一、液压控制系统基本结构与工作原理
（一）液压控制系统的基本结构
根据对我国机电一体化中的液压控制系统进行研究和分析发现，该系统主要由液压油泵、高速开关阀、安全阀、液压冲击器和逻辑插装锥阀等构件组成。
（二）液压控制系统的工作原理
1、回程加速阶段如图1所示，首先，当系统中的活塞对钢钎进行冲击后，压力变送器同时会检测出系统中该活动完成后氮气室此时的压力值，并将该信息快速的传输给终端机计算机；并计算机以气压法原理公式为依据，计算出活塞反弹的最大速度，并以该速度为依据，调整氮气室换向时的设定值。其次，高速开关通电，系统的供油孔与控制孔需要保持相通的状态、锥阀8的控制腔同高压油保持接通状态；锥阀8关闭，冲击器后腔高压油路同时切断；与此同时，高速开关阀断电，控制孔与回油孔接通、锥阀18的接回油路与控制腔相通；锥阀18打开，冲击器后腔同低压油接通；受前腔中高压油作用的影响，活塞出现会呈加速运动，氮气室压力值随之增加；后腔开始向回油箱排油[1]。2、回程减速和冲击阶段在该阶段，控制系统中油路的接通和断开要保持一致性。当锥阀18关闭时，计算机需要发出低电平指令来控制高速开关，从而使锥阀8控制腔同低压油接通，然后该锥阀打开；冲击器后腔同高压油接通，由于受到了氮气室和高压油二者的压力影响，活塞出现了回程减速和冲程运动；在冲程时，前腔中的高压油会随着系统中油路流回到后腔中。然后，当冲程运动结束时，活塞对钢钎进行冲击，并出现反弹运动，此时系统中的计算机设备需要对氮气室该反弹运动瞬间产生的压力值进行记录，并其转换为活塞的反弹速度[2]。
二、计算机控制系统硬件模块设计
（一）硬件模块的总体构成
在该系统中，硬件模块主要是由主控制板、A/D转换、人机交换、信号采集、输出信号放大、光电隔离传输这六大电路组成；并且，该系统控制的电路是同液压冲击器分开操作的。其中，主控板电路主要负责完成对该系统的控制和运算工作、信号采集电路主要负责按照相应的指令，完成采集氮气室中压力值，并以模拟信号的形式将压力值传给下一集、A/D转换电路主要负责将上一级传递来的模拟信号转换成可以被计算机有效处理的信号、人机交换电路主要是负责参数设定以及监控控制系统运行状态的工作、光电隔离电路主要负责信号隔离传输，并消除系统的执行机构同硬件电路之间的相互干扰；输出信号放大电路主要负责将系统中的输出信号进行适当的放大处理，从而方便执行机构进行下一步工作。
（二）计算机控制系统的硬件选择
第一，选择芯片。对该系统来讲，单片机芯片可以选择SST89E564这套由美国公司推出的单片机；同其他系列的单片机相比，它不仅存储量大、功能齐全，更为重要的是，其还具备其他单片机不具备的仿真功能，可以使系统的工作效率更快速、计算结果更准确。第二，选择A/D转换器。对此，可以选择TI公司推出的串行ADC芯片，该芯片不仅精密度高、其数据采集功能也要比其他转换器更强，能够全面的满足液压系统高频率工作的要求[3]。第三，选择液晶显示器。由于液压系统的工作环境比较特殊，所以在该系统中使用的液晶显示器必须要具有极强的抗干扰能力，可以及时准确的将同冲击器工作情况相关的参数输入到液晶显示模块中，并对各个参数进行严密的监控。对此，显示器可以选择HD44780型号的液晶控制器，该控制器不仅功率消耗低，其抗干扰能力也要高于其他控制器。
三、计算机控制系统软件模块设计
之所以要对该控制系统的软件模块进行设计，主要是为了提升该控制系统对单次冲击能与冲击频率的自我适应于调节能力。本文的设计是以该系统中压力变送器在工作时传出的压力信号为基础，对系统中两个高速开关阀的开启与关闭时间进行有效的控制。从该系统的工作情况来看，其控制软件模块的工作内容主要包括了系统初始化、驱动执行模块、处理软件接口命令、处理计算机键盘命令与完成数据显示等方面的内容[4]。由此可以看出，该控制系统的软件程序主要由一个主程序和冲击控制、键盘中断处理、A/D采样以及显示等四个子程序构成。其中，冲击控制子程序主要是通过中断计数器或者是定时器的方式来完成其工作任务的。在该控制系统软件模式的主程序中，当控制电路板处于通电状态时，系统便开始初始化，随后便进入了监控状态，并对内部存储单元进行清理；并且，当系统检测到键盘中断发出了开始运行这一命令时，便进入到了该控制程序的子程序循环阶段。而且，只有系统出现了结束运动这一外部中断命令信号时，才会从控制子程序中推出，重新进入到监控状态中。
四、结论
总而言之，本文以压力反馈为依据，通过对液压冲击器控制系统、计算机硬件模块与软件模块的详细设计，对液压冲击器各种工作状态进行简单介绍。而后，通过对液压控制系统工作原理的分析与控制软件和硬件模块的重新设计，使得冲击器可以变得更加的柔性化与智能化。通过对上诉设计思路和方法的详细介绍与了解，可以使我国机电一体化建设过程中液压冲击器的智能化发展获得巨大的推动力。
作者：凌慧 单位：江苏师范大学
