一种电液实验台的制作方法

本实用新型涉及动力试验系统技术领域，特别是涉及一种电液实验台。

背景技术：

现有技术中，液压辅助加速系统为电液轨道车优选的辅助加速系统，可有效降低轨道车的启动加速时间、电机的峰值功率、增大爬坡能力等。同时，在机器人关节驱动领域，液压驱动系统相对电驱动、气动驱动等，又以具有液压系统功率密度高，具备较大的驱动力且瞬时爆发力大，特别适合于重负载情况；同时其布局结构相对紧凑，使得外形尺寸相对较小；液压系统具备自润滑性能、耐冲击性、耐震动；具备灵活的无级变速以及过载保护等优势，为机器人关节优选的驱动形式。

以上液压辅助加速系统、液压驱动系统的核心结构均为液压系统，现有技术中，为适应相应的驱动目的，除了上述的电液轨道车领域、机器人关节领域以外，现有技术中具有多种形式的液压系统。

技术实现要素：

针对上述提出的现有技术中用于驱动电液轨道车、机器人关节等的液压系统的形式多样的问题，本实用新型提供了一种电液实验台，该试验台可用于为液压系统的设计提供设计参数验证、原理验证等，以方便完成液压系统设计、性能验证。

为解决上述问题，本实用新型提供的一种电液实验台通过以下技术要点来解决问题：一种电液实验台，包括电机、连接在电机上的油泵、连接在油泵出口端上的供油管路、连接在油泵入口端上的回油管路、连接在供油管路与回油管路之间的执行机构，还包括串联在回油管路上的计量装置，所述计量装置包括流量计及桥式管路，所述桥式管路串联在回油管路上，流量计连接在桥式管路上，流量计用于测量流经桥式管路的流体流量，在所述桥式管路的进口与出口位置变化后，流经流量计的流体流通方向一致。

本方案中，所述电机用于驱动油泵工作，所述油泵通过供油管路与回油管路，向执行机构输送液压油，所述液压油为执行机构的工作介质，执行机构可根据本试验台的使用需要，设置为为变量马达、液压缸等，在为变量马达时，可针对电液轨道车的液压系统设计与验证，在为液压缸时，可为传统机器人关节、起重机关节用液压系统的设计与验证。

所述供油管路与回油管路即为本试验台油路的一部分，设置的流量计用于测量本试验台工作时的液压油流量，通过所得的液压油流量以及采用测压装置获取的压力值，可用于液压系统的参数核算、数据验证等，达到方便完成液压系统设计、性能验证等目的。

现有技术中，用于驱动电液轨道车、机器人关节等的液压系统的形式多样，故区别于传统介质管路，以上油路中，为适应执行机构模拟不同的驱动目的，所述执行机构具有不同的驱动形式，在所述油路中，液压油的流动方向根据需要是存在变化的，而现有技术中可用于测量液压油流量的流量计种类繁多，包括如差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计和涡街流量计等等。以上流量计中，如电磁流量计的计量可不受到流体流动方向的影响，其他流量计中，涡轮流量计和涡街流量计一般要求特定的安装方向，即要求流体需要以特定的流动方向流经流量计。而涡轮流量计为以上流量计中测量精度最高的流量计，同时还具有不存在零点漂移，抗干扰能力好等特点，故涡轮流量计为本试验台上计量装置中的优选流量计形式。

所述桥式管路的进口与出口位置变化后即为计量装置所在位置的流体流动方向发生变化后，以上设置的桥式管路即用于保证在发生以上变化后流经流量计的流体流通方向一致，这样，可使得涡轮流量计能够用于本试验台的液压油流量测定，以提高液压系统设计的准确性和性能验证的可靠性。即以上计量装置上的流量计优选为涡轮流量计。

更进一步的技术方案为：

还包括蓄能元件，所述蓄能元件包括第一蓄能器、第二换向阀及减压阀，所述第二换向阀与第一蓄能器、供油管路、回油管路均通过管路相连，所述减压阀串联在第二换向阀与回油管路之间的管路上；

所述第一蓄能器通过第二换向阀与供油管路之间的管路、第二换向阀与第一蓄能器之间的管路进油；

所述第一蓄能器通过第二换向阀与供油管路之间的管路、第二换向阀与第一蓄能器之间的管路向供油管路排油；

所述第一蓄能器通过第二换向阀与回油管路之间的管路、第二换向阀与第一蓄能器之间的管路向回油管路排油。

具体的，本方案中，所述第二换向阀即为供油管路、回油管路两者与第一蓄能器之间的控制阀，作为本领域技术人员，所述控制阀可采用普通具有流体流通状态控制能力的阀门，亦可采用如为三位四通电液比例阀，采用本方案，不仅可实现通过第一蓄能器向供油管路排油，亦可通过第一蓄能器向回油管路排油，且在向回油管路排油时由于相应管路上具有减压阀，故可在第一蓄能器内液压油压力变化或相较于回油管路压力差较大的情况下，通过所述减压阀提高排油过程中回油管路中的压力调节精度。以上具有减压阀的蓄能元件特别适用于执行机构中采用变量马达时精确的改变变量马达工作工况，亦可用于执行机构中采用液压缸时减小液压缸工作时电机的负载、利用蓄能元件蓄能时电机效率高的特点优化本试验台整个工作过程中电机的效率。

还包括第一换向阀，所述执行机构通过第一换向阀连接在供油管路与回油管路之间，所述第一换向阀用于切换液压油进、出执行机构的液压油流动方向。

作为桥式管路的具体设置形式，所述桥式管路包括呈环状的环形管路，所述环形管路上串联有四个单向阀，流量计的两端均通过管段连接在环形管路上；

用于连接流量计的管段两侧的环形管路上均具有两个单向阀，且处于连接流量计的管段同侧的两个单向阀在沿着环形管路的周向方向上导通方向一致。本方案中，环形管路上即有四个管路连接点：两个连接点用于实现桥式管路串联在回油管路上，两个连接点分别用于连接流量计的进、出口，如四个连接点之间的桥式管路围成四边形，则处于连接流量计的管段同侧的两个边上的单向阀在沿着环形管路的周向方向上导通方向一致。桥式管路结构简单，使得实现流经流量计的流体单向流动成本低。

为实现电机的无负载启动，设置为：还包括串联在供油管路与回油管路之间的通断控制阀。

为使得本试验台能够模拟更多的工况以适应验证目的或设计目的，设置为：所述执行机构包括变量马达及液压缸，所述变量马达与液压缸通过管段连接成并联关系；

所述变量马达及液压缸的前、后端均连接有通断控制阀，所述变量马达及液压缸前、后端的通断控制阀使得在执行机构中，变量马达与液压缸两者均可单独工作。以上单独工作即为变量马达与液压缸两者均可独立工作，作为本领域技术人员，要实现上述目的，通过调节所述通断控制阀，使得相应油路连通或断开即可达到所述目的。

由于油泵和执行机构在工作时，均可能存在一定的液压油泄漏，为改善环境和提高液压油的利用率，设置为：还包括用于收集油泵溢油以及执行机构溢油的溢油回收机构。

作为溢油回收机构的具体实现方式，设置为：所述溢油回收机构包括第二蓄能器及补油管道，所述补油管道连接在第二蓄能器上，补油管道通过管段与油泵的溢油位置、执行机构的溢油位置、油泵的入口端均管道连接。采用本方案，第二蓄能器相较于外界为内压容器，相应管段阻断溢油位置与大气连通即可，采用本方案，不仅可回收压力能，同时可避免液压油遭到污染。优选的，设置为回油管路与补油管道通过管段连接，此时，所述第二蓄能器可作为蓄油容器。

为保障本试验台工作的安全性，还包括串联在供油管路与补油管道之间的溢流阀。优选的，设置为所述溢流阀为多个，且包括比例溢流阀，这样，可通过多个溢流阀有效保障油路工作时的安全性，同时可使得油路最大压力可调。

为方便获取电机工作参数，设置为：还包括与电机相连的扭矩转速仪。

本实用新型具有以下有益效果：

本试验台可用于为液压系统的设计提供设计参数验证、原理验证等，以方便完成液压系统设计、性能验证。同时，所述桥式管路的进口与出口位置变化后即为计量装置所在位置的流体流动方向发生变化后，以上设置的桥式管路即用于保证在发生以上变化后流经流量计的流体流通方向一致，这样，可使得涡轮流量计能够用于本试验台的液压油流量测定，以提高液压系统设计的准确性和性能验证的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种电液实验台一个具体实施例的结构示意图；

图2为图1所示A部的局部放大图。

其中图中的标记分别为：1、电机，2、油泵，3、供油管路，4、回油管路，5、第一蓄能器，6、第一换向阀，7、变量马达，8、液压缸，9、计量装置，91、流量计，92、桥式管路，93、单向阀，10、第二蓄能器，11、减压阀，12、溢流阀，13、补油管道，14、扭矩转速仪，15、第二换向阀。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1和图2所示，一种电液实验台，包括电机1、连接在电机1上的油泵2、连接在油泵2出口端上的供油管路3、连接在油泵2入口端上的回油管路4、连接在供油管路3与回油管路4之间的执行机构，还包括串联在回油管路4上的计量装置9，所述计量装置9包括流量计91及桥式管路92，所述桥式管路92串联在回油管路4上，流量计91连接在桥式管路92上，流量计91用于测量流经桥式管路92的流体流量，在所述桥式管路92的进口与出口位置变化后，流经流量计91的流体流通方向一致。

本方案中，所述电机1用于驱动油泵2工作，所述油泵2通过供油管路3与回油管路4，向执行机构输送液压油，所述液压油为执行机构的工作介质，执行机构可根据本试验台的使用需要，设置为为变量马达7、液压缸8等，在为变量马达7时，可针对电液轨道车的液压系统设计与验证，在为液压缸8时，可为传统机器人关节、起重机关节用液压系统的设计与验证。

所述供油管路3与回油管路4即为本试验台油路的一部分，设置的流量计91用于测量本试验台工作时的液压油流量，通过所得的液压油流量以及采用测压装置获取的压力值，可用于液压系统的参数核算、数据验证等，达到方便完成液压系统设计、性能验证等目的。

现有技术中，用于驱动电液轨道车、机器人关节等的液压系统的形式多样，故区别于传统介质管路，以上油路中，为适应执行机构模拟不同的驱动目的，所述执行机构具有不同的驱动形式，在所述油路中，液压油的流动方向根据需要是存在变化的，而现有技术中可用于测量液压油流量的流量计种类繁多，包括如差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计和涡街流量计等等。以上流量计中，如电磁流量计的计量可不受到流体流动方向的影响，其他流量计中，涡轮流量计和涡街流量计一般要求特定的安装方向，即要求流体需要以特定的流动方向流经流量计。而涡轮流量计为以上流量计中测量精度最高的流量计，同时还具有不存在零点漂移，抗干扰能力好等特点，故涡轮流量计为本试验台上计量装置9中的优选流量计形式。

所述桥式管路92的进口与出口位置变化后即为计量装置9所在位置的流体流动方向发生变化后，以上设置的桥式管路92即用于保证在发生以上变化后流经流量计的流体流通方向一致，这样，可使得涡轮流量计能够用于本试验台的液压油流量测定，以提高液压系统设计的准确性和性能验证的可靠性。即以上计量装置9上的流量计优选为涡轮流量计。

本实施例中，所述油泵2采用变量泵。

实施例2：

如图1和图2所示，本实施例在实施例1提供的技术方案上作进一步限定，还包括蓄能元件，所述蓄能元件包括第一蓄能器5、第二换向阀15及减压阀11，所述第二换向阀15与第一蓄能器5、供油管路3、回油管路均通过管路相连，所述减压阀11串联在第二换向阀15与回油管路之间的管路上；

所述第一蓄能器5通过第二换向阀15与供油管路3之间的管路、第二换向阀15与第一蓄能器5之间的管路进油；

所述第一蓄能器5通过第二换向阀15与供油管路3之间的管路、第二换向阀15与第一蓄能器5之间的管路向供油管路3排油；

所述第一蓄能器5通过第二换向阀15与回油管路4之间的管路、第二换向阀15与第一蓄能器5之间的管路向回油管路4排油。

具体的，本方案中，所述第二换向阀15即为供油管路3、回油管路4两者与第一蓄能器5之间的控制阀，作为本领域技术人员，所述控制阀可采用普通具有流体流通状态控制能力的阀门，亦可采用如为三位四通电液比例阀，采用本方案，不仅可实现通过第一蓄能器5向供油管路3排油，亦可通过第一蓄能器5向回油管路4排油，且在向回油管路4排油时由于相应管路上具有减压阀11，故可在第一蓄能器5内液压油压力变化或相较于回油管路4压力差较大的情况下，通过所述减压阀11提高排油过程中回油管路4中的压力调节精度。以上具有减压阀11的蓄能元件特别适用于执行机构中采用变量马达7时精确的改变变量马达7工作工况，亦可用于执行机构中采用液压缸8时减小液压缸8工作时电机1的负载、利用蓄能元件蓄能时电机1效率高的特点优化本试验台整个工作过程中电机1的效率。

作为本领域技术人员，本实施例中，所示第一蓄能器5即为油路上的高压蓄能器，优选设置为高压蓄能器为多个，这样，可模拟更多形式的油路。但高压蓄能器在油路上的连接形式不局限于蓄能元件上第一蓄能器5的连接形式，如设置为：高压蓄能器连接在三位四通电液比例阀的A端上，三位四通电液比例阀的P端与供油管路3相连，三位四通电液比例阀的T端与回油管路4相连。

还包括第一换向阀6，所述执行机构通过第一换向阀6连接在供油管路3与回油管路4之间，所述第一换向阀6用于切换液压油进、出执行机构的液压油流动方向。

作为桥式管路92的具体设置形式，所述桥式管路92包括呈环状的环形管路，所述环形管路上串联有四个单向阀93，流量计91的两端均通过管段连接在环形管路上；

用于连接流量计91的管段两侧的环形管路上均具有两个单向阀93，且处于连接流量计91的管段同侧的两个单向阀93在沿着环形管路的周向方向上导通方向一致。本方案中，环形管路上即有四个管路连接点：两个连接点用于实现桥式管路92串联在回油管路4上，两个连接点分别用于连接流量计91的进、出口，如四个连接点之间的桥式管路92围成四边形，则处于连接流量计91的管段同侧的两个边上的单向阀93在沿着环形管路的周向方向上导通方向一致。桥式管路92结构简单，使得实现流经流量计91的流体单向流动成本低。

为实现电机1的无负载启动，设置为：还包括串联在供油管路3与回油管路之间的通断控制阀。

为使得本试验台能够模拟更多的工况以适应验证目的或设计目的，设置为：所述执行机构包括变量马达7及液压缸8，所述变量马达7与液压缸8通过管段连接成并联关系；

所述变量马达7及液压缸8的前、后端均连接有通断控制阀，所述变量马达7及液压缸8前、后端的通断控制阀使得在执行机构中，变量马达7与液压缸8两者均可单独工作。以上单独工作即为变量马达7与液压缸8两者均可独立工作，作为本领域技术人员，要实现上述目的，通过调节所述通断控制阀，使得相应油路连通或断开即可达到所述目的。

由于油泵2和执行机构在工作时，均可能存在一定的液压油泄漏，为改善环境和提高液压油的利用率，设置为：还包括用于收集油泵2溢油以及执行机构溢油的溢油回收机构。

作为溢油回收机构的具体实现方式，设置为：所述溢油回收机构包括第二蓄能器10及补油管道13，所述补油管道13连接在第二蓄能器10上，补油管道13通过管段与油泵2的溢油位置、执行机构的溢油位置、油泵2的入口端均管道连接。采用本方案，第二蓄能器10相较于外界为内压容器，相应管段阻断溢油位置与大气连通即可，采用本方案，不仅可回收压力能，同时可避免液压油遭到污染。优选的，设置为回油管路4与补油管道13通过管段连接，此时，所述第二蓄能器10可作为蓄油容器。

为保障本试验台工作的安全性，还包括串联在供油管路3与补油管道13之间的溢流阀12。优选的，设置为所述溢流阀12为多个，且包括比例溢流阀12，这样，可通过多个溢流阀12有效保障油路工作时的安全性，同时可使得油路最大压力可调。

为方便获取电机1工作参数，设置为：还包括与电机1相连的扭矩转速仪14。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。