主機(jī)功能結(jié)構(gòu)
        “穿地龍”機(jī)器人是一種可在土中克服土壤阻力的自行行走設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)PE或PVC管、電纜、光纜等中、小直徑管線的地下非開(kāi)挖鋪設(shè)施工。該設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(參見(jiàn)圖1)主要由液壓驅(qū)動(dòng)的錐形頭部、轉(zhuǎn)向裝置、沖擊裝置三部分組成。工作時(shí)，微機(jī)系統(tǒng)發(fā)出各種操作指令，沖擊裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)提供機(jī)器人前進(jìn)驅(qū)動(dòng)力；轉(zhuǎn)向裝置旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)提供錐形頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)力，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在土壤中的姿態(tài)變化。 
                                              
                                                            圖1“穿地龍”機(jī)器人液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)原理圖
1-錐形頭部；2-轉(zhuǎn)向離合器；3-轉(zhuǎn)向液壓缸活塞；4-轉(zhuǎn)向液壓缸缸體；5-沖擊液壓缸活塞（桿）；6-沖擊液壓缸缸體；7-氮?dú)馐遥?-定壓溢流閥；9-配流閥閥體；10-配流閥閥心； 11-變量液壓泵；12 -溢流閥；13、14-二位二通電磁換向閥； 15、16、17-二位三通電磁換向閥；18-調(diào)速閥；19 -節(jié)流閥
        液壓馬達(dá)系統(tǒng)及其工作原理
        圖 1所示為該機(jī)器人的液壓控制系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)的執(zhí)行器即為整個(gè)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其中沖擊裝置包括左、中、右三個(gè)工作腔a、b、c的沖擊液壓缸[缸體6，活塞（桿）5，P和O分別為壓力油口和回油口]、氮?dú)馐?、壓力反饋式配流閥（包括閥體9，閥心10，d、e、f、g、h等5個(gè)配流閥腔）等部件；轉(zhuǎn)向裝置包括用于轉(zhuǎn)向的雙活塞三腔液壓缸[缸體4、活塞（桿）3]和轉(zhuǎn)向離合器2等部件。系統(tǒng)的油源為液壓泵11，其壓力由先導(dǎo)式溢流閥12設(shè)定；沖擊缸和轉(zhuǎn)向缸為并聯(lián)油路，分別通過(guò)二位二通電磁換向閥13和14控制兩缸油路的通斷，通過(guò)調(diào)速閥18和節(jié)流閥19調(diào)節(jié)兩缸的工作流量及運(yùn)動(dòng)速度。系統(tǒng)的工作原理如下。
        當(dāng)機(jī)器人直線前進(jìn)時(shí)，電磁鐵4YA、5YA均通電使換向閥13、14均切換至左位，液壓泵的壓力油同時(shí)進(jìn)入沖擊和轉(zhuǎn)向兩個(gè)回路，使機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)同時(shí)實(shí)現(xiàn)沖擊和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
        當(dāng)機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)，首先通過(guò)電磁鐵4YA斷電使換向閥13復(fù)至左位，關(guān)閉沖擊油路；電磁鐵5YA通電使換向閥14切換至左位，開(kāi)啟轉(zhuǎn)向油路，通過(guò)三個(gè)電磁閥(1YA、2YA、3YA)的協(xié)調(diào)動(dòng)作控制轉(zhuǎn)向缸兩活塞的向前、向后及相互間的運(yùn)動(dòng)，使得離合器2分離或咬合，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)錐形頭部1轉(zhuǎn)過(guò)不同的角度，改變機(jī)器人在土中的前進(jìn)方向，直到機(jī)器人的頭部轉(zhuǎn)向到指定的位置。然后，電磁鐵5YA斷電使換向閥14復(fù)至右位，關(guān)閉轉(zhuǎn)向油路使其保壓；電磁鐵4YA通電使換向閥14切換至右位，開(kāi)啟沖擊油路，只沖擊不旋轉(zhuǎn)，機(jī)器人沿頭部偏轉(zhuǎn)的方向前進(jìn)
        沖擊裝置的動(dòng)作過(guò)程如下。
        1)沖擊缸活塞（桿）回程 圖8-14所示狀態(tài)為沖擊裝置的活塞（桿）一次沖擊行程終了處于回程的開(kāi)始狀態(tài)。配流閥的左閥腔d中的油液通過(guò)沖擊缸的b腔、回油口o通油箱，而右閥腔h與壓力油口p相通，閥心10在h腔壓力油作用下處于圖示左端位置。壓力油經(jīng)p口、閥的高壓腔e、進(jìn)入沖擊缸左腔a，沖擊缸的活塞（桿）5開(kāi)始向右回程，而右腔c的油液則經(jīng)閥的變壓腔f、低壓腔g、回油口o回油箱，同時(shí)壓縮氮?dú)馐?。隨著回程增加，系統(tǒng)壓力隨氮?dú)馐?的壓力升高而升高，當(dāng)壓力升高到定壓閥8的設(shè)定值時(shí)，定壓閥8開(kāi)啟，壓力油經(jīng)p口和閥8進(jìn)入閥腔d中，因d腔作用面積大于h腔作用面積，閥心在壓力差作用下向右運(yùn)動(dòng)，靠向閥腔右側(cè)，閥的變壓腔f與高壓腔e連通。這樣沖擊缸a、c腔均與壓力油相通，形成差動(dòng)連接，活塞回程加速階段結(jié)束?；钊缿T性作用向右作減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零，完成整個(gè)回程動(dòng)作。
        2)沖擊缸活塞（桿）沖程 沖擊缸的活塞（桿）回程結(jié)束時(shí)，配流閥心10靠在閥腔右側(cè)，沖擊缸的a、c腔均與壓力油口p相通，保持差動(dòng)連接，沖擊缸的活塞（桿）5在液壓油壓差及被壓縮的氮?dú)馀蛎涀饔孟孪蜃蠹铀龠\(yùn)動(dòng)，開(kāi)始沖程。在沖程加速后期，活塞（桿）5的速度很高，油液流量大，系統(tǒng)壓力降低。當(dāng)活塞越過(guò)沖擊缸的b腔左端油口時(shí)，閥腔d經(jīng)沖擊缸中腔b與回油口o連通，壓力迅速降低。此時(shí)，定壓閥8關(guān)閉，閥心在h腔壓力油作用下迅速向左運(yùn)動(dòng)，靠在閥腔左側(cè)，而活塞（桿）5則依靠慣性高速撞擊沖擊缸的左端面，產(chǎn)生的沖擊力克服土壤的阻力，帶動(dòng)機(jī)體向前運(yùn)動(dòng)一段距離。這時(shí)，一次沖程結(jié)束，系統(tǒng)又恢復(fù)到回程初始狀態(tài)。通過(guò)如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)沖擊缸活塞的回程與沖程運(yùn)動(dòng)，每次沖擊后機(jī)器人都向前行進(jìn)一段距離，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在土中的自行前進(jìn)。
        技術(shù)特點(diǎn)
        1)“穿地龍”機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用液壓驅(qū)動(dòng)，體積小，功率和沖擊力大?？梢酝瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)土中的沖擊前進(jìn)與旋轉(zhuǎn)。
        2)沖擊裝置采用三腔液壓缸及壓力反饋式配流機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向裝置采用雙活塞液壓缸，并分別采用調(diào)速閥和節(jié)流閥進(jìn)油接流調(diào)速；通過(guò)電磁換向閥的通斷組合實(shí)現(xiàn)沖擊裝置和轉(zhuǎn)向裝置的分時(shí)獲同時(shí)工作。

本文標(biāo)題：“穿地龍”機(jī)器人液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)

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分類：液壓行業(yè)知識(shí)
標(biāo)簽： 液壓系統(tǒng)