一种大型阵列承载可变容腔调节系统

本发明涉及大型装备承载作业，具体而言，尤其涉及一种大型阵列承载可变容腔调节系统。

背景技术：

1、大型、高载荷物件的承载和输运是很重要的作业手段，也是现有技术面临的挑战之一。现有大型重物提升承载方式主要有起重机、龙门吊、塔吊、空中吊舱等，但由于重物外形各异，存在吊装条件不充分、起吊载荷分布不均、提升力有限等各种问题。此外，对于柔性容腔类的特种作业装备，结构易破损，形态不固定的特点，也使得传统承载装备无法进行有效承载输送。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，提供一种大型阵列承载可变容腔调节系统。本发明使用二维阵列可变容腔承载外部大型负载，实现对大型异形多姿态装备的分布承载和形态适应。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种大型阵列承载可变容腔调节系统，包括：压力源模块、压力控制模组、液压连通容腔和测量装置，其中：

4、所述压力源模块，包括油箱、液压泵、电机、单向阀和溢流阀；

5、所述压力控制模组，包括多个压力控制模块，其中每个压力控制模块包括主动控制阀、被动连通阀、高速泄压阀、调压阀和可变容腔；

6、所述液压连通容腔，包括主动容腔和被动容腔，所述压力控制模组与主动容腔连通，构成系统主动控制回路；所述压力控制模组与被动容腔连通，构成系统被动承载回路；

7、所述测量装置，包括主动容腔压力传感器和多个压力传感器；

8、具体连接关系如下：

9、所述油箱的出油口通过管路与所述液压泵的进油口连接，所述电机用于驱动液压泵工作；所述液压泵的出油口通过管路与所述单向阀的进油口连接；所述溢流阀的进油口通过管路分别与所述单向阀的出油口和所述主动容腔连接，所述溢流阀的出油口通过管路与所述油箱连接；所述主动容腔压力传感器与所述主动容腔连接；

10、所述主动控制阀的进油口通过管路与所述主动容腔连接，所述主动控制阀的出油口通过管路与被动连通阀的进油口连接，所述被动连通阀的出油口通过管路与所述被动容腔连接；所述高速泄压阀的进油口通过管路与所述主动控制阀的出油口连接，所述高速泄压阀的出油口通过管路与所述油箱连接；所述调压阀的进油口通过管路与所述高速泄压阀的进油口连接，所述调压阀的出油口通过管路与所述油箱连接；所述可变容腔通过管路与所述调压阀的进油口连接；每个所述压力传感器通过管路分别与所述主动控制阀、所述被动连通阀、所述高速泄压阀、所述调压阀和所述可变容腔连接。

11、进一步地，所述压力控制模组的工作压力通过改变多个压力控制模块的压力进行控制，实现对外部大型负载m的分布承载，其中每个压力控制模块的工作压力通过控制每个主动控制阀、被动连通阀、高速泄压阀、调压阀的启闭进行控制。

12、进一步地，在所述测量装置中：

13、所述主动容腔压力传感器用于测量主动容腔内的工作压力；

14、所述压力传感器用于测量每个压力控制模块的工作压力。

15、进一步地，所述压力控制模组的压力控制方式包括模组被动连通控制方式和部分模块主动增压控制方式，其中：

16、所述模组被动连通控制方式：模组被动连通时，控制每个被动连通阀得电，使模组与被动容腔接通，控制每个调压阀得电，使模组处于目标工作压力，实现自动调压功能，对外部大型负载提供均衡承载力；模组工作压力太高需及时泄压时，控制每个高速泄压阀得电，使模组工作压力降到目标值，实现安全泄压功能；

17、所述部分模块主动增压控制方式：部分模块主动增压时，控制部分模块主动控制阀得电，使压力控制模组与主动容腔接通，液压泵输出的油液进入部分模块，实现部分模块主动增压功能，驱动部分模块主动承载；部分模块工作压力太高需及时泄压时，控制部分模块高速泄压阀得电，使部分模块工作压力降到目标值，实现安全泄压功能；个别压力控制模块出现故障需要主动泄压时，控制个别压力控制模块高速泄压阀得电，使个别压力控制模块工作压力降低，不再承载。

18、进一步地，所述调压阀的控制部件包括控制器、驱动器和压力传感器。在作业过程中，压力传感器将实时采集到的可变容腔压力信息发送给控制器，控制器对压力传感器采集到的信号进行分析，通过处理得到控制信号，并将控制信号发送给驱动器来控制调压阀的阀口开度，实现对可变容腔的调压控制。

19、进一步地，所述高速泄压阀的控制部件包括控制器和压力传感器。在作业过程中，压力传感器将实时采集到的可变容腔压力信息发送给控制器，控制器对压力传感器采集到的信号进行分析，通过处理得到控制信号，来控制高速泄压阀的上电时刻及持续时间，实现对可变容腔的泄压控制。

20、进一步地，所述可变容腔为刚性可变容腔或柔性可变容腔，刚性可变容腔包括液压缸，柔性可变容腔包括气囊、水囊或油囊。

21、进一步地，所述刚性可变容腔的活塞杆端部通过橡胶垫与外部大型负载m柔性接触。

22、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

23、1、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，使用二维阵列可变容腔承载外部大型负载，实现对大型异形多姿态装备的分布承载和形态适应。

24、2、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，使用压力控制模组控制可变容腔的工作压力，可按需配置压力控制模组内压力控制模块的数量和空间位置，依据外部大型负载的形态提供分布可控的承载力，增强了大型装备承载的可设计性。

25、3、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，使用模组被动连通控制和部分模块主动增压控制，在进行模组被动连通控制时，压力控制模组内各可变容腔工作压力相同，可向外输出均衡的承载力；在进行部分模块主动增压控制时，各压力控制模块的工作压力可按需调定，各可变容腔工作压力不同，可向外输出非均衡的承载力，增强了对外部大型负载形态的适应性。

26、4、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，使用的可变容腔既可以是液压缸等刚性执行元件，也可以是薄膜类柔性执行元件，承载结构多样，提高了系统的通用性。

27、5、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，利用高速泄压阀及时泄压，响应速度快，能快速泄压，保障了系统的安全性。

28、6、本发明提供的大型阵列承载可变容腔调节系统，根据压力传感器的输出信号闭环控制调压阀的阀口开度，实现设定压力与实际压力自动调节，提高了系统的调压精度。

29、基于上述理由本发明可在大型装备承载作业等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，包括：压力源模块、压力控制模组、液压连通容腔和测量装置，其中：

2.根据权利要求1所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述压力控制模组的工作压力通过改变多个压力控制模块的压力进行控制，实现对外部大型负载m(9)的分布承载，其中每个压力控制模块的工作压力通过控制每个主动控制阀、被动连通阀、高速泄压阀、调压阀的启闭进行控制。

3.根据权利要求1所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，在所述测量装置中：

4.根据权利要求1所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述压力控制模组的压力控制方式包括模组被动连通控制方式和部分模块主动增压控制方式，其中：

5.根据权利要求4所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述调压阀的控制部件包括控制器、驱动器和压力传感器；在作业过程中，压力传感器将实时采集到的可变容腔压力信息发送给控制器，控制器对压力传感器采集到的信号进行分析，通过处理得到控制信号，并将控制信号发送给驱动器来控制调压阀的阀口开度，实现对可变容腔的调压控制。

6.根据权利要求4所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述高速泄压阀的控制部件包括控制器和压力传感器；在作业过程中，压力传感器将实时采集到的可变容腔压力信息发送给控制器，控制器对压力传感器采集到的信号进行分析，通过处理得到控制信号，来控制高速泄压阀的上电时刻及持续时间，实现对可变容腔的泄压控制。

7.根据权利要求1所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述可变容腔为刚性可变容腔或柔性可变容腔，刚性可变容腔包括液压缸(10)，柔性可变容腔包括气囊(11)、水囊或油囊。

8.根据权利要求1所述的大型阵列承载可变容腔调节系统，其特征在于，所述刚性可变容腔的活塞杆端部通过橡胶垫(12)与外部大型负载m(9)柔性接触。

技术总结本发明提供一种大型阵列承载可变容腔调节系统，包括压力源模块、压力控制模组、液压连通容腔和测量装置；压力源模块用于为系统提供稳定压力；压力控制模组包括多个压力控制模块，每个压力控制模块包括主动控制阀、被动连通阀、高速泄压阀、调压阀和可变容腔。通过控制主动控制阀、被动连通阀、高速泄压阀和调压阀，来控制可变容腔内的工作压力，实现对外部大型负载的分布承载；液压连通容腔包括主动容腔和被动容腔，连接压力源模块和压力控制模组；测量装置包括主动容腔压力传感器和压力传感器，分别测量主动容腔工作压力和压力控制模块工作压力。本发明使用二维阵列可变容腔承载外部大型负载，实现对大型异形多姿态装备的分布承载和形态适应。技术研发人员：张增猛,张前英,王宇航,徐伟凌,宁大勇,侯交义,弓永军受保护的技术使用者：大连海事大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13