[發(fā)明專利]基于壓力選擇閥的非對(duì)稱電靜液作動(dòng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711348907.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN108266413B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚葉明;張鵬飛;張臨海;徐禮林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司金城南京機(jī)電液壓工程研究中心
• 主分類號(hào): F15B11/08
• 分類號(hào): F15B11/08;F15B13/042;F15B15/14
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 趙云

本發(fā)明涉及一種基于壓力選擇閥的非對(duì)稱電靜液作動(dòng)器，包括伺服電機(jī)，雙向液壓泵，壓力選擇閥，兩個(gè)補(bǔ)油閥，蓄能器，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒。采用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒可以減小電靜液作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸，使電靜液作動(dòng)器能夠滿足更為苛刻的安裝尺寸限制；通過使用壓力選擇閥，可以使用普通雙向液壓泵對(duì)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，并獲得與對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒接近的控制效果。本發(fā)明能夠在不增加液壓泵設(shè)計(jì)、制造與控制難度的基礎(chǔ)上，提高電靜液作動(dòng)器的集成度，降低電靜液作動(dòng)器的質(zhì)量。適合于電靜液作動(dòng)器工作行程較大而對(duì)其尺寸與重量有較高要求的場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)，涉及一種基于壓力選擇閥的非對(duì)稱電靜液作動(dòng)器。

背景技術(shù)

電靜液作動(dòng)器是多電飛機(jī)中重要的飛行操縱裝置，相比于傳統(tǒng)飛機(jī)的液壓伺服作動(dòng)器，電靜液作動(dòng)器直接使用電能作為輸入能源，因此可以取消傳統(tǒng)飛機(jī)中錯(cuò)綜復(fù)雜的液壓管路，有利于提高飛機(jī)的維護(hù)性并降低失效風(fēng)險(xiǎn)。然而，由于電靜液作動(dòng)器集成了伺服電機(jī)、液壓泵、閥塊、作動(dòng)筒等多個(gè)部件，其體積重量較傳統(tǒng)液壓伺服作動(dòng)器有明顯不足，限制了它的應(yīng)用范圍。

目前，絕大部分的電靜液作動(dòng)器均使用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒，這主要由于雙向液壓泵多為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，使用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒可以避免由于液壓泵正反向吸入、流出流量與作動(dòng)筒正反方向運(yùn)行需求流量不一致引起的吸空與憋壓?jiǎn)栴}。然而，使用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒會(huì)使電靜液作動(dòng)器整體尺寸變大，因?yàn)閷?duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒需采用雙出桿形式，雙出桿作動(dòng)筒需要的最小軸向尺寸為兩倍的全工作行程，而非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒需要的最小軸向尺寸為一倍的全工作行程，兩者相比相差了一倍的全工作行程，當(dāng)作動(dòng)器工作行程較大時(shí)，對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒在尺寸上存在明顯劣勢(shì)，限制了其在飛機(jī)上的應(yīng)用。

目前也有少數(shù)的電靜液作動(dòng)器為了提高系統(tǒng)集成度、減小系統(tǒng)尺寸而采用了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒，為了匹配作動(dòng)筒不對(duì)稱帶來(lái)的作動(dòng)筒兩腔輸入輸出流量不相等的特點(diǎn)，這種結(jié)構(gòu)的電靜液作動(dòng)器需要配套使用特殊設(shè)計(jì)的非對(duì)稱三端口液壓泵，而三端口液壓泵較工業(yè)普遍使用的液壓泵結(jié)構(gòu)有較大差異，設(shè)計(jì)手段與驗(yàn)證方法還不成熟，因此這種結(jié)構(gòu)的電靜液作動(dòng)器一般價(jià)格很高且容易出現(xiàn)故障，也限制了它的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述提到的現(xiàn)有電靜液作動(dòng)器使用對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒尺寸較大而使用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒又需采用不成熟的三端口泵設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于壓力選擇閥的非對(duì)稱電靜液作動(dòng)器，其既采用了非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒以減小電靜液作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)尺寸，又通過使用壓力選擇閥，使其可以采用普通雙向液壓泵對(duì)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于壓力選擇閥的非對(duì)稱電靜液作動(dòng)器，包括伺服電機(jī)1、雙向液壓泵2、壓力選擇閥3、補(bǔ)油閥、蓄能器5、非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒6，伺服電機(jī)1與雙向液壓泵2剛性連接，雙向液壓泵2的左右端口分別與非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒6的左右腔相連，同時(shí)，壓力選擇閥3具有四個(gè)油口，第一油口A、第二油口B分別接非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒6的左右腔，第三油口C、第四油口D與蓄能器5相連，同時(shí)蓄能器5通過兩個(gè)補(bǔ)油閥分別與非對(duì)稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒6的右腔和左腔相連。

所述壓力選擇閥3包括閥套31，頂桿32，右閥芯33，右閥芯彈簧34，左閥芯彈簧35，左閥芯36；左閥芯36與右閥芯33通過頂桿32相連，左閥芯36與右閥芯33分別通過左閥芯彈簧35與右閥芯彈簧34安裝在閥套31內(nèi)，在僅受彈簧力的作用下，左閥芯36與右閥芯33上的油口分別與閥套31上的第三油口C和第四油口D接通，接通量為全部開口的1/3。

上述右閥芯彈簧34和左閥芯彈簧35均為直彈簧。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1)通過使用非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒，可以有效較少電靜液作動(dòng)器的尺寸，理論上非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的作動(dòng)筒的軸向尺寸僅為稱結(jié)構(gòu)作動(dòng)筒軸向尺寸的一半。