CN102927076A - 一种反力式液压驱动机构 - Google Patents

Abstract

一种反力式液压作动筒，含有直线式作动筒、安装支架、反力支架和铰接轴，直线式作动筒的端部设计了一个铰接轴用来铰接反力支架与安装支架，将液压作动筒直线的驱动形式转化为旋转驱动形式，使负载产生的载荷限制在了作动筒内部并被平衡掉，因此整个机构安装简单，刚性大并使得与机体接头部位受力情况得到了改善。

Description

一种反力式液压驱动机构

技术领域

本专利涉及一种反力式液压驱动机构的设计，特别适用于采用直线式液压作动筒来驱动带有大旋转负载的装置。

背景技术

在液压传动系统中，执行机构的选择往往取决于所驱动的负载机构运动形式以及负载的条件，通常直线往复运动一般选择不同结构类型的作动筒，摆动运动一般选取作动筒与摇杆结构、作动筒齿条齿轮式或摆动马达。在飞机上会经常会遇到旋转运动形式的负载，例如飞机的舵面系统、起落架收放系统，前轮转弯系统等。

由于摆动马达相对于直线式液压缸结构复杂，可靠性低，因此通常使用在低压轻载，或重要性不高的传动装置中，对于大负载机构通常还是采用直线式液压作动筒通过不同机构组合实现旋转负载的驱动。

对于作动筒与摇杆式复合结构而言，如图1所示，由于其结构简单，安装空间小而被大量使用在飞机翼面上负载不是很大的舵面系统中，但如果舵面的负载M过大，根据机构的传力特性，压向作动筒的力F与作动筒轴线不处于同一轴线上，因此对作动筒产生一个径向力，该径向力会使得作动筒内漏以及摩擦力增大，导致系统效率降低，响应变慢。

对于作动筒齿条齿轮式结构而言，其结构相对复杂，由于齿轮齿条的啮合的平稳性要求，因此导致安装条件相对苛刻，多用在负载变化比较缓慢，工作频率不高的驱动系统中，如飞机的前轮转弯系统，若经过长时间的使用，齿轮齿条的磨损很容易使系统传动精度降低，如果载荷变化导致结构的变形也容易使传动机构出现卡滞现象，引起传动失效。

因此在驱动大负载的旋转运动中，通常采用直线式作动筒利用点-点式连接来实现这种驱动，如图2所示，这种形式结构简单，驱动可靠，能够满足在变化的大负载下快速响应性要求。但是在驱动过程中，驱动力的力臂r会随旋转机构的变化而变化，为能达到可靠的驱动负载M，因此要确保该机构的最大输出力F=M/r，因此为了不出现过小的力臂情况下，该机构的运动行程将设计的很有限，而且与结构连接处的接头强度必须满足足够的强度要求，这就需要对接头的连强度做进一步校核，提高了设计难度。

通过上述描述可知，为保证在液压驱动系统在大负载的旋转运动情况下性能稳定、工作可靠，需要具备以下两个条件：

1、驱动机构必须能够克服大负载力，同时静态误差小。

2、驱动机构尽可能简单可靠、运动平稳。

3、驱动机构刚性高，重量轻，同时安装条件不能过于苛刻。

发明内容

为了在液压传动系统中，保证在大负载旋转运动情况下，使液压驱动系统简单可靠，工作性能稳定，本申请的目的是提供了一种反力式液压驱动机构，以改善直线式液压作动筒，在驱动大负载旋转运动中，运动行程有限以及对结构连接处接头强度要求过高的缺陷。

一种反力式液压驱动机构，用于驱动绕中心轴旋转的负载，含有一个直线式作动筒，其特征在于在所述作动筒的筒体端部通过一个连接轴同轴铰接有一个反力支架和一个安装支架，该反力支架与直线式作动筒之间形成一个可变的夹角，旋转负载的两端分别铰接在反力支架和直线作动筒的外端，所述的安装支架和反力支架均是一个刚性的二力杆结构，在安装支架的外端有用于铰接固定的连接孔。

本申请的有益效果是，通过在直线式作动筒上加装一个反力支架，使输出的直线式驱动转化成旋转驱动，在一些大旋转负载系统中，例如起落架收放作动筒，能够对利用直线式作动筒驱动形式的结构受力特性得到改善，简化连接处的设计，减少了驱动机构的使用限制。

以下结合实施例附图对该申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是现有技术作动筒与摇杆式复合驱动示意

图2是现有技术作动筒利用点-点式旋转驱动示意

图3本申请的反力式液压驱动机构的结构示意

图4本申请的反力式液压驱动机构驱动原理示意

图中标号说明： 1 直线式作动筒；2 安装支架；3反力支架；4连接轴；5旋转负载；6作动连接点；7反力连接点；8安装连接点；9负载转轴。

具体实施方式

参见附图3和图4，本申请的反力式液压驱动机构，含有直线式作动筒1，安装支架2，反力支架3和连接轴4，直线式作动筒1为常见的直线式液压作动筒，在作动筒的筒体端部设有一个连接轴4，通过连接轴同轴铰接反力支架3与安装支架2，反力支架3是一个刚性的二力杆结构，反力支架与直线式作动筒之间形成一个可变的夹角，旋转负载5的两端分别铰接在反力支架和直线作动筒外端的作动连接点6和反力连接点7上。安装支架2为一个典型的二力杆结构，自身仅受到拉、压力的作用，其外端的安装连接点8用来将整个机构铰接在飞机的机体上。需要强调的是，为了方便该机构与飞机机体的安装，安装支架2的长度最好可以调节。实施例中在安装支架的端部设计了长度可调装置。安装时，应确保作动筒的作动连接点6和反力支架的反力连接点7位于负载转轴9的两侧。

当直线作动筒1驱动负载时，整个机构产生一个与负载相反的驱动扭矩，而负载产生的载荷被限制在了整个机构内部并通过反力支架3平衡掉，实现了采用直线式液压作动筒来驱动旋转负载的目的。本申请的有益效果是优化了驱动机构的受力结构，简化连接处的设计，减少了驱动机构的使用限制。

实施中上述旋转负载可以是飞机起落架收放系统的收放负载，也可以是民用重载卡车货斗的顶升系统的顶升负载，或其他采用液压驱动领域内的大旋转负载。

Claims (2)

1.一种反力式液压驱动机构，用于驱动绕中心轴扭转的负载，含有一个直线式作动筒，其特征在于在所述作动筒的筒体端部通过一个连接轴同轴铰接有一个反力支架和一个安装支架，该反力支架与直线式作动筒之间形成一个可变的夹角，扭转负载的两端分别铰接在反力支架和直线作动筒的外端，所述的安装支架和反力支架均是一个刚性的二力杆结构，在安装支架的外端有用于铰接固定的连接孔。

2.如权利要求1所述的反力式液压驱动机构，其特征在于所述的安装支架的长度可以调节。

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