[0047] 下面对本发明作进一步说明。
[0048] 图1为现有挖掘机中动臂100、转台200和动臂液压缸4的装配结构示意图，其中动臂100的端部铰接在转台200上，动臂液压缸4的缸筒铰接在转台200上，动臂液压缸4的活塞杆端铰接在动臂100的中部。当动臂液压缸4的活塞杆做伸缩运动时，即可驱动动臂100做提升和下放动作。
[0049] 图2是现有技术中挖掘机动臂液压系统的简化原理图。油源1为系统提供油液。主换向阀3用于控制动臂液压缸4的伸缩运动。
[0050] 图3为A口进/出高压油液时液压泵/马达的四象限工作模式图。从图3中可以看出，在A口流入或流出高压油液时液压泵/马达可以工作泵模式或马达模式下。
[0051] 实施例1：
[0052] 如图4、图6和图7所示，一种挖掘机动臂节能系统，包括油源1、第一单向阀2、主换向阀3、动臂液压缸4、挖掘机的操纵手柄、第五单向阀17、液压马达6、蓄能器10、变速箱8、第一换向阀11、离合器9、飞轮7、第二单向阀13、第三单向阀14、第四单向阀16、转速检测装置和控制器；油源1通过第一单向阀2与主换向阀3的P口连接，主换向阀3的T口与油箱5连接；主换向阀3的A口和B口分别与动臂液压缸4的无杆腔和有杆腔连接；动臂液压缸4的缸筒铰接在转台200上，动臂液压缸4的活塞杆端铰接在动臂100的中部；
[0053] 第五单向阀17串接在主换向阀3的A口与动臂液压缸4的无杆腔之间油路上，第五单向阀17的A口和B口分别与主换向阀3的A口和动臂液压缸4的无杆腔连接。第五单向阀17可以有效防止动臂液压缸4无杆腔中的油液在动臂下放时会从主换向阀3流回油箱5。
[0054] 液压马达6的P口和A口分别与第一换向阀11的A口和蓄能器10的P口连接，第一换向阀11的P口与动臂液压缸4的无杆腔连接；液压马达6的传动轴依次通过变速箱8和离合器9与飞轮7的传动轴连接；
[0055] 第二单向阀13的A口和B口分别与油箱5和第一换向阀11的A口连接；第三单向阀14的A口和B口分别与第一换向阀11的A口和主换向阀3的P口连接；第四单向阀16的A口和B口分别与油箱5和动臂液压缸4的有杆腔连接；
[0056] 所述变速箱8包括箱体801、第一传动轴单元、第二传动轴单元、滑块总成804、拨叉805和直线电动推杆806，第一传动轴单元包括第一传动轴802、第一锥形齿轮A8021、轴套A8025、第三齿轮A8023、第四齿轮A8024、轴套B8026和第二锥形齿轮A8022，第一传动轴802横向可转动地贯穿于箱体801的中部，其一端与液压马达6的传动轴固定连接，第一锥形齿轮A8021、轴套A8025、第三齿轮A8023、第四齿轮A8024、轴套B8026和第二锥形齿轮A8022均设置在箱体801中，且从左到右依次地套设在第一传动轴802的外部，第一锥形齿轮A8021的外径大于第三齿轮A8023的外径，第一锥形齿轮A8021和第三齿轮A8023通过设置在二者之间的轴套A8025同轴心地固定连接，第二锥形齿轮A8022的外径大于第四齿轮A8024的外径，第二锥形齿轮A8022和第四齿轮A8024通过设置在二者之间的轴套B8026同轴心地固定连接；第一传动轴802在箱体801中的部分于第一锥形齿轮A8021的左侧和第三齿轮A8023的右侧分别固定连接有一个限位环A8027、于第四齿轮A8024的左侧和第二锥形齿轮A8022的右侧分别固定连接有一个限位环B8028；
[0057] 第二传动轴单元包括第二传动轴803、第一锥形齿轮B8031和第二锥形齿轮B8032，第二传动轴803的里端纵向可转动地穿入箱体801的中部，其外端与位于箱体801外部的离合器9连接，第一锥形齿轮B8031和第二锥形齿轮B8032均设置在箱体801中，第一锥形齿轮B8031的外径大于第二锥形齿轮B8032的外径，且从前到后相间隔且同轴心地固定套装在第二传动轴803上；第一锥形齿轮B8031与第一锥形齿轮A8021相啮合；第二锥形齿轮B8032与第二锥形齿轮A8022相啮合；
[0058] 所述滑块总成804位于箱体801内，其包括滑块本体8041、固定套装在滑块本体8041左端的第一过渡齿圈8043和固定套装在滑块本体8041右端的第二过渡齿圈8044；滑块本体8041中部开设有横向贯通的内花键孔8042，并通过内花键孔8042套设在第一传动轴
802的中部，且位于第三齿轮A8023和第四齿轮A8024之间，在第一传动轴802上对应内花键孔8042的部分设置有与内花键孔8042相啮合的外花键结构；滑块本体8041在第一过渡齿圈
8043和第二过渡齿圈8044之间的部分开设有外环形凹槽8045；滑块本体8041在到达其轴向移动范围的左端时，第一过渡齿圈8043与第三齿轮A8023相啮合，在到达其轴向移动范围的右端时，第二过渡齿圈8044与第四齿轮A8024相啮合，在到达其轴向移动范围的中部时，第一过渡齿圈8043与第三齿轮A8023不相接触，第二过渡齿圈8044与第四齿轮A8024不相接触；
[0059] 所述拨叉805的里端穿入箱体801内，并插装于外环形凹槽8045中，其外端位于箱体801的外侧，且拨叉805与箱体801铰接；
[0060] 所述直线电动推杆806设置在箱体801外部的左侧，其一端与拨叉805的外端铰接，其另一端与箱体801的左部铰接；
[0061] 所述转速检测装置贴近飞轮7地设置，用于检测飞轮7的转速信号，并将转速信号实时发送给控制器；
[0062] 所述操纵手柄上设置有与其内部处理器连接的多个手动按钮，分别用于根据操作人员的控制分别发出动臂下放电信号、动臂提升电信号和复位电信号；
[0063] 所述控制器分别与液压马达6、主换向阀3、离合器9、第一换向阀11、直线电动推杆806、转速检测装置和挖掘机的操纵手柄连接； 所述控制器用于在接收到动臂下放电信号后控制主换向阀3的电磁铁Y1a得电、第一换向阀11得电、离合器9得电，并向直线电动推杆
806发出控制其伸出设定长度的控制信号X，使变速箱8切换到工作挡状态A，同时，向液压马达6发出控制其排量大小的控制信号A，以进行动臂势能的回收；用于在接收到动臂提升电信号后控制主换向阀3的电磁铁Y1b得电，并向直线电动推杆806发出控制其缩回设定长度的控制信号Z，使变速箱8切换到工作挡状态B，同时，向液压马达6发出控制其排量大小的控制信号B，以进行能量的再利用；用于在接收到复位电信号后控制第一换向阀11断电、主换向阀3断电，并同时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，以停止动臂液压缸4的动作；用于根据接收到的转速信号来获得飞轮7的转速，并在转速小于等于设定值A时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，以停止能量的再利用。作为一种优选，所述控制器为PLC控制器。
[0064] 作为一种优选，所述主换向阀3为三位四通电磁换向阀，其电磁铁Y1b得电时工作在左位，其电磁铁Y1a得电时工作在右位，两电磁铁均不得电时工作在中位；工作在左位时，其P口和A口之间的油路连接，其T口和B口之间的油路连通；工作在右位时，其P口和B口之间的油路连接，其T口和A口之间的油路连通；工作在中位时，工作在中位时，P口、A口、T口和B口之间互不连通。
[0065] 作为一种优选，所述第一换向阀11为两位两通电磁换向阀，当其电磁铁得电时，其工作在右位，其A口与P口之间的油路连通；当电磁铁不得电时，其工作在左位，其A口和P口之间的油路断开。
[0066] 作为一种替代方案，第四单向阀16可以去除。
[0067] 实施例2：
[0068] 如图5至图7所示，一种挖掘机动臂节能系统，包括油源1、第一单向阀2、主换向阀3、动臂液压缸4、挖掘机的操纵手柄、液压马达6、蓄能器10、变速箱8、第一换向阀11、离合器
9、飞轮7、第二单向阀13、第三单向阀14、第四单向阀16、转速检测装置和控制器；
[0069] 油源1通过第一单向阀2与主换向阀3的P口连接，主换向阀3的T口与油箱5连接；主换向阀3的A口和B口分别与动臂液压缸4的无杆腔和有杆腔连接；动臂液压缸4的缸筒铰接在转台200上，动臂液压缸4的活塞杆端铰接在动臂100的中部；
[0070] 液压马达6的P口和A口分别与第一换向阀11的A口和蓄能器10的P口连接，第一换向阀11的P口与动臂液压缸4的无杆腔连接；液压马达6的传动轴依次通过变速箱8和离合器9与飞轮7的传动轴连接；
[0071] 第二单向阀13的A口和B口分别与油箱5和第一换向阀11的A口连接；第三单向阀14的B口与主换向阀3的P口连接，其A口与第二换向阀15的A口连接，第二换向阀15的P口与第一换向阀11的A口连接；第四单向阀16的A口和B口分别与油箱5和动臂液压缸4的有杆腔连接；
[0072] 所述变速箱8包括箱体801、第一传动轴单元、第二传动轴单元、滑块总成804、拨叉805和直线电动推杆806，第一传动轴单元包括第一传动轴802、第一锥形齿轮A8021、轴套A8025、第三齿轮A8023、第四齿轮A8024、轴套B8026和第二锥形齿轮A8022，第一传动轴802横向可转动地贯穿于箱体801的中部，其一端与液压马达6的传动轴固定连接，第一锥形齿轮A8021、轴套A8025、第三齿轮A8023、第四齿轮A8024、轴套B8026和第二锥形齿轮A8022均设置在箱体801中，且从左到右依次地套设在第一传动轴802的外部，第一锥形齿轮A8021的外径大于第三齿轮A8023的外径，第一锥形齿轮A8021和第三齿轮A8023通过设置在二者之间的轴套A8025同轴心地固定连接，第二锥形齿轮A8022的外径大于第四齿轮A8024的外径，第二锥形齿轮A8022和第四齿轮A8024通过设置在二者之间的轴套B8026同轴心地固定连接；第一传动轴802在箱体801中的部分于第一锥形齿轮A8021的左侧和第三齿轮A8023的右侧各固定连接有一个限位环A8027、于第四齿轮A8024的左侧和第二锥形齿轮A8022的右侧各固定连接有一个限位环B8028；
[0073] 第二传动轴单元包括第二传动轴803、第一锥形齿轮B8031和第二锥形齿轮B8032，第二传动轴803的里端纵向可转动地穿入箱体801的中部，其外端与位于箱体801外部的离合器9连接，第一锥形齿轮B8031和第二锥形齿轮B8032均设置在箱体801中，第一锥形齿轮B8031的外径大于第二锥形齿轮B8032的外径，且从前到后相间隔且同轴心地固定套装在第二传动轴803上；第一锥形齿轮B8031与第一锥形齿轮A8021相啮合；第二锥形齿轮B8032与第二锥形齿轮A8022相啮合；
[0074] 所述滑块总成804位于箱体801内，其包括滑块本体8041、固定套装在滑块本体8041左端的第一过渡齿圈8043和固定套装在滑块本体8041右端的第二过渡齿圈8044；滑块本体8041中部开设有横向贯通的内花键孔8042，并通过内花键孔8042套设在第一传动轴
802的中部，且位于第三齿轮A8023和第四齿轮A8024之间，在第一传动轴802上对应内花键孔8042的部分设置有与内花键孔8042相啮合的外花键结构；滑块本体8041在第一过渡齿圈
8043和第二过渡齿圈8044之间的部分开设有外环形凹槽8045；滑块本体8041在到达其轴向移动范围的左端时，第一过渡齿圈8043与第三齿轮A8023相啮合，在到达其轴向移动范围的右端时，第二过渡齿圈8044与第四齿轮A8024相啮合，在到达其轴向移动范围的中部时，第一过渡齿圈8043与第三齿轮A8023不相接触，第二过渡齿圈8044与第四齿轮A8024不相接触；
[0075] 所述拨叉805的里端穿入箱体801内，并插装于外环形凹槽8045中，其外端位于箱体801的外侧，且拨叉805与箱体801铰接；
[0076] 所述转速检测装置贴近飞轮7地设置，用于检测飞轮7的转速信号，并将转速信号实时发送给控制器；
[0077] 所述操纵手柄上设置有与其内部处理器连接的多个手动按钮，分别用于根据操作人员的控制分别发出动臂下放电信号、动臂提升电信号和复位电信号；
[0078] 所述控制器分别与液压马达6、主换向阀3、离合器9、第一换向阀11、第二换向阀15、直线电动推杆806、转速检测装置和挖掘机的操纵手柄连接； 所述控制器用于在接收到动臂下放电信号后控制第一换向阀11得电、离合器9得电，并向直线电动推杆806发出控制其伸出设定长度的控制信号X，使变速箱8切换到工作挡状态A，同时，向液压马达6发出控制其排量大小的控制信号A，以进行动臂势能的回收；用于在接收到动臂提升电信号后控制控制第二换向阀15的电磁铁得电，并向直线电动推杆806发出控制其缩回设定长度的控制信号Z，使变速箱8切换到工作挡状态B，同时，向液压马达6发出控制其排量大小的控制信号B，以进行能量的再利用；用于在接收到复位电信号后控制第一换向阀11断电、控制第二换向阀15断电，并同时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，以停止动臂液压缸4的动作；用于根据接收到的转速信号来获得飞轮7的转速，并在转速小于等于设定值A时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，以停止能量的再利用。
[0079] 所述控制器为PLC控制器。
[0080] 所述主换向阀3为三位四通电磁换向阀，其电磁铁Y1b得电时工作在左位，其电磁铁Y1a得电时工作在右位，两电磁铁均不得电时工作在中位；工作在左位时，其P口和A口之间的油路连接，其T口和B口之间的油路连通；工作在右位时，其P口和B口之间的油路连接，其T口和A口之间的油路连通；工作在中位时， P口、A口、T口和B口之间互不连通。
[0081] 所述第一换向阀11为两位两通电磁换向阀，当其电磁铁得电时，其工作在右位，其A口与P口之间的油路连通；当电磁铁不得电时，其工作在左位，其A口和P口之间的油路断开。
[0082] 所述第二换向阀15为两位两通电磁换向阀，当其电磁铁得电时，其工作在下位，其A口与P口之间的油路连通；当电磁铁不得电时，其工作在上位，其A口和P口之间的油路断开。
[0083] 通过使用液压马达和飞轮对动臂重力势能进行回收和再利用，避免了能量浪费；同时，能在系统需要时将存储在飞轮中的能量进行再利用，驱动动臂的提升。通过本发明中变速箱的应用，可以在液压马达斜盘不越零的情况下实现了能量的再利用。本发明使用常规的液压马达作为能量转化元件，避免了使用昂贵的具有四象限工作特性的液压泵马达，极大地降低了制造成本。通过设置充气压力低且体积较大的蓄能器，在保证压力变化对液压马达影响较小的情况下，可以实现对工作在泵模式时的液压马达进行补油，保证了充分供油，避免了液压马达因吸空而损坏的情况发生；该系统可以减少动臂对油源的功率需要，提高了系统的能量利用效率。
[0084] 工作原理：
[0085] 变速箱的工作原理：
[0086] 假设与离合器9连接的第二传动轴803的旋转方向固定且如图6中箭头所示，同时定义图示的第一传动轴802和第二传动轴803的转动方向为正向。变速箱8的作用就是在第二传动轴803的旋转方向一定的情况下，实现第一传动轴802的正向旋转或反向旋转。还可以实现切断第一传动轴802与第二传动轴803的连接。
[0087] 直线电动推杆806的初始状态下，其推杆为向外部伸出一定距离的状态，从而使滑块总成804位于中间位置，即滑块总成804上左右两端的过渡齿圈不与任何一个齿轮啮合。
[0088] 1、第一传动轴802和第二传动轴803的转动方向为正向旋转（滑块总成804处于左位）
[0089] 通过直线电动推杆806向外部伸出一定距离带动拨叉805动作，拨动滑块总成804左移，第三齿轮A8023与第一过渡齿圈8043啮合，实现第一传动轴802和第二传动轴803的连接，变速箱8处于工作挡状态A下。具体的传递路线是：第一传动轴802→滑块本体8041→第一过渡齿圈8043→第三齿轮A 8023→第一锥形齿轮A 8021→第一锥形齿轮B 8031→第二传动轴803。此时，第一传动轴802和第二传动轴803的转动方向为正向旋转。
[0090] 因为第二锥形齿轮A8022和第四齿轮A8024固定连接在一起且可以自由转动，此时其不起到动力传递的作用。
[0091] 此时适用于能量回收阶段，即液压马达6的输出机械能给飞轮7时的工况。
[0092] 2、空挡（滑块总成804处于中位）
[0093] 通过直线电动推杆806向内部回缩一定距离恢复其初始状态，带动拨叉805动作，拨动滑块总成804移至中间位置，滑块总成804上左右两端的过渡齿圈不与任何一个齿轮啮合。变速箱8处于空挡状态。因此，第一传动轴802和第二传动轴803断开连接。
[0094] 如果此时飞轮7在旋转，飞轮7将带动第二传动轴803以及与之固定连接的第一锥形齿轮B 8031、第二锥形齿轮B 8032、第一锥形齿轮A 8021及第三齿轮A 8023转动，第二锥形齿轮A 8022及第四齿轮A 8024空转。
[0095] 3、第一传动轴802反向旋转且第二传动轴803正向旋转（滑块总成804处于右位）[0096] 通过直线电动推杆806由初始状态继续向内回缩一定距离带动拨叉805动作，拨动滑块总成804右移，第四齿轮A 8024与第二过渡齿圈8044啮合，从而实现第一传动轴802和第二传动轴803的连接，变速箱8处于工作挡状态B下。具体的传递路线是：第二传动轴803→第二锥形齿轮B 8032→第二锥形齿轮A 8022→第四齿轮A8024→第二过渡齿圈8044→滑块本体8041→第一传动轴802。此时，第二传动轴803正向旋转且第一传动轴802反向旋转。
[0097] 因为第四齿轮A8021和第三齿轮A8023固定连接在一起且可以自由转动，此时其不起到动力传递的作用。
[0098] 此时适用于能量再利用阶段，即飞轮7的动力反向输出给液压马达6时的工况。
[0099] 设备初始条件下，飞轮7是静止的，没有存储能量。所以，此时飞轮7不能对外提供能量，必须经历动臂100下降时的能量回收阶段之后才能对外提供能量。当飞轮7没有可以利用的能量时，系统的工作原理与图2的系统工作原理一致。
[0100] 结合图3，对本发明的工作原理做进一步的说明。
[0101] 第一实施例：
[0102] 一、能量回收过程
[0103] 假设此时动臂液压缸4已经伸出，动臂100处于较高的位置。在需要动臂100下放时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出动臂下放电信号给控制器，控制器（未画出）收到动臂下放电信号后控制主换向阀3的电磁铁Y1a、第一换向阀11的电磁铁和离合器9得电，并向直线电动推杆806发出控制其伸出设定长度的控制信号X，使变速箱8切换到工作挡状态A，工作挡状态A时变速箱8为正向转动的状态。控制器同时给液压马达6发出控制信号A，调整其排量大小。油源1经第一单向阀2、主换向阀3的P口至B口进入动臂液压缸4的有杆腔，动臂液压缸4的活塞杆在动臂100的重力推动作用下缩回，动臂液压缸4的无杆腔油液排出。因为动臂液压缸4的无杆腔流出的油液具有较高的压力，液压马达6工作在马达模式。动臂液压缸4的无杆腔的排油，经第一换向阀11的P口至A口流出，一部分经第三单向阀14的A口至B口，流至主换向阀3的P口至B口，进入动臂液压缸4的有杆腔，余下的油液经液压马达6的P口至A口，流入蓄能器10。若因某些原因导致动臂液压缸4无杆腔供油不畅导致吸空，油箱5内的油液在大气压力的作用下经第四单向阀16流入动臂液压缸4的有杆腔。液压马达6输出轴通过离合器9驱动飞轮7加速旋转，油液的压力能转化成飞轮7的动能。因为来自动臂液压缸4无杆腔的油液具有一定的压力，在理想情况下，不需要油源1对系统供油。
[0104] 从能量流的角度考虑，在动臂100的下放过程中，动臂100的势能首先通过动臂液压缸4转化成油液的压力能，然后通过液压马达6将油液的压力能转化成飞轮7的动能，实现了对动臂100重力势能的回收。
[0105] 因为蓄能器10的充气压力很低且容积较大，蓄能器10在液压马达6的A口产生的阻力不大，不会对动臂100的运动造成影响。同时，蓄能器10因为储存油液增多而增加的能量也很少，相对于飞轮7存储的能量来说，可以忽略不计。
[0106] 当需要进行复位时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出复位电信号给控制器，控制器接收到复位电信号后控制第一换向阀11的电磁铁断电，同时，向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态（即通过控制拨叉805驱动滑块本体8041处于第三齿轮B8023和第四齿轮B8024之间的位置，以断开第一传动轴802和第二传动轴803之间的连接），动臂液压缸4停止运动。
[0107] 二、待命状态
[0108] 待命状态下，变速箱8处于空挡状态，两传动轴之间连接断开。飞轮7在自身惯性作用下继续旋转，但是因为摩擦阻力的存在，其转速会逐渐下降。如果时间足够长，飞轮7在能量回收阶段存储的能量会全部消耗殆尽。
[0109] 三、能量再利用
[0110] 在需要动臂100提升时，操作人员通过操纵手柄上对应的按钮发出对应的动臂提升电信号给控制器，控制器（未画出）收到动臂提升电信号后控制主换向阀3的电磁铁Y1b得电。同时，向直线电动推杆806发出控制其缩回设定长度的控制信号Z，使变速箱8切换到工作挡状态B，改变第一传动轴802和第二传动轴803的相对旋转方向。控制器还同时给液压马达6发出控制信号B，调整其排量大小。因为飞轮7内在能量存储阶段收集了一定的能量，此时的液压马达6在飞轮7的带动下工作在泵模式。液压马达6的A口从蓄能器10吸入油液，P口排出高压油液，经第二单向阀13的A口至B口，流入主换向阀3的P口。控制器通过控制液压马达6排量大小可以控制飞轮7对外输出能量的快慢。
[0111] 该过程中，油源1也对动臂液压缸4供油。油源1的油液经第一单向阀2的A口至B口与来自液压马达6的油液合流，经主换向阀3的P口至A口，第五单向阀17的A口至B口，流入动臂液压缸4的无杆腔。动臂液压缸4有杆腔的油液经主换向阀3的B口至T流回油箱。动臂液压缸4的活塞杆伸出，使动臂100提升。
[0112] 动臂提升的过程中，飞轮7的转速会逐渐降低。当转速小于最低转速nmin时，向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态控，飞轮7停止对外输出能量。此时，动臂100提升完全由油源1提供的高压油液完成。
[0113] 当需要进行复位时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出复位电信号给控制器，控制器在接收到复位电信号后控制第一换向阀11断电、主换向阀3断电、第二换向阀15断电，并同时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，动臂液压缸4停止运动。系统进入待命状态。
[0114] 在此过程中，从能量流的角度考虑，油源1的压力能与飞轮7的机械能汇合，最终以压力能的形式，供给动臂液压缸4驱动动臂100运动。可见，系统在动臂提升阶段利用了来自飞轮的回收的动臂重力势能，实现了回收能量的再利用。
[0115] 第二实施例：
[0116] 结合图4，对本发明的工作原理做进一步的说明。
[0117] 一、能量回收过程
[0118] 假设此时动臂液压缸4已经伸出，动臂100处于较高的位置。在需要动臂100下放时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出动臂下放电信号给控制器，控制器（未画出）收到动臂下放电信号后控制第一换向阀11的电磁铁得电，控制离合器9得电，向直线电动推杆806发出控制其伸出设定长度的控制信号X，使变速箱8切换到工作挡状态A（即通过控制拨叉805驱动滑块本体8041移动到靠近第三齿轮B8023或靠近第四齿轮B8024的位置，使第三齿轮B8023与第一过渡齿圈8043啮合或使第二过渡齿圈8044与第四齿轮B8024啮合，以使第一传动轴802和第二传动轴803驱动连接）。控制器同时给液压马达6发出控制信号A，调整其排量大小。动臂液压缸4的活塞杆在动臂100的重力推动作用下缩回，动臂液压缸4无杆腔油液排出。因为动臂液压缸4的无杆腔流出的油液具有较高的压力，液压马达6工作在马达模式。动臂液压缸4的无杆腔的排油，经第一换向阀11的P口至A口，经液压马达6的P口至A口，流入蓄能器10。油箱5内的油液在大气压力的作用下经第四单向阀16流入动臂液压缸4的有杆腔。液压马达6输出轴通过离合器9驱动飞轮7加速旋转，油液的压力能转化成飞轮7的动能。
[0119] 从能量流的角度考虑，在动臂100的下放过程中，动臂100的势能首先通过动臂液压缸4转化成油液的压力能，然后通过液压马达6将油液的压力能转化成飞轮7的动能，实现了对动臂100重力势能的回收。
[0120] 因为蓄能器10的充气压力很低且容积较大，蓄能器10在液压马达6的A口产生的阻力不大，不会对动臂100的运动造成影响。同时，蓄能器10因为储存油液增多而增加的能量也很少，相对于飞轮7存储的能量来说，可以忽略不计。
[0121] 当需要进行复位时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出复位电信号给控制器，控制器接收到复位电信号后控制第一换向阀11的电磁铁断电，同时，并同时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态（即通过控制拨叉805驱动滑块本体8041处于第三齿轮B8023和第四齿轮B8024之间的位置，以断开第一传动轴802和第二传动轴803之间的连接），动臂液压缸4停止运动。
[0122] 二、待命状态
[0123] 待命状态下，变速箱8处于空挡状态，两传动轴之间连接断开。飞轮7在自身惯性作用下继续旋转，但是因为摩擦阻力的存在，其转速会逐渐下降。如果时间足够长，飞轮7在能量回收阶段存储的能量会全部消耗殆尽。
[0124] 三、能量再利用
[0125] 在需要动臂100提升时，操作人员通过操纵手柄上对应的按钮发出对应的动臂提升电信号给控制器，控制器（未画出）收到动臂提升电信号后控制第二换向阀15的电磁铁得电。同时，并向直线电动推杆806发出控制其缩回设定长度的控制信号Z，使变速箱8切换到工作挡状态B，改变第一传动轴802和第二传动轴803的相对旋转方向。控制器还同时给液压马达6发出控制信号B，调整其排量大小。因为飞轮7内在能量存储阶段收集了一定的能量，此时的液压马达6在飞轮7的带动下工作在泵模式。液压马达6的A口从蓄能器10吸入油液，P口排出高压油液，经第二换向阀15的P口至A口，第三单向阀14的A口至B口，流入主换向阀3的P口。控制器通过控制液压马达6排量大小可以控制飞轮7对外输出能量的快慢。
[0126] 该过程中，油源1也对动臂液压缸4供油。油源1的油液经第一单向阀2的A口至B口与来自液压马达6的油液合流，经主换向阀3的P口至A口，流入动臂液压缸4的无杆腔。动臂液压缸4有杆腔的油液经主换向阀3的B口至T流回油箱。动臂液压缸4的活塞杆伸出，使动臂100提升。
[0127] 动臂提升的过程中，飞轮7的转速会逐渐降低。当控制器通过转速传感器检测到飞轮7的转速小于最低转速nmin时，控制器向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态（第一传动轴802和第二传动轴803的连接），飞轮7停止对外输出能量。此时，动臂100提升完全由油源1提供的高压油液完成。
[0128] 当需要进行复位时，操作人员通过操纵手柄上的对应按钮发出复位电信号给控制器，控制器在接收到复位电信号后控制、第二换向阀15断电，并同时向直线电动推杆806发出控制其伸出或缩回设定长度以达到初始状态的控制信号Y，使变速箱8切换到空挡状态，动臂液压缸4停止运动。系统进行待命状态。
[0129] 在此过程中，从能量流的角度考虑，油源1的压力能与飞轮7的机械能汇合，最终以压力能的形式，供给动臂液压缸4驱动动臂100运动。可见，系统在动臂提升阶段利用了来自飞轮的回收的动臂重力势能，实现了回收能量的再利用。
[0130] 第一实施例与第二实施例相比，节省了第二换向阀15，降低了成本；还减少了流入液压马达6的流量，也就减少了液压马达6的排量，也降低了成本、重量以及对安装空间的要求。第二实施例与第一实施例相比，增加了第二换向阀15，使得能量的再利用过程更加可控。
