电动挖掘机和工程机械的电动静液作动器系统

1.本发明涉及作动器技术领域，具体而言，涉及一种电动挖掘机和工程机械的电动静液作动器系统。


背景技术：

2.传统工程机械存在能耗高、噪音大和油液污染严重等极需解决的问题。其电动化、节能化、智能化成为必然的发展趋势。泵控直驱的电动静液作动器（eha）具有重载能力强、效率高、集成度高、可靠性强、抗污染能力强等优点，天然契合电动挖掘机发展的需求。
3.eha是由电机、泵、作动器、油箱等组成的一种高度集成的局部闭式液压系统，具有高效性和高可靠性。根据控制方式的不同，eha主要分为三种类型：定排量变转速（eha-fpvm）、变排量定转速（eha-vpfm）和变排量变转速（eha-vpvm）。其中，定排量变转速（eha-fpvm）具有结构简单、可靠性高等一系列优点。
4.eha-fpvm具有四象限工作机制，分别包括两个逆向载荷过程和顺向载荷过程。在逆向载荷状态下，eha-fpvm的电机在大负载时电机的发热非常大，严重时可能导致电机失效。在顺向载荷状态下，负载力驱动电机工作在发电机状态，产生电能和发热消耗。发出的电能通常被反馈给电网，不仅造成了工程机械的能量的损失，而且容易造成对电网的扰动和污染。
5.有鉴于此，申请人在研究了现有的技术后特提出本技术。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种电动挖掘机和工程机械的电动静液作动器系统，以改善上述技术问题中的至少一个。
7.第一方面本发明提供了一种工程机械的电动静液作动器系统，其包含：用以接收控制指令的控制器、电连接于控制器的电机驱动器、电连接于电机驱动器的双向变转速伺服电机、电连接于双向变转速伺服电机的电力储能装置、传动连接于双向变转速伺服电机的双向液压泵、接合于双向液压泵的三油腔对称液压缸，以及接合于三油腔对称液压缸的液压储能装置。
8.双向液压泵设置有第一油口和第二油口。三油腔对称液压缸设置有第一油腔、第二油腔和第三油腔。第一油口通过第一管路接合于第一油腔。第二油口通过第二管路接合于第二油腔。液压储能装置通过第三管路接合于第三油腔。其中，三油腔对称液压缸伸长时第一油腔缩小，第二油腔和第三油腔扩大。
9.双向变转速伺服电机为电动发电一体机。当电动静液作动器系统处于逆载工况时，电力储能装置向双向变转速伺服电机供电，以使双向变转速伺服电机驱动双向液压泵转动，从而驱动三油腔对称液压缸活动完成电能的释放。当电动静液作动器系统处于顺载工况时，双向液压泵在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机转动并发电，以向电力储
能装置进行充电，从而完成电能的回收。其中，顺载工况为三油腔对称液压缸受到的合力方向和液压杆的移动方向相同。逆载工况为三油腔对称液压缸受到的合力方向和液压杆的移动方向不同。
10.第二方面本发明提供一种电动挖掘机，其包括第一方面任意一段所说的工程机械的电动静液作动器系统。
11.通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：本发明的电动静液作动器系统能够进行电能与势能的双重能量回收与利用，极大提高了能量利用效率，十分符合电动挖掘机动臂的使用工况。
12.通过使用三油腔对称液压缸使得电动静液作动器体积更小，响应速度更快，更适用于电动挖掘机动臂。
13.通过将三油腔对称液压缸的第三油腔（蓄能腔）和液压储能装置相连；在液压缸伸出杆进行伸缩时进行势能能量回收与利用。以及，通过电力储能装置与双向变转速伺服电机，在顺载工况和逆载工况下进行电气能量回收与利用，大大提高了电动静液作动器系统的能量利用效率。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1是电动静液作动器系统的原理图。
16.图中标记：1-电力储能装置、2-双向变转速伺服电机、3-双向液压泵、4-加压油箱、5-第一单向阀、6-第二单向阀、7-第一溢流阀、8-第二溢流阀、9-开关阀、10-三油腔对称液压缸、11-液压储能装置、12-电机驱动器、13-控制器、14-磁致伸缩位移传感器、15-第一油口、16-第二油口、17-第一油腔、18-第二油腔、19-第三油腔。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.实施例一、请参阅图1，本发明第一实施例提供一种工程机械的电动静液作动器系统，其包含：用以接收控制指令的控制器13、电连接于所述控制器13的电机驱动器12、电连接于所述电机驱动器12的双向变转速伺服电机2、电连接于所述双向变转速伺服电机2的电力储能装置1、传动连接于所述双向变转速伺服电机2的双向液压泵3、接合于所述双向液压泵3的三油腔对称液压缸10，以及接合于所述三油腔对称液压缸10的液压储能装置11。
19.所述双向液压泵3设置有第一油口15和第二油口16。所述三油腔对称液压缸10设
置有第一油腔17、第二油腔18和第三油腔19。所述第一油口15通过第一管路接合于所述第一油腔17。所述第二油口16通过第二管路接合于所述第二油腔18。所述液压储能装置11通过第三管路接合于所述第三油腔19。其中，所述三油腔对称液压缸10伸长时所述第一油腔17缩小，所述第二油腔18和所述第三油腔19扩大。
20.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，所述三油腔对称液压缸10包括外壳体和液压杆；所述液压杆构造为横截面呈“n”形的旋转几何体。所述外壳体包括外壁体和内壁体。所述外壁体构造为横截面呈“u”形的旋转几何体。所述内壁体构造为自所述外壁体内侧的底部向外延伸的管状几何体。
21.所述液压杆嵌至于所述外壁体和所述内壁体之间。所述液压杆的外侧壁和所述外壁体的内侧壁之间形成所述第一油腔17。所述液压杆的内侧壁和所述内壁体的内侧壁之间形成所述第二油腔18。所述液压杆的内侧壁、所述外壁体的内侧壁，以及所述内壁体的外侧壁之间形成所述第三油腔19。
22.本发明实施例中，采用三油腔对称液压缸10作为执行器，减小了电动静液作动器的体积，更适合工程机械使用。
23.具体的，所述双向变转速伺服电机2为电动发电一体机。所述电力储能装置1为蓄电池。所述液压储能装置11为液压蓄能器。
24.在本实施例中，电动静液作动器系统的工况包括顺载工况和逆载工况。顺载工况为三油腔对称液压缸10受到的合力方向和液压杆的移动方向相同。逆载工况为三油腔对称液压缸10受到的合力方向和液压杆的移动方向不同。
25.本发明实施例的电动静液作动器系统，在电动静液作动器系统处于逆载工况时，电力储能装置1向双向变转速伺服电机2供电，以使双向变转速伺服电机2驱动双向液压泵3转动，从而驱动三油腔对称液压缸10活动完成电能的释放。
26.本发明实施例的电动静液作动器系统，在电动静液作动器系统处于顺载工况时，双向液压泵3在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机2转动并发电，以向所述电力储能装置1进行充电，从而完成电能的回收。
27.本发明实施例的电动静液作动器系统通过将三油腔对称液压缸10的第三油腔19连接至液压储能装置11，能在伸出杆回缩时回收势能和起到缓冲的作用，能在伸出杆伸出时利用回收的势能起到加载的作用；很好的实现了能量的回收和利用，具有很好的实际意义。
28.此外，电动发电一体机的双向变转速伺服电机2与电力储能装置1相连。在顺向载荷（如挖掘机动臂与地面接触支撑机身缓慢下落、挖掘机动臂在空载或者负载状态下由高至低的进行下放）的运行过程中伺服电机和液压泵在外负载的作用下转动发电给电力储能装置1完成电气能量的回收；在逆向载荷（如挖掘机动臂与地面接触支撑机身缓慢抬起、挖掘机动臂与地面接触并向下挖掘、如挖掘机动臂在空载或者负载状态下由低至高的进行抬升）的运行过程中电力储能装置1供电驱动伺服电机转动，通过控制器13和电机驱动器12控制伺服电机的正反转和转速从而控制伸出杆的作动方向和作动速度，实现电气能量的利用。
29.在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，电动静液作动器系统的顺载工况和逆载工况，可进一步划分为电动静液作动器伸长的逆载工况、电动静液作动器
缩短的逆载工况、电动静液作动器伸长的顺载工况和电动静液作动器缩短的顺载工况。
30.基于上述工况，所述电动静液作动器系统的控制方法包括s1至s4。
31.s1、当所述电动静液作动器系统处于伸长的逆载工况时，控制所述双向变转速伺服电机2处于电动状态，由电力储能装置1向双向变转速伺服电机2供电，控制双向变转速伺服电机2正向转动，同时带动双向液压泵3正向转动，以将油液从第一油腔17抽向第二油腔18。同时，液压储能装置11向第三油腔19供油，协同推动液压杆伸出，进行回收势能的利用。
32.具体的，当电动静液作动器系统处于逆载工况，对称液压缸伸出杆向上伸出且所受负载力向下时（如挖掘机动臂在空载或者负载状态下由低至高的进行抬升）：对称液压缸的第一油腔17为低压腔，第二油腔18为高压腔。电力储能装置1供电，通过控制器13和电机驱动器12控制驱动伺服电机正向转动，油液在双向液压泵3的作用下由第一油腔17经过液压泵流向第二油腔18，从而控制流量和压力推动伸出杆向上伸出。液压储能装置11中的油液流向第三油腔19，推动对称液压缸的伸出杆伸出，进行回收势能的利用。
33.s2、当所述电动静液作动器系统处于缩短的逆载工况时，控制所述双向变转速伺服电机2处于电动状态，由电力储能装置1向双向变转速伺服电机2供电，控制双向变转速伺服电机2反向转动，同时带动双向液压泵3反向转动，以将油液从第二油腔18抽向第一油腔17。同时，所述第三油腔19向所述液压储能装置11供油，进行势能能量的回收。
34.具体的，当电动静液作动器系统处于逆载工况，对称液压缸伸出杆向下缩回且所受负载力向上时（如挖掘机动臂与地面接触支撑机身缓慢抬起、挖掘机动臂与地面接触并向下挖掘）：对称液压缸的第一油腔17为高压腔，第二油腔18为低压腔。电力储能装置1供电，通过控制器13和电机驱动器12控制驱动伺服电机反向转动，油液在液压泵的作用下由第二油腔18经过双向液压泵3流向第一油腔17，从而控制流量和压力推动伸出杆向下回缩。第三油腔19油液流向液压储能装置11，进行势能能量的回收。
35.s3、当所述电动静液作动器系统处于伸长的顺载工况时，油液由第一油腔17经过双向液压泵3流向第二油腔18。控制所述双向变转速伺服电机2处于发电状态，由双向液压泵3在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机2正向转动并发电，以向所述电力储能装置1进行充电。同时，液压储能装置11向第三油腔19供油，协同推动液压杆伸出，进行回收势能的利用。
36.具体的，当电动静液作动器系统处于顺载工况，对称液压缸伸出杆向上伸出且所受负载力向上时（如挖掘机动臂与地面接触支撑机身缓慢下落）：对称液压缸的第一油腔17为高压腔，第二油腔18为低压腔。油液在外负载的作用下由第一油腔17经过双向液压泵3流向第二油腔18。双向液压泵3在外负载的作用下带动伺服电机正向转动发电给电力储能装置1实现电能能量回收。液压储能装置11中的油液流向第三油腔19，推动伸出杆伸出，进行回收势能的利用。
37.s4、当所述电动静液作动器系统处于缩短的顺载工况时，油液由第二油腔18经过双向液压泵3流向第一油腔17。控制所述双向变转速伺服电机2处于发电状态，由双向液压泵3在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机2反向转动并发电，以向所述电力储能装置1进行充电。同时，所述第三油腔19向所述液压储能装置11供油，进行势能能量的回收。
38.具体的，当电动静液作动器系统处于顺载工况，对称液压缸伸出杆向下缩回且所受负载力向下时（如挖掘机动臂在空载或者负载状态下由高至低的进行下放）：对称液压缸
的第一油腔17为低压腔，第二油腔18为高压腔。油液在外负载的作用下由第二油腔18经过双向液压泵3流向第一油腔17。双向液压泵3在外负载的作用下带动伺服电机反向转动发电给电力储能装置1实现电能能量回收。第三油腔19油液流向液压储能装置11，进行势能能量的回收。
39.本发明实施例的电动静液作动器系统：通过电力储能装置1与双向变转速伺服电机2进行驱动和能量回收；通过双向变转速伺服电机2与双向液压泵3相连控制流量与压力；通过控制器13和电机驱动器12控制电机的正反转来控制对称液压缸执行器的伸出和收回及其速度。第三油腔19（蓄能腔）和液压储能装置11在液压缸伸出杆进行伸缩时进行势能能量回收与利用，同时在顺载和逆载工况下通过控制双向变转速伺服电机2依靠电力储能装置1与双向变转速伺服电机2进行电气能量回收与利用，大大提高了电动静液作动器系统的能量利用效率。
40.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，所述电动静液作动器系统还包括加压油箱4、第一单向阀5和第二单向阀6。所述第一单向阀5接合于所述加压油箱4和所述第一管路之间。所述第二单向阀6接合于所述加压油箱4和所述第二管路之间。所述加压油箱4用以在电动静液作动器系统内油液不足时补充油液。
41.具体的，当电动静液作动器系统内部流量不足时，油液会由加压油箱4流经单向阀补充进该电动静液作动器系统，从而对对称液压缸的第一油腔17或第二油腔18补充油液。
42.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，所述电动静液作动器系统还包括第一溢流阀7和第二溢流阀8。所述第一溢流阀7接合于所述加压油箱4和所述第一管路之间，用以防止所述第一油腔17压力过大。所述第二溢流阀8接合于所述加压油箱4和所述第二管路之间，用以防止所述第二油腔18压力过大。
43.具体的，加压油箱4与两个单向阀还有两个溢流阀连接，且配置在对称液压缸的第一管路和第二管路之间。当电动静液作动器系统内部压力过高时，高压油液会通过溢流阀流入加压油箱4，从而给液压系统进行泄压，实现系统的过载保护，防止系统和元部件损坏。
44.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，所述电动静液作动器系统还包括开关阀9。所述开关阀9接合于所述第一管路和所述第二管路之间。
45.具体的，开关阀9配置在第一管路和第二管路之间。当电动静液作动器系统使用完毕或者因故障无法正常工作时，可主动使用开关阀9对三油腔对称液压缸10行卸荷，让对称液压缸回到初始位置，平衡对称液压缸伸出腔和回缩腔压力，防止系统损坏。
46.如图1所示，在上述实施例的基础上，本发明的一个可选地实施例中，所述电动静液作动器系统还包括配置于所述三油腔对称液压缸10的液压杆的磁致伸缩位移传感器14。所述磁致伸缩位移传感器14电连接于所述控制器13，用以进行位移反馈控制。
47.所述电机驱动器12电连接于所述双向变转速伺服电机2，用以根据所述控制器13的控制信号对所述双向变转速伺服电机2进行速度反馈控制和电流反馈控制。
48.具体的，电动静液作动器系统在工作过程中需要控制三油腔对称液压缸10的作动方向和作动速度。该控制通过控制双向变转速电机的转向与转速来实现。为了实现对称液压缸作动速度和位移的控制，该电动静液作动器系统使用了磁致伸缩位移传感器14、控制器13和电机驱动器12。在对称液压缸上安装磁致伸缩位移传感器14，从而反馈位移数据给控制器13进行反馈调节，同时电机的转速和电流也会反馈数据给电机驱动器12进行反馈调
节。
49.当电动静液作动器系统在工作时，根据工程机械的作动需要输入一个目标参数给控制器13，控制器13会自动分析处理数据计算出需要的参数给电机驱动器12，从而控制电机的转向和转速，同时根据安装在对称液压缸上的磁致伸缩位移传感器14收集位移和速度信号反馈数据给控制器13实现负反馈控制，从而控制对称液压缸作动的位移与速度。
50.需要说明的是，通过电动发电一体机进行能量回收，并在能量回收的时候控制发电电动一体机的回收扭矩，从而控制速度。以及电动发电一体机处于电动状态，从而控制电机速度。二者均属于现有技术，本发明在此不再赘述。
51.本发明实施例的电动静液作动器系统能够进行电能与势能的双重能量回收与利用，极大提高了能量利用效率，十分符合电动挖掘机动臂的使用工况。
52.通过使用三油腔对称液压缸10使得电动静液作动器体积更小，响应速度更快，更适用于电动挖掘机动臂。通过将三油腔对称液压缸10的第三油腔19（蓄能腔）和液压储能装置11相连。在液压缸伸出杆进行伸缩时进行势能能量回收与利用。以及，通过电力储能装置1与双向变转速伺服电机2，在顺载工况和逆载工况下进行电气能量回收与利用，大大提高了电动静液作动器系统的能量利用效率。
53.实施例二、请参阅图1，本发明第二实施例提供一种电动挖掘机，其包括实施例一任意一段所说的工程机械的电动静液作动器系统。
54.在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
55.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
56.所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括
没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
58.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
59.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测（陈述的条件或事件）”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测（陈述的条件或事件）时”或“响应于检测（陈述的条件或事件）”。
60.实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些内容以外的顺序实施。
61.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，包含：用以接收控制指令的控制器(13)、电连接于所述控制器(13)的电机驱动器(12)、电连接于所述电机驱动器(12)的双向变转速伺服电机(2)、电连接于所述双向变转速伺服电机(2)的电力储能装置(1)、传动连接于所述双向变转速伺服电机(2)的双向液压泵(3)、接合于所述双向液压泵(3)的三油腔对称液压缸(10)，以及接合于所述三油腔对称液压缸(10)的液压储能装置(11)；所述双向液压泵(3)设置有第一油口(15)和第二油口(16)；所述三油腔对称液压缸(10)设置有第一油腔(17)、第二油腔(18)和第三油腔(19)；所述第一油口(15)通过第一管路接合于所述第一油腔(17)；所述第二油口(16)通过第二管路接合于所述第二油腔(18)；所述液压储能装置(11)通过第三管路接合于所述第三油腔(19)；其中，三油腔对称液压缸(10)伸长时所述第一油腔(17)缩小，所述第二油腔(18)和所述第三油腔(19)扩大；所述双向变转速伺服电机(2)为电动发电一体机；当电动静液作动器系统处于逆载工况时，电力储能装置(1)向双向变转速伺服电机(2)供电，以使双向变转速伺服电机(2)驱动双向液压泵(3)转动，从而驱动三油腔对称液压缸(10)活动完成电能的释放；当电动静液作动器系统处于顺载工况时，双向液压泵(3)在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机(2)转动并发电，以向所述电力储能装置(1)进行充电，从而完成电能的回收；其中，顺载工况为三油腔对称液压缸(10)受到的合力方向和液压杆的移动方向相同；逆载工况为三油腔对称液压缸(10)受到的合力方向和液压杆的移动方向不同。2.根据权利要求1所述的工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，所述电动静液作动器系统的控制方法包括：当所述电动静液作动器系统处于伸长的逆载工况时，控制所述双向变转速伺服电机(2)处于电动状态，由电力储能装置(1)向双向变转速伺服电机(2)供电，控制双向变转速伺服电机(2)正向转动，同时带动双向液压泵(3)正向转动，以将油液从第一油腔(17)抽向第二油腔(18)；同时，液压储能装置(11)向第三油腔(19)供油，协同推动液压杆伸出，进行回收势能的利用；当所述电动静液作动器系统处于缩短的逆载工况时，控制所述双向变转速伺服电机(2)处于电动状态，由电力储能装置(1)向双向变转速伺服电机(2)供电，控制双向变转速伺服电机(2)反向转动，同时带动双向液压泵(3)反向转动，以将油液从第二油腔(18)抽向第一油腔(17)；同时，所述第三油腔(19)向所述液压储能装置(11)供油，进行势能能量的回收；当所述电动静液作动器系统处于伸长的顺载工况时，油液由第一油腔(17)经过双向液压泵(3)流向第二油腔(18)；控制所述双向变转速伺服电机(2)处于发电状态，由双向液压泵(3)在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机(2)正向转动并发电，以向所述电力储能装置(1)进行充电；同时，液压储能装置(11)向第三油腔(19)供油，协同推动液压杆伸出，进行回收势能的利用；当所述电动静液作动器系统处于缩短的顺载工况时，油液由第二油腔(18)经过双向液压泵(3)流向第一油腔(17)；控制所述双向变转速伺服电机(2)处于发电状态，由双向液压泵(3)在外负载的作用下带动双向变转速伺服电机(2)反向转动并发电，以向所述电力储能装置(1)进行充电；同时，所述第三油腔(19)向所述液压储能装置(11)供油，进行势能能量的回收。
3.根据权利要求1所述的工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，所述电动静液作动器系统还包括加压油箱(4)、第一单向阀(5)和第二单向阀(6)；所述第一单向阀(5)接合于所述加压油箱(4)和所述第一管路之间；所述第二单向阀(6)接合于所述加压油箱(4)和所述第二管路之间；所述加压油箱(4)用以在电动静液作动器系统内油液不足时补充油液。4.根据权利要求3所述的工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，所述电动静液作动器系统还包括第一溢流阀(7)和第二溢流阀(8)；所述第一溢流阀(7)接合于所述加压油箱(4)和所述第一管路之间，用以防止所述第一油腔(17)压力过大；所述第二溢流阀(8)接合于所述加压油箱(4)和所述第二管路之间，用以防止所述第二油腔(18)压力过大。5.根据权利要求1至4任意一项所述的工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，所述电动静液作动器系统还包括配置于所述三油腔对称液压缸(10)的液压杆的磁致伸缩位移传感器(14)；所述磁致伸缩位移传感器(14)电连接于所述控制器(13)，用以进行位移反馈控制；所述电机驱动器(12)电连接于所述双向变转速伺服电机(2)，用以根据所述控制器(13)的控制信号对所述双向变转速伺服电机(2)进行速度反馈控制和电流反馈控制。6.根据权利要求1至4任意一项所述的工程机械的电动静液作动器系统，其特征在于，所述电动静液作动器系统还包括开关阀(9)；所述开关阀(9)接合于所述第一管路和所述第二管路之间。7.一种电动挖掘机，其特征在于，包含权利要求1至6任意一项所述的工程机械的电动静液作动器系统。

技术总结
一种电动挖掘机和工程机械的电动静液作动器系统，涉及作动器技术领域。其能够解决逆载时电机发热的问题。电动静液作动器系统包含控制器、电连接于控制器的电机驱动器、电连接于电机驱动器的双向变转速伺服电机、电连接于双向变转速伺服电机的电力储能装置、传动连接于双向变转速伺服电机的双向液压泵、接合于双向液压泵的三油腔对称液压缸，以及液压储能装置。双向液压泵设置有第一油口和第二油口。三油腔对称液压缸设置有第一油腔、第二油腔和第三油腔。第一油口通过第一管路接合于第一油腔。第二油口通过第二管路接合于第二油腔。液压储能装置通过第三管路接合于第三油腔。其中，三油腔对称液压缸伸长时第一油腔缩小，第二油腔和第三油腔扩大。二油腔和第三油腔扩大。二油腔和第三油腔扩大。


技术研发人员：陈其怀 张辉雨 林添良 林元正 石家榕 缪骋 任好玲 李钟慎
受保护的技术使用者：华侨大学
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/8/9