[發(fā)明專利]一種直接驅動電靜液作動器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210073300.3
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102588382A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 焦宗夏;李洋;嚴亮;尚耀星;吳帥;黃澄;梁惠升
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F15B15/18
• 分類號: F15B15/18;F15B21/08
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

技術領域

本發(fā)明涉及一種電靜液作動器，更特別地說，是指一種直接驅動型電靜液作動器。

背景技術

傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)一般是由一個中心液壓泵源向各個作動系統(tǒng)輸送能量，在系統(tǒng)比較龐大和復雜，具有多終端分布式作動器的系統(tǒng)中，管路的布置將成為一個巨大的負擔，由此帶來的成本增加，泄漏增大以及管路振動等問題，一直困擾著分布式液壓系統(tǒng)的發(fā)展。功率電傳作動器的出現(xiàn)很好地解決了這些問題，它以統(tǒng)一的電能形式對能量加以傳輸，在作動器本地再對能量的形式進行轉化，通過一定的結構形式進行驅動與傳動。這一點在飛機的操縱系統(tǒng)中應用優(yōu)勢更為明顯，目前空客A380等機型已實現(xiàn)了這種作動器的實際應用。

目前較多采用的功率電傳作動器是電靜液伺服作動器，參見圖1，這種作動器基本結構由一個旋轉調(diào)速電機，驅動一個軸向柱塞泵，后級加液壓缸組成。這種系統(tǒng)目前存在著以下問題：

(1)軸向柱塞泵是通過斜盤機構，將缸體的旋轉運動轉化為柱塞吸排油時的直線運動，這必將帶來側向力及相應的摩擦力。系統(tǒng)為了提高功率密度，旋轉電機一般處于高轉速、低扭矩輸出的工況下，更加劇了柱塞泵的內(nèi)摩擦，降低了其使用壽命。

(2)這種系統(tǒng)的伺服控制依靠的是對旋轉電機進行調(diào)速，或者是對柱塞泵的斜盤變量機構進行傾角的調(diào)整。在對電機進行調(diào)速時，電機動子再加上柱塞泵上的旋轉部件，總的轉動慣量對于高轉速、低扭矩的電機是一個較大的負擔，因此調(diào)速的頻響受到限制；在對斜盤變量機構進行調(diào)整時，由于斜盤機構傳動部件多，結構復雜，控制性能也不理想。

(3)軸向柱塞泵中各柱塞從結構上是交聯(lián)耦合的，在缸體勻速轉動的過程中，由于各柱塞泵運動的差異，導致泵整體輸出流量的脈動，這個脈動是柱塞泵的固有屬性，無法消除，而由于這種泵源脈動造成的輸油管路的振動，是液壓系統(tǒng)一大頑疾。

(4)一個柱塞泵雖然有多個柱塞在循環(huán)工作，共同為系統(tǒng)提供能量，但是當其中一個柱塞出現(xiàn)故障時，由于結構上的關聯(lián)，必然會對其他的柱塞造成影響，而且單個柱塞的致命故障，必將使整個系統(tǒng)無法工作，若對柱塞泵進行雙余度的備份，又會大大增加系統(tǒng)的體積和重量。因此，由柱塞泵構成的電靜液作動器，由于單余度的配置，可靠性相對較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提出一種直接驅動電靜液作動器，本發(fā)明的電靜液作動器具有多模塊靈活組合、易于控制和高可靠性的特點。

一種直接驅動電靜液作動器，包括直驅電液伺服泵(1)、充壓油箱(6)、第一補油單向閥(3)、第二補油單向閥(4)、液壓缸(2)；

直驅電液伺服泵(1)包括至少一個供油模塊(101)，供油模塊(101)包括電機驅動器(102)、第一直線振蕩電機(105)、第二直線振蕩電機(110)、第一吸排油活塞(106)、第二吸排油活塞(109)、第一配流閥(107)和第二配流閥(108)；

電機驅動器(102)接收控制器指令，將驅動電功率分別通過線路A(103)、線路B(112)傳輸?shù)降谝恢本€振蕩電機(105)、第二直線振蕩電機(110)，第一直線振蕩電機(105)、第二直線振蕩電機(110)產(chǎn)生的動子位移信號通過線路C(104)、線路D(111)反饋給電機驅動器(102)，電機驅動器(102)對第一直線振蕩電機(105)和第二直線振蕩電機(110)進行動子位移的閉環(huán)伺服控制；

第一直線振蕩電機(105)的動子與第一吸排油活塞(106)的活塞桿一端鉸接，第一吸排油活塞(106)的活塞桿的另一端與第二配流閥(108)的閥芯剛性連接，第二配流閥(108)為第二吸排油活塞(109)的吸排油進行配流；第二直線振蕩電機(110)的動子與第二吸排油活塞(109)的活塞桿一端鉸接，第二吸排油活塞(109)的活塞桿的另一端與第一配流閥(107)的閥芯剛性連接，第二吸排油活塞(109)為第一吸排油活塞(106)的吸排油進行配流；第一配流閥(107)、第二配流閥(108)分別形成了吸油油路和排油油路；吸油油路并聯(lián)、排油油路并聯(lián)，形成第一油路(7)、第二油路(8)；

第一油路(7)、第二油路(8)分別與液壓缸(2)的兩個腔連通，充壓油箱(6)分別通過第一補油單向閥(3)、第二補油單向閥(4)和第一油路(7)、第二油路(8)連通，負責為兩條油路在低壓缺油情況下的補油；液壓缸(2)活塞桿后端裝有位移傳感器(5)，將液壓缸(2)活塞桿的運動信息反饋給外部連接的控制器，實現(xiàn)對液壓缸(2)的活塞桿運動輸出的閉環(huán)伺服控制。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：