[發明專利]一種雙余度電液伺服執行器

有效

• 申請號: 201110169201.0
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102226453A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 權龍;王永進;熊小晉
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F15B15/00
• 分類號: F15B15/00;F15B1/02
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 戎文華

技術領域

本發明是與電液伺服執行器有關，更具體而言是一種包括雙出桿液壓缸，單出桿液壓缸及其液壓控制系統的雙余度電液伺服執行器。

技術背景

當液壓裝置用于一些重要場合時，要求液壓裝置具有一定的冗余量，如飛機主飛行面所使用的液壓執行器，在一套液壓裝置發生故障時，另一套液壓裝置能夠替代其投入運行，使飛機正常飛行。在現有的電液伺服回路裝置中，所使用的雙余度液壓執行器，采用的是兩個雙出桿液壓缸串接組合而成的液壓執行器，在使用中一用一備，也可以同時工作。液壓執行器中的兩個液壓缸分別由各自的動力源和控制元件及控制系統控制，構成兩個獨立的電液伺服系統。為了提高液壓伺服機構的能量利用率，減少油管長度，減輕系統重量，新的技術采用閉式方法控制其中的雙出桿液壓缸，已有相應的專利技術【EP0271744，1988-06-22，DE3919823A1，1990-12-20】，由于雙出桿液壓缸兩腔流量對稱，液壓泵從液壓缸一腔吸入的油液量與排出到液壓缸另一腔的油液量相等，采用現有的液壓泵，液壓泵進出油口和液壓缸的兩腔直接相連，就可控制雙出桿液壓缸的運行，液壓缸的速度與泵的排量和轉速成正比，這樣的裝置系統具有能量損失小，能量效率高的特點。

但這種雙出桿液壓缸，由于活塞桿雙向伸出，占用空間較大，尤其是液壓缸的行程較大時，這個缺點就更加突出，這對于要求占用空間較小的設備，如飛行器等來講是非常不可取的，而這種閉式回路中，由于液壓油交換量較少，長時間工作系統溫度會很高，油液溫升較高，對液壓系統穩定工作產生不利影響。

液壓系統中，90%以上的液壓執行器都采用單出桿的差動液壓缸，由于單出桿液壓缸兩腔的流量不相等，這樣就不能采用現有的雙出口液壓泵直接構成閉式回路，還需要一些輔助措施，或者對液壓泵的結構重新設計，使其匹配單出桿液壓缸的面積差，已有公開號為：?CN1818382A?的一種“閉式電液控制系統”的發明專利，就提供了這樣一種方法，該發明公開了一種三油口的液壓泵，泵的吸油口和低壓油源相連通，另外兩個工作油口分別與單出桿液壓缸的兩腔相連通，解決了泵控差動液壓缸兩腔作用面積不相等的問題，可減小液壓缸的軸向尺寸，但是目前的兩個雙出桿液壓缸串接構成的冗余液壓執行器并不適合使用這種三油口的液壓泵。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙余度電液伺服執行器，以優化電液伺服執行器結構，減小執行器所占用的空間，同時降低電液伺服液壓系統的發熱量，使得電液伺服液壓裝置工作穩定、安全。

為了實現上述目的，本發明所提供的一種雙余度電液伺服執行器，包括一雙出桿液壓缸1，一個單出桿液壓缸2，雙出桿液壓缸1和單出桿液壓缸2共用同一個缸體21，雙出桿液壓缸1和單出桿液壓缸2共用同一個活塞桿4，活塞桿4在雙出桿液壓缸1的一側向外伸出，位移傳感器3布置在單出桿液壓缸2的無桿腔，檢測活塞桿4的位移。

還包括有相應的雙出桿液壓缸1的液壓控制系統Ⅰ和單出桿液壓缸2的液壓控制系統Ⅱ。

在上述技術方案中，所述液壓控制系統Ⅰ是閉式液壓控制系統和開式液壓控制系統的一種，其所述閉式液壓控制系統是雙向液壓泵8的兩油口通過第一兩位四通電磁換向閥11，分別與雙出桿液壓缸1的兩腔連接，雙向液壓泵8的旋轉軸經過聯軸器與第一伺服電機9的輸出軸連接，第一控制器5的輸出信號連接到第一伺服電機9的控制端；其所述開式液壓控制系統是壓力油和油箱24與電液伺服閥22連接，電液伺服閥22通過第一兩位四通電磁換向閥11，分別與雙出桿液壓缸1的的兩腔連接，第三控制器23的輸出信號與電液伺服閥22的控制端連接；所述液壓控制系統Ⅱ是閉式液壓控制系統，三油口液壓泵13的吸油口與第二蓄能器17連接，另外兩個油口通過第二兩位四通電磁換向閥19，分別與單出桿液壓缸2的兩腔連接，三油口液壓泵13的旋轉軸經過聯軸器與第二伺服電機16的輸出軸連接，第二控制器12的輸出信號連接到第二伺服電機16的控制端；所述雙出桿液壓缸1和單出桿液壓缸2的活塞桿4上可以標刻有刻度；所述第一蓄能器6和第二蓄能器17是壓力式油箱和蓄能器中的一種；所述雙向液壓泵8是定量液壓泵和比例控制的雙向變排量液壓泵中的一種；所述三油口液壓泵13是定量液壓泵和比例控制的雙向變排量軸向柱塞泵中的一種；所述的液壓控制系統Ⅰ是液壓泵控制的閉式回路和伺服閥控制的開式回路中的一種。