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专利名称：一种液压油缸的定位控制方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410985954.6

专利申请（专利权）人：山西维顶装备开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：山西省大同市开发区通用航空产业园内

专利发明（设计）人：发明人:丁伟

专利摘要：本发明公开了一种液压油缸的定位控制方法，属于液压定位控制技术领域。该液压油缸的定位控制方法，包括以下步骤：获取数据并进行评估，选择液压泵和阀门并优化液压油流动路径，增加油箱容量，液压系统监测预警。本发明通过选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化；获取液压系统工作周期，液压系统工作周期基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量，从而增加液压系统的流量和压力，提高液压油的流速和压力变化速度，达到了液压系统响应速度的加快，解决了现有技术中液压系统响应速度慢的问题。

主权利要求：
1.一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取数据并进行评估：获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数；
选择液压泵和阀门并优化液压油流动路径：选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化得到液压油流动优化路径；
增加油箱容量：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量，液压系统工作周期和液压系统油箱容量基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量；
液压系统监测预警：获取液压系统监测数据，根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态；
所述液压系统评估指数具体分析为：
获取额定工作参数和性能数据；
根据额定工作参数和性能数据计算得到液压系统评估指数；
所述液压系统评估指数用于描述液压系统的性能状况；
所述液压系统评估指数计算公式为： ；
式中， 表示油缸额定工作压力， 表示油缸额定工作流量， 表示油缸额定工作温度， 表示油缸实际工作温度， 表示泵额定工作压力， 表示泵额定排量， 表示泵额定工作转速， 表示泵转速中值， 表示阀门额定工作压力， 表示阀门额定流量，为阀门实际工作温度， 表示阀门额定工作温度， 表示液压油缸行程长度， 表示缸筒长度， 表示液压泵效率， 表示液压阀门响应时间，表示液压阀门响应时间中值，表示管道内径， 表示管道壁厚， 表示管道摩擦力， 表示管道最大工作压力， 表示管道工作压力中值， 表示液压系统评估指数。
2.如权利要求1所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据具体包括：所述额定工作参数包括液压油缸额定参数、液压泵额定参数和液压阀门额定参数；
所述液压油缸额定参数包括油缸额定工作压力、油缸额定工作流量和油缸额定工作温度；
所述液压泵额定参数包括泵额定工作压力、泵额定排量和泵额定工作转速；
所述液压阀门额定参数包括阀门额定工作压力、阀门额定流量和阀门额定工作温度；
所述性能数据包括液压油缸行程长度、缸筒长度、液压泵效率、液压阀门响应时间和液压管道数据；
所述液压管道数据包括管道内径、管道壁厚、管道摩擦力和管道最大工作压力。
3.如权利要求1所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述根据管道数据进行液压油流动路径的优化具体分析为：获取管道数据；
获取管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量；
所述管道数据包括管道长度、管道流体密度和管道流体速度；
根据管道数据、管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量进行分析得到液压系统压力损失系数；
所述液压系统压力损失系数用于描述流体在评估不同直径和不同长度的管道中由于摩擦而产生的压力损失；
根据液压系统压力损失系数的最小值得到需求管道型号；
根据需求管道型号优化需求弯头半径和需求弯头数量；
根据需求管道型号、需求弯头半径和需求弯头数量得到液压油流动优化路径。
4.如权利要求3所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述根据需求管道型号优化需求弯头半径具体过程为：获取需求管道型号数据；
所述需求管道型号数据包括需求管道流体密度、需求管道流体速度、需求管道液体流量、需求管道长度、需求管道内径、弯头阻力系数、弯头数量和需求管道摩擦力；
根据需求管道型号数据分析得到弯头压力损失系数；
所述弯头压力损失系数用于描述液压系统管道内流体通过不同半径和同一半径不同数量的弯头时的压力损失；
根据弯头压力损失系数的最小值得到需求弯头型号和需求弯头数量，选择需求弯头型号得出对应的需求弯头半径。
5.如权利要求1所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述增加油箱容量具体过程为：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量；
获取最大工作负载数据；
所述最大工作负载数据包括最大压力需求数据、最大流量需求数据和最大功率需求数据；
获取油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力；
根据油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力累加得到最大压力需求数据；
获取输出压力最大的液压泵的新泵额定排量；
获取液压阀门最大承受流量；
获取油缸额定工作流量；
根据油缸额定工作流量、新泵额定排量和新阀门额定流量得到最大流量需求数据；
根据最大流量需求数据、最大压力需求数据、液压系统压力损失系数和弯头压力损失系数得到最大功率需求数据；
根据液压系统工作周期、液压系统油箱容量和最大工作负载数据分析得到液压油额外需求量；
根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量。
6.如权利要求5所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述液压油额外需求量的具体分析为：根据客观权重法，设置最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；
根据液压系统工作周期、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出液压油额外需求量。
7.如权利要求6所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述油箱增加容量的具体分析为：获取液压油额外需求量；
获取油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；
根据液压油额外需求量、油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出油箱增加容量。
8.如权利要求1所述一种液压油缸的定位控制方法，其特征在于，所述判断液压系统的运行状态具体过程为：获取液压系统监测数据；
所述液压系统监测数据包括液压系统工作压力、液压系统温度、液压系统流量、液压系统液位和液压系统噪音；
获取液压系统监测数据标准值；
所述液压系统监测数据标准值包括液压系统工作压力标准值、液压系统温度标准值、液压系统流量标准值、液压系统液位标准值和液压系统噪音标准值；
根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态；
若液压系统监测数据大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行异常进行预警通知相关人员；
若液压系统监测数据不大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行正常不进行预警。 说明书 : 一种液压油缸的定位控制方法技术领域[0001] 本发明涉及液压定位控制技术领域，尤其涉及一种液压油缸的定位控制方法。背景技术[0002] 随着现代经济的飞速发展，为了推动液压行业的成长，油缸作为我国液压产品中最为成熟的产品之一，已经形成了较为成熟的供需链，具备了较大的市场规模。液压油缸，是一种将液压能转化为机械能的设备，它通常被广泛应用于各种液压系统中；液压油缸的结构通常由缸体、活塞、密封件和连接件等组成；缸体是液压油缸的主要部分，它通常被设计成具有足够的强度和刚度，以承受工作压力和冲击；活塞是液压油缸中的重要部件，它可以在缸体内往复运动，将液压能转化为机械能；密封件是用来防止液压油泄漏的重要部件，它们需要具有良好的密封性能和耐磨损性；连接件则是用来将液压油缸与其他液压元件连接在一起的部件。液压油缸的工作原理是利用液压油的流动来传递压力和动力；当液压油进入液压油缸时，它会推动活塞在缸体内往复运动，从而将液压能转化为机械能，在这个过程中，密封件需要保持紧密的密封状态，以防止液压油的泄漏。液压油缸的定位控制方法指的是控制液压油缸的活塞移动到特定位置的技术手段。[0003] 现有的液压油缸的定位控制方法通过位置传感器或编码器等装置实时监测液压油缸的位置，并将位置信息反馈给控制系统，控制系统根据实际位置与期望位置之间的差异，调节液压系统的输出，使油缸能够准确移动到目标位置实现。[0004] 例如公告号为：CN102621906B的发明专利公告的一种液压油缸的定位控制方法，包括：（1）设定多个定位讯号、多个位移传感器预定位电压；（2）输入一个定位讯号与位移传感器移动讯号去伺服运算器进行比较；（3）伺服运算器将为正或负电压的比较结果输送到伺服放大器末端二只不同型号的三极管集电极，其中一只三级管集电极回路上的继电器吸合，继电器输出电压到换向阀线圈，驱动换向阀控制油缸向前或向后运行，位移传感器随动。[0005] 例如公开号为：CN110045635A的专利申请公开的一种翻转机光电定位控制系统，包括：相互并联且电气互锁的上升控制回路和下降控制回路，所述的上升控制回路与液压油缸的进油管路上的上升电磁阀连接，所述的下降控制回路与液压油缸的进油管路上的下降电磁阀连接。[0006] 但本申请在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：[0007] 现有技术中，通过控制器计算出误差信号，根据误差信号生成控制信号，通过控制信号控制液压油缸的液压流量，使得油缸按照设定的位置移动，通过位置传感器实时监测油缸的位置，并将位置反馈信号发送给控制器，最后控制器根据位置反馈信号调整控制信号，实现闭环控制，使得油缸最终到达目标位置，存在液压系统响应速度慢的问题。发明内容[0008] 本申请实施例通过提供一种液压油缸的定位控制方法，解决了现有技术中液压系统响应速度慢的问题，实现了液压系统响应速度的加快。[0009] 本申请实施例提供了一种液压油缸的定位控制方法，包括以下步骤：获取数据并进行评估：获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数；选择液压泵和阀门并优化液压油流动路径：选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化得到液压油流动优化路径；增加油箱容量：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量，液压系统工作周期和液压系统油箱容量基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量；液压系统监测预警：获取液压系统监测数据，根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态。[0010] 进一步的，所述获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据具体包括：所述额定工作参数包括液压油缸额定参数、液压泵额定参数和液压阀门额定参数；所述液压油缸额定参数包括油缸额定工作压力、油缸额定工作流量和油缸额定工作温度；所述液压泵额定参数包括泵额定工作压力、泵额定排量和泵额定工作转速；所述液压阀门额定参数包括阀门额定工作压力、阀门额定流量和阀门额定工作温度；所述性能数据包括液压油缸行程长度、缸筒长度、液压泵效率、液压阀门响应时间和液压管道数据；所述液压管道数据包括管道内径、管道壁厚、管道摩擦力和管道最大工作压力。[0011] 进一步的，所述液压系统评估指数具体分析为：获取额定工作参数和性能数据；根据额定工作参数和性能数据计算得到液压系统评估指数；所述液压系统评估指数用于描述液压系统的性能状况；所述液压系统评估指数计算公式为：[0012] 所述液压系统评估指数计算公式为：[0013] ；[0014] 式中， 表示油缸额定工作压力， 表示油缸额定工作流量， 表示油缸额定工作温度， 表示油缸实际工作温度， 表示泵额定工作压力， 表示泵额定排量， 表示泵额定工作转速， 表示泵转速中值， 表示阀门额定工作压力， 表示阀门额定流量， 为阀门实际工作温度， 表示阀门额定工作温度， 表示液压油缸行程长度， 表示缸筒长度， 表示液压泵效率，表示液压阀门响应时间， 表示液压阀门响应时间中值，表示管道内径， 表示管道壁厚，表示管道摩擦力， 表示管道最大工作压力， 表示管道工作压力中值， 表示液压系统评估指数。[0015] 进一步的，所述选择液压泵和液压阀门具体过程为：获取多个泵额定工作压力；根据泵额定工作压力比对分析得到液压泵最大输出压力；将液压泵最大输出压力对应的液压泵作为所选择的液压泵；获取多个阀门额定工作压力和阀门额定流量；根据阀门额定工作压力和阀门额定流量比对分析得到液压阀门最大承受压力和液压阀门最大承受流量；将液压阀门最大承受压力和液压阀门最大承受流量对应的液压阀门作为所选择的液压阀门。[0016] 进一步的，所述根据管道数据进行液压油流动路径的优化具体分析为：获取管道数据；获取管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量；所述管道数据包括管道长度、管道流体密度和管道流体速度；根据管道数据、管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量进行分析得到液压系统压力损失系数；所述液压系统压力损失系数用于描述流体在评估不同直径和不同长度的管道中由于摩擦而产生的压力损失；根据液压系统压力损失系数的最小值得到需求管道型号；根据需求管道型号优化需求弯头半径和需求弯头数量；根据需求管道型号、需求弯头半径和需求弯头数量得到液压油流动优化路径。[0017] 进一步的，所述根据需求管道型号优化需求弯头半径具体过程为：获取需求管道型号数据；所述需求管道型号数据包括需求管道流体密度、需求管道流体速度、需求管道液体流量、需求管道长度、需求管道内径、弯头阻力系数、弯头数量和需求管道摩擦力；根据需求管道型号数据分析得到弯头压力损失系数；所述弯头压力损失系数用于描述液压系统管道内流体通过不同半径和同一半径不同数量的弯头时的压力损失；根据弯头压力损失系数的最小值得到需求弯头型号和需求弯头数量，选择需求弯头型号得出对应的需求弯头半径。[0018] 进一步的，所述增加油箱容量具体过程为：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量；获取最大工作负载数据；所述最大工作负载数据包括最大压力需求数据、最大流量需求数据和最大功率需求数据；获取油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力；根据油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力累加得到最大压力需求数据；获取输出压力最大的液压泵的新泵额定排量；获取液压阀门最大承受流量；获取油缸额定工作流量；根据油缸额定工作流量、新泵额定排量和新阀门额定流量得到最大流量需求数据；根据最大流量需求数据、最大压力需求数据、液压系统压力损失系数和弯头压力损失系数得到最大功率需求数据；根据液压系统工作周期、液压系统油箱容量和最大工作负载数据分析得到液压油额外需求量；根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量。[0019] 进一步的，所述液压油额外需求量的具体分析为：根据客观权重法，设置最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；根据液压系统工作周期、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出液压油额外需求量。[0020] 进一步的，所述油箱增加容量的具体分析为：获取液压油额外需求量；获取油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；根据液压油额外需求量、油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出油箱增加容量。[0021] 进一步的，所述判断液压系统的运行状态具体过程为：获取液压系统监测数据；所述液压系统监测数据包括液压系统工作压力、液压系统温度、液压系统流量、液压系统液位和液压系统噪音；获取液压系统监测数据标准值；所述液压系统监测数据标准值包括液压系统工作压力标准值、液压系统温度标准值、液压系统流量标准值、液压系统液位标准值和液压系统噪音标准值；根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态；若液压系统监测数据大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行异常进行预警通知相关人员；若液压系统监测数据不大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行正常不进行预警。[0022] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：[0023] 1、通过选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化；获取液压系统工作周期，液压系统工作周期基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量，从而增加液压系统的流量和压力，提高液压油的流速和压力变化速度，进而实现了液压系统响应速度的加快，有效解决了现有技术中液压系统响应速度慢的问题。[0024] 2、通过获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数，从而优化系统设计，选择合适的液压泵、阀门和管道，以及优化液压油流动路径，进而实现了液压系统工作效率的提高。[0025] 3、通过传感器监测液压系统的各项参数，如液压系统工作压力、液压系统温度、液压系统流量、液压系统液位和液压系统噪音，从而实时监测系统运行状态，及时发现问题并进行预警，进而实现了液压系统安全性的提高。附图说明[0026] 图1为本申请实施例提供的液压油缸的定位控制方法流程图；[0027] 图2为本申请实施例提供的液压系统评估指数的曲线图。具体实施方式[0028] 本申请实施例通过提供一种液压油缸的定位控制方法，解决了现有技术中液压系统响应速度慢的问题，通过选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化；获取液压系统工作周期，液压系统工作周期基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量，从而增加液压系统的流量和压力，提高液压油的流速和压力变化速度，实现了液压系统响应速度的加快。[0029] 本申请实施例中的技术方案为解决上述液压系统响应速度慢的问题，总体思路如下：[0030] 通过获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数；选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化；获取液压系统工作周期，液压系统工作周期基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量；基于传感器获取液压系统监测数据，根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态，若液压系统运行异常则进行预警通知相关人员，若液压系统运行正常则不进行预警，从而增加液压系统的流量和压力，提高液压油的流速和压力变化速度，达到了液压系统响应速度的加快。[0031] 为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。[0032] 如图1所示，为本申请实施例提供的液压油缸的定位控制方法流程图，该方法包括以下步骤：获取数据并进行评估：获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数；选择液压泵和阀门并优化液压油流动路径：选择液压泵和液压阀门，获取管道数据，根据管道数据进行液压油流动路径的优化得到液压油流动优化路径；增加油箱容量：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量，液压系统工作周期和液压系统油箱容量基于最大工作负载数据进行分析得到液压油额外需求量，根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量；液压系统监测预警：获取液压系统监测数据，根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态。[0033] 进一步的，获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据具体包括：额定工作参数包括液压油缸额定参数、液压泵额定参数和液压阀门额定参数；液压油缸额定参数包括油缸额定工作压力、油缸额定工作流量和油缸额定工作温度；液压泵额定参数包括泵额定工作压力、泵额定排量和泵额定工作转速；液压阀门额定参数包括阀门额定工作压力、阀门额定流量和阀门额定工作温度；性能数据包括液压油缸行程长度、缸筒长度、液压泵效率、液压阀门响应时间和液压管道数据；液压管道数据包括管道内径、管道壁厚、管道摩擦力和管道最大工作压力。[0034] 在本实施例中，管道内径用于描述管道内部的直径；油缸额定工作压力、油缸额定工作流量、油缸额定工作温度、泵额定工作压力、泵额定排量、泵额定工作转速、阀门额定工作压力、阀门额定流量、阀门额定工作温度、液压泵效率、液压阀门响应时间和管道最大工作压力都能通过产品规格表、技术手册或者与制造商直接联系获。灰貉褂透仔谐坛ざ、缸筒长度、管道内径和管道壁厚通过测量工具直接测量得到；管道摩擦力通过实验测定法测量流体在管道内流动时的压力差，然后根据实验数据基于泰勒方程得到。[0035] 进一步的，液压系统评估指数具体分析为：获取额定工作参数和性能数据；根据额定工作参数和性能数据计算得到液压系统评估指数；液压系统评估指数用于描述液压系统的性能状况；液压系统评估指数计算公式为：[0036] 所述液压系统评估指数计算公式为：[0037] ；[0038] 式中， 表示油缸额定工作压力， 表示油缸额定工作流量， 表示油缸额定工作温度， 表示油缸实际工作温度， 表示泵额定工作压力， 表示泵额定排量， 表示泵额定工作转速， 表示泵转速中值， 表示阀门额定工作压力， 表示阀门额定流量， 为阀门实际工作温度， 表示阀门额定工作温度， 表示液压油缸行程长度， 表示缸筒长度， 表示液压泵效率，表示液压阀门响应时间， 表示液压阀门响应时间中值，表示管道内径， 表示管道壁厚，表示管道摩擦力， 表示管道最大工作压力， 表示管道工作压力中值， 表示液压系统评估指数。[0039] 在本实施例中，液压系统评估指数越大表示液压系统性能越好，液压系统评估指数除了通过计算得到，还可以通过对液压系统进行实际测试，包括测量液压系统中的压力、流量、速度、温度等参数，并根据实际测试结果来评估液压系统的性能得到。油缸实际工作温度通过温度传感器将温度转换为电信号，然后通过电气系统传输给控制系统或监控设备得到；由于泵额定工作转速范围为[500,3000]rpm，因此得到泵转速中值；由于液压阀门响应时间范围为[0.1,1]s，因此得到液压阀门响应时间中值；由于管道最大工作压力范围为(0,70]MPa，因此得到管道工作压力中值。液压系统评估指数数据如表1所示。[0040] 表1液压系统评估指数数据[0041][0042] 根据表1可知，油缸额定工作压力、泵额定工作压力和阀门额定工作压力越高，液压系统对压力的输出能力越强，系统性能越强大；油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量越大，液压系统对流量的输出能力越强，系统性能越强大；液压油缸行程长度越大，系统在工作时的运动范围越大，系统性能越强大；液压泵效率越高，系统在单位时间内能够提供的功率损失越。低承阅茉角看螅还艿滥诰对酱，管道的流量传输能力越强，系统性能越强大；液压系统的响应速度越快，其性能越强大，因此，液压阀门的响应时间越。低车男阅茉角看螅还艿赖谋诤窬龆似涑惺苎沽Φ哪芰，而最大工作压力则决定了系统能够承受的最大压力范围，较大的管道壁厚和最大工作压力能够提供更强大的系统性能，因为它们可以支持更高的压力要求；高转速的泵可以提供更高的流量和压力，而高温下工作的油缸则能够适应更多的工作环境，高温度下工作的阀门可以处理更大的流量和更高的压力；低摩擦力可以减少能量损失，提高系统的效率，但并不直接影响系统的功能强大，因此管道摩擦力是影响因子。[0043] 如图2所示，为本申请实施例提供的液压系统评估指数的曲线图，其中，横坐标表示泵额定工作转速，纵坐标表示液压系统评估指数，由于液压系统评估指数用于描述液压系统的性能状况，液压系统评估指数越大表示液压系统性能越好，而高转速的泵可以提供更高的流量和压力，代表液压系统能够处理更高的流量和压力性能更高，因此随着泵额定工作转速的增大液压系统评估指数越大。[0044] 进一步的，选择液压泵和液压阀门具体过程为：获取多个泵额定工作压力；根据泵额定工作压力比对分析得到液压泵最大输出压力；将液压泵最大输出压力对应的液压泵作为所选择的液压泵；获取多个阀门额定工作压力和阀门额定流量；根据阀门额定工作压力和阀门额定流量比对分析得到液压阀门最大承受压力和液压阀门最大承受流量；将液压阀门最大承受压力和液压阀门最大承受流量对应的液压阀门作为所选择的液压阀门。[0045] 进一步的，根据管道数据进行液压油流动路径的优化具体分析为：获取管道数据；获取管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量；管道数据包括管道长度、管道流体密度和管道流体速度；根据管道数据、管道内径、管道摩擦力、油缸额定工作流量、泵额定排量和阀门额定流量进行分析得到液压系统压力损失系数；液压系统压力损失系数用于描述流体在评估不同直径和不同长度的管道中由于摩擦而产生的压力损失；根据液压系统压力损失系数的最小值得到需求管道型号；根据需求管道型号优化需求弯头半径和需求弯头数量；根据需求管道型号、需求弯头半径和需求弯头数量得到液压油流动优化路径。[0046] 在本实施例中，管道长度通过测量工具直接测量得到，管道流体密度通过测密仪直接测量管道中流体的密度得到，管道流体速度通过流量计或速度计测量管道中流体的速度得到。液压系统压力损失系数除了通过实际安装和测试一段管道系统，在已知流量和压力差的情况下，测量压力损失得到，还可以通过计算得到。液压系统压力损失系数计算公式为：[0047] ；[0048] 式中， 表示液压系统压力损失系数， 表示管道摩擦力， 表示管道长度，表示管道内径，表示管道流体密度， 表示管道流体速度， 表示管道流量， 表示管道横截面积。管道内径增加会减小管道内的摩擦阻力，从而降低压力损失；较光滑的管道会减小摩擦阻力，从而降低压力损失；管道长度增加会导致流体在管道中流动所经历的摩擦增加，因此增加了压力损失；管道流体密度增加会增加流体的惯性和动能，从而导致压力损失增加；管道流体速度的增加会增加管道中的摩擦损失，因此增加了压力损失；因此，管道内径、管道摩擦力、管道长度、管道流体密度和管道流体速度与液压系统压力损失系数都呈正相关，这些因素的增加都会导致压力损失系数的增加，而减小这些因素则会降低压力损失系数。[0049] 进一步的，根据需求管道型号优化需求弯头半径具体过程为：获取需求管道型号数据；需求管道型号数据包括需求管道流体密度、需求管道流体速度、需求管道液体流量、需求管道长度、需求管道内径、弯头阻力系数、弯头数量和需求管道摩擦力；根据需求管道型号数据分析得到弯头压力损失系数；弯头压力损失系数用于描述液压系统管道内流体通过不同半径和同一半径不同数量的弯头时的压力损失；根据弯头压力损失系数的最小值得到需求弯头型号和需求弯头数量，选择需求弯头型号得出对应的需求弯头半径。[0050] 在本实施例中，由于需求管道就是所有被获取数据的管道中的其中一条，因此需求管道流体密度、需求管道液体流量、需求管道长度、需求管道内径和需求管道摩擦力都已经得知；通过使用物理模型进行试验，模拟管道流体流动的实际情况来获取弯头阻力系数，这种方法涉及在实验室中建立小尺寸的管道系统，并使用液体模拟实际流体流动，然后测量压力损失以得到弯头阻力系数；弯头数量通过实地观察得到。弯头压力损失系数除了通过设计实验，在实际液压系统中安装不同类型和数量的弯头，然后通过测量流体流动的压力损失得到，还可以通过计算得到，弯头压力损失系数计算公式为：[0051] ；[0052] 式中，表示弯头压力损失系数， 表示弯头阻力系数， 表示弯头数量， 表示需求管道摩擦力， 表示需求管道长度， 表示需求管道内径， 表示管道流体密度，表示管道流体速度， 表示管道横截面积。[0053] 进一步的，增加油箱容量具体过程为：获取液压系统工作周期和液压系统油箱容量；获取最大工作负载数据；最大工作负载数据包括最大压力需求数据、最大流量需求数据和最大功率需求数据；获取油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力；根据油缸额定工作压力、液压泵最大输出压力、液压阀门最大承受压力和需求管道额定工作压力累加得到最大压力需求数据；获取输出压力最大的液压泵的新泵额定排量；获取液压阀门最大承受流量；获取油缸额定工作流量；根据油缸额定工作流量、新泵额定排量和新阀门额定流量得到最大流量需求数据；根据最大流量需求数据、最大压力需求数据、液压系统压力损失系数和弯头压力损失系数得到最大功率需求数据；根据液压系统工作周期、液压系统油箱容量和最大工作负载数据分析得到液压油额外需求量；根据液压油额外需求量和液压系统油箱容量分析得到油箱增加容量。[0054] 在本实施例中，工作周期通过实际操作和监控系统来直接获。谝貉瓜低吃诵惺，可以记录开始和结束一个工作循环所经过的时间，然后计算平均工作周期，这可以通过使用计时器或监控系统来实现；液压系统的油箱容量是指油箱可以容纳的液压油的体积，直接从液压系统的设计文档或规格表中获取。这可以通过使用容积尺或其他液体容量测量工具来实现。最大功率需求数据 ，最大压力需求数据， 表示油缸额定工作压力， 表示液压泵最大输出压力， 表示液压阀门最大承受压力， 表示需求管道额定工作压力，最大流量需求数据 ， 表示油缸额定工作流量， 表示新泵额定排量，表示新阀门额定流量， 表示液压系统压力损失系数， 表示弯头压力损失系数。[0055] 进一步的，液压油额外需求量的具体分析为：根据客观权重法，设置最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；根据液压系统工作周期、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出液压油额外需求量。[0056] 在本实施例中，液压油额外需求量除了通过设计实验，在实际液压系统中模拟不同工作条件下的使用情况，并测量实际消耗的液压油量，对比系统在静止状态和实际工作状态下的油液消耗量得到，还可以通过计算得到。液压油额外需求量计算公式为：[0057] ；[0058] 式中， 表示液压油额外需求量， 表示液压系统工作周期， 表示最大压力需求数据， 表示最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值， 表示最大流量需求数据， 表示最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，表示最大功率需求数据， 表示最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，表示液压系统油箱容量。[0059] 进一步的，油箱增加容量的具体分析为：获取液压油额外需求量；获取油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值；根据液压油额外需求量、油缸额定工作流量、最大压力需求数据、最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大流量需求数据、最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值、最大功率需求数据、最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值，得出油箱增加容量。[0060] 在本实施例中，油箱增加容量的获取方式为：[0061] ；[0062] 式中， 表示液压油额外需求量， 表示最大压力需求数据， 表示最大压力需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值， 表示最大流量需求数据， 表示最大流量需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值， 表示最大功率需求数据，表示最大功率需求数据对于液压油额外需求量的权重占比值， 表示液压系统油箱容量，表示油箱增加容量。[0063] 进一步的，判断液压系统的运行状态具体过程为：获取液压系统监测数据；液压系统监测数据包括液压系统工作压力、液压系统温度、液压系统流量、液压系统液位和液压系统噪音；获取液压系统监测数据标准值；液压系统监测数据标准值包括液压系统工作压力标准值、液压系统温度标准值、液压系统流量标准值、液压系统液位标准值和液压系统噪音标准值；根据液压系统监测数据基于液压系统监测数据标准值进行比较分析判断液压系统的运行状态；若液压系统监测数据大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行异常进行预警通知相关人员；若液压系统监测数据不大于液压系统监测数据标准值，则液压系统运行正常不进行预警。[0064] 在本实施例中，在液压系统中安装压力传感器、温度传感器、流量传感器、液位传感器和噪音传感器等仪器设备，用于实时监测系统的各项参数；液压系统工作压力标准值范围为[10,36]PSI，液压系统温度标准值范围为[40,60]℃，液压系统流量标准值范围为[20,50]L/min，液压系统液位标准值范围为油箱设计的最小和最大液位之间，液压系统噪音标准值在70分贝以下。[0065] 综上所述，本申请实施例通过获取液压系统组件的额定工作参数和性能数据，根据液压系统组件的额定工作参数和性能数据进行分析得到液压系统评估指数，从而优化系统设计，选择合适的液压泵、阀门和管道，以及优化液压油流动路径，进而实现了液压系统工作效率的提高。[0066] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD?ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。[0067] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。[0068] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。[0069] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。[0070] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。[0071] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

专利地区：山西

专利申请日期：2024-07-23

专利公开日期：2024-10-18

专利公告号：CN118517456B