.1的進油口 P5、第二壓力補償閥5.2的進油口 P10、第三壓力補償閥5.3的進油口 Pll連通；第一壓力補償閥5.1的出油口 T5、第二壓力補償閥5.2的出油口 T10、第三壓力補償閥5.3的出油口 Tll分別與第一三位四通比例換向閥6.1的進油口 P6、第二三位四通比例換向閥6.2的進油口 P12、第三三位四通比例換向閥6.3的進油口 P13連通，同時分別與第一壓力補償閥5.1的下控制油口 x4、第二壓力補償閥5.2的下控制油口 x6、第三壓力補償閥5.3的下控制油口 x8連通；第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 A6與旋轉驅動液壓馬達8的一個工作油口 A8和第二梭閥7.2的下油口連通，第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 A12與第一液壓缸9.1的無桿腔工作油口、第二液壓缸9.2的無桿腔工作油口、第四梭閥7.4的下油口連通，第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 A13與第三液壓缸9.3的無桿腔工作油口、第五梭閥7.5的下油口連通；第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 B6與液壓馬達8的另一個工作油口 B8、第二梭閥7.2的上油口連通，第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 B12與第一液壓缸9.1的有桿腔工作油口、第二液壓缸9.2的有桿腔工作油口、第四梭閥
7.4的上油口連通、第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 B13第三液壓缸9.3的有桿腔工作油口、第五梭閥7.5的上油口連通；第一三位四通比例換向閥6.1的回油口 T6、第二三位四通比例換向閥6.2的回油口 T12、第三三位四通比例換向閥6.3的回油口 T13分別與低壓管道11連通，低壓管道11通過回油管12與油箱連通；第二梭閥7.2的左油口與第一梭閥7.1的下油口、第一壓力補償閥5.1的上控制油口 x5連通，第四梭閥7.4的左油口與第三梭閥7.3的下油口、第二壓力補償閥5.2的上控制油口 x7連通，第五梭閥7.5的左油口與第三梭閥7.3的上油口、第三壓力補償閥5.3的上控制油口 x9連通，第一梭閥7.1的上油口和左油口分別與第三梭閥7.3的左油口和旁路卸荷閥3的左控制油口 x3連通，旁路卸荷閥3的出油口 T3與油箱連通。如附圖2所示，一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制方法，其特征在于:管片拼裝定位過程采用管片拼裝機徑向伸縮運動、旋轉運動和水平滑移運動同時進行的并行工作模式，實現三個自由度聯動管片拼裝，拼裝運動控制器Ctrl同時輸出第一三位四通比例換向閥6.1控制信號U1、第二三位四通比例換向閥6.2控制信號U2、第三三位四通比例換向閥6.3控制信號U3，第一三位四通比例換向閥6.1控制信號U1、第二三位四通比例換向閥6.2控制信號U2、第三三位四通比例換向閥6.3控制信號U3分別對應傳遞給第一三位四通比例換向閥6.1比例放大板、第二三位四通比例換向閥6.2比例放大板和第三三位四通比例換向閥6.3的比例放大板,第一三位四通比例換向閥6.1比例放大板輸出端與第一三位四通比例換向閥6.1比例電磁鐵輸入端連接并提供控制電流II，第二三位四通比例換向閥6.2比例放大板輸出端與第二三位四通比例換向閥6.2比例電磁鐵輸入端連接并提供控制電流12，第三三位四通比例換向閥6.3比例放大板輸出端與第三三位四通比例換向閥
6.3比例電磁鐵輸入端連接并提供控制電流13 ;拼裝運動控制器Ctrl輸出的第一三位四通比例換向閥6.1控制信號U1、第二三位四通比例換向閥6.2控制信號U2和第三三位四通比例換向閥6.3控制信號U3同時作為輸入信號傳遞給流量匹配控制器Ctr2，流量匹配控制器Ctr2根據第一三位四通比例換向閥6.1控制信號U1、第二三位四通比例換向閥6.2控制信號U2和第三三位四通比例換向閥6.3控制信號U3得到第一三位四通比例換向閥6.1的理論輸出流量Q1、第二三位四通比例換向閥6.2的理論輸出流量Q2、第三三位四通比例換向閥6.3的理論輸出流量Q3，第一三位四通比例換向閥6.1的理論輸出流量Q1、第二三位四通比例換向閥6.2的理論輸出流量Q2、第三三位四通比例換向閥6.3的理論輸出流量Q3相加后再加上控制油及泄漏補償流量Q4、流量裕量Q5得到電比例變量泵2理論輸出流量Qp，根據電比例變量泵2理論輸出流量Qp和電機I的轉速np求得電比例變量泵排量Vp=Qp/(np X泵體積效率)，從而得到電比例變量泵2比例放大板的輸入信號Uc=Vp/Kuv，Kuv為變量泵排量與輸入控制信號的關系系數。本實用新型的工作原理如下:電機I得電啟動，驅動變量泵2轉動，變量泵2通過吸油口 S從油箱中吸油，變量泵2輸出的壓力油通過出油口 P分別進入旁路卸荷閥3的控制油口 x2、溢流閥4的進油口P4以及高壓油管10。進入高壓油管10的高壓油分別進入旁路卸荷閥3的進油口 P3和第一壓力補償閥5.1的進油口 P5、第二壓力補償閥5.2的進油口 PlO和第三壓力補償閥5.3的進油口 PlI。進行管片拼裝定位工作時，拼裝運動控制器Ctrl同時分別給第一三位四通比例換向閥6.1、第二三位四通比例換向閥6.2和第三三位四通比例換向閥6.3的比例放大板設定控制信號Ul、U2和U3，使第一三位四通比例換向6.1的電磁鐵b6、第二三位四通比例換向6.2的電磁鐵bl2、第三三位四通比例換向6.3的電磁鐵bl3得電，使得第一三位四通比例換向閥6.1中P6與A6連通，T6與B6連通，第二三位四通比例換向閥6.2中P12與A12連通，T12與B12連通，第三三位四通比例換向閥6.2中P13與A13連通，T13與B13連通。壓力油從第一壓力補償閥5.1出油口 T5、第二壓力補償閥5.2出油口 TlO和第三壓力補償閥5.3的出油口 T11流出，分別進入第一三位四通比例換向閥6.1進油口 P6、第二三位四通比例換向閥6.2進油口 P12和第三三位四通比例換向閥6.3進油口 P13，壓力油從第一三位四通比例換向閥6.1出油口 A6、第二三位四通比例換向閥6.2出油口 A12和第三三位四通比例換向閥6.3出油口 A13流出，分別進入液壓馬達8的工作油口 AS、徑向伸縮驅動液壓缸9.1、9.2的無桿腔工作油口、水平滑移液壓缸9.3的無桿腔工作油口 ；此時，馬達開始順時針轉動，徑向伸縮液壓缸活塞桿開始伸出，水平滑移液壓缸活塞桿開始伸出；液壓油從液壓馬達8的工作油口 B8流出進入第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 B6，然后通過第一三位四通比例換向閥6.1的回油口 T6進入低壓管道11，同時液壓油從徑向伸縮液壓缸9.1、9.2的有桿腔工作油口流出進入第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 B12，然后通過第二三位四通比例換向閥6.2的回油口 T12進入低壓管道11，同時液壓油從水平滑移液壓缸9.3的有桿腔工作油口流出進入第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 B13，然后通過第三三位四通比例換向閥6.3的回油口 T13進入低壓管道11，進入低壓管道11的液壓油通過回油管道12回到油箱。當管片到達預定位置時，使第一三位四通比例換向6.1的電磁鐵b6、第二三位四通比例換向6.2的電磁鐵bl2和第三三位四通比例換向6.3的電磁鐵bl3失電，完成管片拼裝定位，然后進行管片拼裝的第二步工序——管片姿態調整。當完成管片姿態調整并將該管片固定后，需要將拼裝機恢復初始位置準備進行下一次管片的定位工作。拼裝運動控制器Ctrl同時分別給第一三位四通比例換向閥6.1、第二三位四通比例換向閥6.2和第三三位四通比例換向閥6.3的比例放大板設定控制信號-Ul、-U2和-U3，使第一三位四通比例換向6.1的電磁鐵a6、第二三位四通比例換向6.2的電磁鐵al2、第三三位四通比例換向6.3的電磁鐵al3得電，使得第一三位四通比例換向閥6.1中P6與B6連通，T6與A6連通，第二三位四通比例換向閥6.2中P12與B12連通，T12與A12連通，第三三位四通比例換向閥6.2中P13與B13連通，T13與A13連通。壓力油從第一壓力補償閥5.1出油口 T5、第二壓力補償閥5.2出油口 T10、第三壓力補償閥5.3的出油口 TIΓ流出，分別進入第一三位四通比例換向閥6.1進油口 P6、第二三位四通比例換向閥6.2進油口 P12和第三三位四通比例換向閥6.3的進油口 P13，壓力油從第一三位四通比例換向閥6.1出油口 B6、第二三位四通比例換向閥6.2出油口 B12和第三三位四通比例換向閥6.3的處油口 B13流出，分別進入液壓馬達8的工作油口 AS、驅動徑向伸縮運動第一液壓缸9.1、第二液壓缸9.2的有桿腔工作油口、驅動水平滑移液第三壓缸9.3的有桿腔工作油口 ；此時，馬達開始逆時針轉動，徑向伸縮液壓缸活塞桿開始收回，水平滑移液壓缸活塞桿開始收回；液壓油從液壓馬達8的工作油口 B8流出進入第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 A6，然后通過第一三位四通比例換向閥6.1的回油口 T6進入低壓管道11，同時液壓油從第一液壓缸9.1、第二液壓缸9.2的無桿腔工作油口流出進入第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 A12，然后通過第二三位四通比例換向閥6.2的回油口 T12進入低壓管道11，同時液壓油從第 三液壓缸9.3的無桿腔工作油口流出進入第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 A13，然后通過第三三位四通比例換向閥6.3的回油口 T13進入低壓管道11，進入低壓管道11的液壓油通過回油管道12回到油箱。當管片拼裝機恢復到初始位置后，使第一三位四通比例換向6.1的電磁鐵a6、第二三位四通比例換向6.2的電磁鐵al2、第三三位四通比例換向6.3的電磁鐵al3失電，準備進行下一管片的拼裝工作。在管片拼裝定位過程中第一壓力補償閥5.1、第二壓力補償閥5.2、第三壓力補償閥5.3的作用機理為:當馬達8順(逆)時針旋轉時，與第二梭閥7.2下油口連通的第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 A6為高(低)壓油口，與第二梭閥7.2上油口連通的第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 B6為低(高)壓油口，因此第二梭閥7.2的下(上)油口與左油口連通，使得第一三位四通比例換向閥6.1的出油口 A6 (B6)處的液壓油壓力作用在第一壓力補償閥5.1的上控制油口 x5，第一壓力補償閥5.1的下控制油口 x4與第一三位四通比例換向閥6.1的進油口 P6連通，使得油口 P6處的液壓油壓力作用在第一壓力補償閥
5.1的下控制油口 x4，在第一壓力補償閥5.1的作用下，使得油口 x4的控制壓力與油口 x5的控制壓力差始終保持為常值A P，這樣就使得第一三位四通比例換向閥6.1進油口 P6壓力與出油口 A6 (B6)壓力差保持為常值A p，完成壓力補償作用。當驅動徑向伸縮運動的第一液壓缸9.1、第二液壓缸9.2下(上)行時，與第四梭閥7.4下油口連通的第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 A12為高(低)壓油口，與第四梭閥7.4上油口連通的第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 B12為低(高)壓油口，因此第四梭閥7.4的下(上)油口與左油口連通，使得第二三位四通比例換向閥6.2的出油口 A12 (B12)處的液壓油壓力作用在第二壓力補償閥5.2的上控制油口 x7，第二壓力補償閥5.2的下控制油口 x6與第二三位四通比例換向閥6.2的進油口 P12連通，使得油口 P12處的液壓油壓力作用在壓力補償閥5.2的下控制油口 x6，在壓力補償閥5.2的作用下，使得油口 x6的控制壓力與油口 x7的控制壓力差始終保持為常值A P，這樣就使得第二三位四通比例換向閥6.2進油口 P12壓力與出油口 A12 (B12)壓力差保持為常值A P，完成壓力補償作用。當驅動水平滑移運動的第三液壓缸9.3右(左)行時，與第五梭閥7.5下油口連通的第三三位四通比例換向閥6.3的出油口A13為高(低)壓油口，與第五梭閥7.5上油口連通的第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 B13為低(高)壓油口，因此第五梭閥7.5的下(上)油口與左油口連通，使得第三三位四通比例換向閥6.3的出油口 A13 (B13)處的液壓油壓力作用在第三壓力補償閥5.3的上控制油口 x9，第三壓力補償閥5.3的下控制油口 x8與第三三位四通比例換向閥6.3的進油口P13連通，使得油口 P13處的液壓油壓力作用在壓力補償閥5.3的下控制油口 x8，在壓力補償閥5.3的作用下，使得油口 x8的控制壓力與油口 x9的控制壓力差始終保持為常值A p，這樣就使得第三三位四通比例換向閥6.3進油口 P13壓力與出油口 A13 (B13)壓力差保持為常值Ap，完成壓力補償作用。壓力補償作用可以使比例換向閥節流口兩端壓差保持為常數A p，防止各運動相互之間產生干擾，提高管片拼裝定位運動的控制精度。在管片拼裝定位過程及拼裝機恢復初始位置過程中拼裝運動控制器Ctrl輸出的控制信號的絕對值U1、U2和U3同時作為輸入信號傳遞給流量匹配控制器Ctr2，流量匹配控制器Ctr2根據第一三位四通比例換向閥6.1、第二三位四通比例換向閥，6.2和第三三位四通比例換向閥6.3的流量特性及其各自的控制信號Ul、U2、U3計算出第一三位四通比例換向閥6.1、第二三位四通比例換向閥6.2和第三三位四通比例換向閥6.3各自的理論輸出流量 Ql、Q2 和 Q3，其中 Ql=KqlXUl-KclX A p, Q2=Kq2XU2_Kc2X A p,Ql=Kq2XUl-Kc2X A p，Kql為第一三位四通比例換向閥6.1在額定工作壓差下的流量增益，Kq2為第二三位四通比例換向閥6.2在額定工作壓差下的流量增益，Kq3為第三三位四通比例換向閥6.3在額定工作壓差下的流量增益，Kcl為為第一三位四通比例換向閥6.1的流量-壓力系數，Kc2為為第二三位四通比例換向閥6.2的流量-壓力系數，Kc3為為第二三位四通比例換向閥6.3的流量-壓力系數；將第一三位四通比例換向閥6.1理論輸出流量Ql、第二三位四通比例換向閥6.2理論輸出流量Q2和第三三位四通比例換向閥理論輸出流量Q3與控制油及泄漏補償流量Q4、流量裕量Q5相加，得到電比例變量泵2理論輸出流量QP，根據電比例變量泵2理論輸出流量Qp和電機I的轉速np求得電比例變量泵排量Vp=Qp/ (np X泵體積效率)，從而得到電比例變量泵(2)比例放大板的輸入信號Uc=Vp/Kuv，Kuv為變量泵排量與輸入控制信號的關系系數，與Uc對應的變量泵2比例放大板的輸出控制信號信號Ic，控制信號Ic傳遞給電比例變量泵的內置排量控制比例電磁鐵，從而實現變量泵排量的實時控制，使得泵的輸出流量適應拼裝機當前的運動狀況，從而使泵輸出流量具有所供即所需的特性，完成流量匹配控制，防止流量過量造成過多的溢流損失和流量不足造成各執行器運動相互干擾問題。在管片拼裝定位過程及拼裝機恢復初始位置過程中旁路卸荷閥3的作用機理為:第三三位四通比例換向閥6.3出油口 Al3油液壓力和出油口 B13油液壓力二者中較高壓力通過第五梭閥7.5的左油口輸出，輸入到第三梭閥7.3的上油口 ；第二三位四通比例換向閥
6.2出油口 A12油液壓力和出油口 B12油液壓力二者中較高壓力通過第四梭閥7.4的左油口輸出，輸入到第三梭閥7.3的下油口 ；第三梭閥7.3上油口壓力和下油口壓力二者中較高壓力通過第三梭閥7.3的左油口輸出，輸入到第一梭閥7.1的上油口 ；第一三位四通比例換向閥6.1出油口 A6油液壓力和出油口 B6油液壓力二者中較高壓力通過第二梭閥7.2的左油口輸出，輸入到第一梭閥7.1的下油口 ；第一梭閥7.1上油口壓力和下油口壓力二者中較高壓力，即三個三位四通比例換向閥出油口 A6、B6、A12、B12、A13、B13中壓力最高油口的壓力，通過第一梭閥7.1的左油口輸出，輸入到旁路卸荷閥3的控制油口 x3 ;由于電比例變量泵2出口 P與旁路卸荷閥3的控制油口 x2連通，這樣在旁路卸荷閥3的作用下，使得主油路的壓力與三位四通比例換向閥出油口 A6、B6、A12、B12、A13、B13中壓力最高油口的壓力相適應，能夠使得系統多余流量以較低壓力溢流，減小系統的溢流損失。當系統工作過程中出現異常情況導致系統壓力超出正常值時，溢流閥4開啟，變量泵2出油口 P流出的油液經溢流閥4的進油口 P4流進溢流閥4，從溢流閥4的出油口 T4流回油箱，實現卸荷。上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權力要求的保護范圍內，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統，其特征在于包括:電機(I)、電比例變排量泵(2)、旁路卸荷閥(3)、溢流閥(4)、第一壓力補償閥(5.1)、第二壓力補償閥(5.2)、第三壓力補償閥(5.3 )、第一三位四通比例換向閥(6.1)、第二三位四通比例換向閥(6.2 )、第三三位四通比例換向閥(6.3)、第一梭閥(7.1)、第二梭閥(7.2)、第三梭閥(7.3)、第四梭閥(7.4)、第五梭閥(7.5)、液壓馬達(8)、第一液壓缸(9.1)、第二液壓缸(9.2)、第三液壓缸(9.3);電機(I)與電比例變量泵(2)剛性連接；電比例變量泵(2)的吸油口 S與油箱連通，電比例變量泵(2)的出油口 P分別與溢流閥(4)的進油口 P4、旁路卸荷閥(3)的右控制油口x2、高壓油管IO連通；溢流閥(4 )的出油口 T4與油箱連通；高壓油管(IO )和旁路卸荷閥(3 )的進油口 P3、第一壓力補償閥(5.1)的進油口 P5、第二壓力補償閥(5.2)的進油口 P10、第三壓力補償閥(5.3)的進油口 Pll連通；第一壓力補償閥(5.1)的出油口 T5、第二壓力補償閥(5.2 )的出油口 T10、第三壓力補償閥(5.3 )的出油口 T11分別與第一三位四通比例換向閥(6.1)的進油口 P6、第二三位四通比例換向閥(6.2)的進油口 P12、第三三位四通比例換向閥(6.3)的進油口 P13連通，同時分別與第一壓力補償閥(5.1)的下控制油口 x4、第二壓力補償閥(5.2)的下控制油口 x6、第三壓力補償閥(5.3)的下控制油口 x8連通；第一三位四通比例換向閥(6.1)的出油口 A6與旋轉驅動液壓馬達(8)的一個工作油口 A8和第二梭閥(7.2)的下油口連通，第二三位四通比例換向閥(6.2)的出油口 A12與第一液壓缸(9.1)的無桿腔工作油口、第二液壓缸(9.2)的無桿腔工作油口、第四梭閥(7.4)的下油口連通，第三三位四通比例換向閥(6.3)的出油口 A13與第三液壓缸(9.3)的無桿腔工作油口、第五梭閥(7.5)的下油口連通；第一三位四通比例換向閥(6.1)的出油口 B6與液壓馬達(8)的另一個工作油口 B8、第二梭閥(7.2)的上油口連通，第二三位四通比例換向閥(6.2)的出油口 B12與第一液壓缸(9.1)的有桿腔工作油口、第二液壓缸(9.2)的有桿腔工作油口、第四梭閥(7.4)的上油口連通、第三三位四通比例換向閥(6.3)的出油口 B13第三液壓缸(9.3)的有桿腔工作油口、第五梭閥(7.5)的上油口連通；第一三位四通比例換向閥(6.1)的回油口 T6、第二三位四通比例換向閥(6.2)的回油口 T12、第三三位四通比例換向閥(6.3)的回油口 T13分別與低壓管道(11)連通，低壓管道(11)通過回油管(12)與油箱連通；第二梭閥(7.2)的左油口與第一梭閥(7.1)的下油口、第一壓力補償閥(5.1)的上控制油口 x5連通，第四梭閥(7.4)的左油口與第三梭閥(7.3)的下油口、第二壓力補償閥(5.2)的上控制油口 x7連通，第五梭閥(7.5)的左油口與第三梭閥(7.3)的上油口、第三壓力補償閥(5.3)的上控制油口 x9連通，第一梭閥(7.1)的上油口和左油口分別與第三梭閥(7.3)的左油口和旁路卸荷閥(3)的左控制油口 x3連通，旁路卸荷閥(3)的出油口 T3與油箱連通。
專利摘要本實用新型公開了一種多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統。包括電機、電比例變排量泵、旁路卸荷閥、溢流閥、第一壓力補償閥、第二壓力補償閥、第三壓力補償閥、第一三位四通比例換向閥、第二三位四通比例換向閥、第三三位四通比例換向閥、第一梭閥、第二梭閥、第三梭閥、第四梭閥、第五梭閥、液壓馬達、第一液壓缸、第二液壓缸、第三液壓缸。采用多自由度并行管片拼裝定位電液控制系統可以極大地縮短管片拼裝時間，流量匹配技術可以消除多運動聯動的耦合影響，提高各運動的控制精度，減少系統的過流量，系統中的旁路卸荷閥可以減少系統溢流閥損失。
文檔編號F15B11/16GK203051268SQ20132000411
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月6日 優先權日2013年1月6日
發明者龔國芳, 王林濤, 楊華勇, 侯典清, 陳饋, 楊旭 申請人:浙江大學