CN105523174A - 一种门筒分离式液压伺服作动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞机作动系统领域，特别是涉及作动系统作动器设计与布置领域。门筒分离式液压伺服作动器是为了满足有限空间的安装需求而设计的，即将集成控制阀组件与作两个动筒分别作为单独的LRU在机上安装，集成控制阀组件与作动筒之间通过液压软管和电缆连接，指令信号输入到集成控制阀组件，集成控制阀组件接受指令并控制相应的零部件运动，进而控制作动筒的运动。推挽式布置则是将两个作动筒安装成“一推一拉”运动形式的布置，该布置可以有效减少安装空间需求，减小作动系统及结构自身的疲劳力矩。
Description
技术领域
本发明涉及飞机作动系统领域，特别是涉及作动系统中液压伺服作动器的设计及布置领域。
背景技术
飞机作动系统作动器是飞控系统中的执行部件，关系到飞机的安全。因此，大功率液压伺服作动器的设计、布置与安装就显得尤为重要。而往往大功率液压伺服作动器的体积较大，对安装空间有一定的要求，因此，设计一种可在较小空间安装的大功率液压伺服作动器就显得十分必要。现有的作动系统中的液压伺服作动器一般采用的是集成控制阀组件与作动筒集成为一体安装。这样一来，作动器对安装空间的需求也会有较大要求，尤其是对大功率作动器来说。然而，考虑到飞机的空间限制，尤其是需要大功率作动器的飞机来说，将会面临无法安装的困境。鉴于此，将集成控制阀组件与作动筒分开安装则可避免上述问题。同时，集成控制阀组件与两个作动筒分别作为单独的LRU，提高了该产品的维修性。
现有作动器的安装中，含两个作动筒的作动器一般都将两个作动筒同向布置安装，使其同向运动，从而驱动舵面。同向布置的两个作动筒需要较大的安装空间，同时同向安装的作动筒运动时会产生一定的扭转力矩，对操纵系统及结构的寿命产生一定的影响。考虑到安装空间的限制以及运动过程中所产生的扭转力矩的作用，采用推挽式布置对于空间的要求较小，同时可以相互抵消彼此产生的扭转力矩，可以一定程度上减小作动系统及结构自身的疲劳应力矩。
发明内容
本发明的目的：克服大功率液压伺服作动器在较小空间的布置，提高产品的维修性，并通过“推挽式”布置减小作动器对结构的扭转力矩。
本发明的技术方案：
一种门筒分离式液压伺服作动器，其特征在于：包括集成控制阀组件1、第一作动筒2以及第二作动筒3。其中，集成控制阀组件1包含第一伺服阀101、第一电磁阀102、第一旁通阀103、第二伺服阀104、第二电磁阀105、第二旁通阀106、回中阀107、转换阀108以及回中机构109，其中，第一伺服阀101、第一电磁阀102、第一旁通阀103、转换阀108以及第一作动筒2组成1号通道；第一伺服阀101为主控阀，第一电磁阀102控制液压油的通断，第一电磁阀102上电后，液压油经过第一伺服阀101进入第一旁通阀103，再进入转换阀108，最后进入第一作动筒2，驱动第一作动筒2运动；第二伺服阀104、第二电磁阀105、第二旁通阀106、转换阀108以及第二作动筒3组成2号通道，第二伺服阀104为主控阀，第二电磁阀105控制液压油的通断，第二电磁阀105上电后，液压油经过第二伺服阀104进入第二旁通阀106，再进入转换阀108，最后进入第二作动筒3，驱动第二作动筒3运动，1号通道与2号通道相互独立，构成液压两余度。
小载荷时，作动器“主—备”工作，此时，1号通道中的第一电磁阀102接通，使液控的第一旁通阀103也接通，同时使液控转换阀108处于接通位置，液压油通过第一伺服阀101进入到转换阀108，进而通过转换阀108进入到第一作动筒2的进油腔，驱动第一作动筒2运动；同时，第二电磁阀105不接通，切断通过第二伺服阀104的液压油，也使第二旁通阀106处于关闭位置，此时液控转换阀108处于关闭位置，第二作动筒3的进油腔与回油腔沟通，第二作动筒3阻尼旁通；切换通道后，作动器“备—主”工作，2号通道中的第二电磁阀105接通，使液控的第第二旁通阀106也接通，同时使液控转换阀108处于接通位置，液压油通过第二伺服阀104进入到转换阀108，进而通过转换阀108进入到第二作动筒3的进油腔，驱动第二作动筒3运动；同时，第一电磁阀102不接通，切断通过第一伺服阀101的液压油，也使第一旁通阀103处于关闭位置，此时液控转换阀108处于关闭位置，第一作动筒2的进油腔与回油腔沟通，第一作动筒2阻尼旁通。
大载荷时，作动器“主—主”工作，1号通道与2号通道同时接通，使受第一伺服阀101及第二伺服阀104控制通断的液压油进入第一作动筒2和第二作动筒3，驱动两个作动筒同时运动
当两路液压故障时，转换阀108移动到关闭位置，回中阀107与第一作动筒2和第二作动筒3连通，并通过回中机构109实现作动器的回中。
作动器包括电传控制模态、机械回中模态以及阻尼旁通模态，其中，电传控制模态包括“主—主”、“主—备”两种工作状态，机械回中模态则是两路液压源故障后为保证飞机安全使舵面回中，阻尼旁通模态下作动筒两腔小阻尼旁通随动。
集成控制阀组件与两个作动筒分别安装在不同位置，并且两个作动筒的安装形式为“推挽式”：即当一个作动筒伸出时，另一个作动筒缩回。
本发明产生的积极效果：通过门筒分离式作动器的设计，实现了较小空间布置安装大功率作动器的问题。同时，本发明借助三维建模软件，建立作动器的运动线架模型，并不断调试实现两个作动筒的“推挽式”布置，减小了作动器对结构的扭转力矩。本发明简单可靠，使用简便易实现，并且提高了设计效率与作动器的维修性。
附图说明
图1为门筒分离式液压伺服作动器结构图；
图2为门筒分离式液压伺服作动器信号交联图；
图3为作动筒的运动线架模型。
具体实施方式
为了克服大功率液压伺服作动器在较小空间的布置，提高产品的维修性，设计了一种门筒分离式液压伺服作动器，包括集成控制阀组件1、第一作动筒2以及第二作动筒3。其中，集成控制阀组件1包含第一伺服阀101、第一电磁阀102、第一旁通阀103、第二伺服阀104、第二电磁阀105、第二旁通阀106、回中阀107、转换阀108以及回中机构109，其中，第一伺服阀101、第一电磁阀102、第一旁通阀103、转换阀108以及第一作动筒2组成1号通道；第一伺服阀101为主控阀，第一电磁阀102控制液压油的通断，第一电磁阀102上电后，液压油经过第一伺服阀101进入第一旁通阀103，再进入转换阀108，最后进入第一作动筒2，驱动第一作动筒2运动；第二伺服阀104、第二电磁阀105、第二旁通阀106、转换阀108以及第二作动筒3组成2号通道，第二伺服阀104为主控阀，第二电磁阀105控制液压油的通断，第二电磁阀105上电后，液压油经过第二伺服阀104进入第二旁通阀106，再进入转换阀108，最后进入第二作动筒3，驱动第二作动筒3运动，1号通道与2号通道相互独立，构成液压两余度。作动器可根据载荷大小决定其工作方式，小载荷时，作动器“主—备”工作，大载荷时，作动器“主—主”工作。
小载荷时，作动器“主—备”工作，此时，1号通道中的第一电磁阀102接通，使液控的第一旁通阀103也接通，同时使液控转换阀108处于接通位置，液压油通过第一伺服阀101进入到转换阀108，进而通过转换阀108进入到第一作动筒2的进油腔，驱动第一作动筒2运动；同时，第二电磁阀105不接通，切断通过第二伺服阀104的液压油，也使第二旁通阀106处于关闭位置，此时液控转换阀108处于关闭位置，第二作动筒3的进油腔与回油腔沟通，第二作动筒3阻尼旁通；切换通道后，作动器“备—主”工作，2号通道中的第二电磁阀105接通，使液控的第第二旁通阀106也接通，同时使液控转换阀108处于接通位置，液压油通过第二伺服阀104进入到转换阀108，进而通过转换阀108进入到第二作动筒3的进油腔，驱动第二作动筒3运动；同时，第一电磁阀102不接通，切断通过第一伺服阀101的液压油，也使第一旁通阀103处于关闭位置，此时液控转换阀108处于关闭位置，第一作动筒2的进油腔与回油腔沟通，第一作动筒2阻尼旁通。
大载荷时，作动器“主—主”工作，1号通道与2号通道同时接通，使受第一伺服阀101及第二伺服阀104控制通断的液压油进入第一作动筒2和第二作动筒3，驱动两个作动筒同时运动。
当两路液压故障时，转换阀108移动到关闭位置，回中阀107与第一作动筒2和第二作动筒3连通，并通过回中机构109实现作动器的回中。
作动器包括电传控制模态、机械回中模态以及阻尼旁通模态，其中，电传控制模态包括“主—主”、“主—备”两种工作状态，机械回中模态则是两路液压源故障后为保证飞机安全使舵面回中，阻尼旁通模态下作动筒两腔小阻尼旁通随动。
集成控制阀组件与两个作动筒分别安装在不同位置，并且两个作动筒的安装形式为“推挽式”：即当一个作动筒伸出时，另一个作动筒缩回。
单个作动筒推挽式布置的具体设计方法如下：
第一步：分析作动器的安装空间，并分别确定集成控制阀组件与两个作动筒的安装区域：
分析要布置作动器的安装空间，避免与其他零部件的干涉，协调好要安装作动器的空间位置，并分别确定集成控制阀及两个作动筒的安装区域。
第二步：根据设计要求、实际安装空间，运用CATIA软件，建立作动器的运动线架模型。结合作动筒的运动线架模型，明确作动筒的中立长度，工作行程以及极限行程：
打开CATIA软件，进入零件设计的草图模式，先找准作动筒的运动转轴(即舵面转轴)，然后确定作动筒的固定端安装点，再结合设计要求确定作动筒的操纵臂长、中立位置、伸出位置、缩回位置等分别建立作动筒的运动线架模型，建好的线架模型见图3。
第三步：调试作动筒的运动线架模型，选择作动筒运动线性度较好且理论误差较小的线架模型，进而布置作动筒：
进入作动筒的运动线架模型，通过改变其中立长度、固定端安装点及操纵臂长等参数，改变作动筒的伸出与缩回行程，找到作动筒的伸出行程及缩回行程相接近，且线性度较好的线架作为作动筒的安装线架。然后按此线架布置作动筒。
第四步：合理布置集成控制阀组件：
通过CATIA软件，结合集成控制阀组件的三维数模，寻找合适的空间固定布置即可，需注意的是回中机构，尤其是回中杆的运动应满足相关标准规定。
Claims (3)
1.一种门筒分离式液压伺服作动器，其特征在于：包括集成控制阀组件(1)、第一作动筒(2)以及第二作动筒(3)，其中，集成控制阀组件(1包含第一伺服阀(101)、第一电磁阀(102)、第一旁通阀(103)、第二伺服阀(104)、第二电磁阀(105)、第二旁通阀(106)、回中阀(107)、转换阀(108)以及回中机构(109)，其中，第一伺服阀(101)、第一电磁阀(102)、第一旁通阀(103)、转换阀(108)以及第一作动筒(2)组成1号通道；第一伺服阀(101)为主控阀，第一电磁阀(102)控制液压油的通断，第一电磁阀(102)上电后，液压油经过第一伺服阀(101)进入第一旁通阀(103)，再进入转换阀(108)，最后进入第一作动筒(2)，驱动第一作动筒(2)运动；第二伺服阀(104)、第二电磁阀(105)、第二旁通阀(106)、转换阀(108)以及第二作动筒(3)组成2号通道，第二伺服阀(104)为主控阀，第二电磁阀(105)控制液压油的通断，第二电磁阀(105)上电后，液压油经过第二伺服阀(104)进入第二旁通阀(106)，再进入转换阀(108)，最后进入第二作动筒(3)，驱动第二作动筒(3)运动，1号通道与2号通道相互独立，构成液压两余度；
小载荷时，作动器“主—备”工作，此时，1号通道中的第一电磁阀(102)接通，使液控的第一旁通阀(103)也接通，同时使液控转换阀(108)处于接通位置，液压油通过第一伺服阀(101)进入到转换阀(108)，进而通过转换阀(108)进入到第一作动筒(2)的进油腔，驱动第一作动筒(2)运动；同时，第二电磁阀(105)不接通，切断通过第二伺服阀(104)的液压油，也使第二旁通阀(106)处于关闭位置，此时液控转换阀(108)处于关闭位置，第二作动筒(3)的进油腔与回油腔沟通，第二作动筒(3)阻尼旁通；切换通道后，作动器“备—主”工作，2号通道中的第二电磁阀(105)接通，使液控的第第二旁通阀(106)也接通，同时使液控转换阀(108)处于接通位置，液压油通过第二伺服阀(104)进入到转换阀(108)，进而通过转换阀(108)进入到第二作动筒(3)的进油腔，驱动第二作动筒(3)运动；同时，第一电磁阀(102)不接通，切断通过第一伺服阀(101)的液压油，也使第一旁通阀(103)处于关闭位置，此时液控转换阀(108)处于关闭位置，第一作动筒(2)的进油腔与回油腔沟通，第一作动筒(2)阻尼旁通；
大载荷时，作动器“主—主”工作，1号通道与2号通道同时接通，使受第一伺服阀(101)及第二伺服阀(104)控制通断的液压油进入第一作动筒(2)和第二作动筒(3)，驱动两个作动筒同时运动；
当两路液压故障时，转换阀(108)移动到关闭位置，回中阀(107)与第一作动筒(2)和第二作动筒(3)连通，并通过回中机构(109)实现作动器的回中。
2.如权利要求1所述的一种门筒分离式液压伺服作动器，其特征在于：作动器包括电传控制模态、机械回中模态以及阻尼旁通模态，其中，电传控制模态包括“主—主”、“主—备”两种工作状态，机械回中模态则是两路液压源故障后为保证飞机安全使舵面回中，阻尼旁通模态下作动筒两腔小阻尼旁通随动。
3.如权利要求1所述的一种门筒分离式液压伺服作动器，其特征在于：集成控制阀组件与两个作动筒分别安装在不同位置，并且两个作动筒的安装形式为“推挽式”：即当一个作动筒伸出时，另一个作动筒缩回。
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|---|---|
| CN (1) | CN105523174B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107499499A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-22 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种带机械回中功能的飞机作动系统 |
| CN110953202A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-03 | 中国直升机设计研究所 | 一种液压系统余度转换装置和方法 |
| CN111498087A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 庆安集团有限公司 | 一种电液伺服作动器 |
| CN111516858A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 庆安集团有限公司 | 一种电动伺服作动器 |
| CN111930096A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种飞控系统伺服阀接通故障诊断方法 |
| CN113401332A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-17 | 北京中航智科技有限公司 | 一种工作模式转换装置及回中器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216701A (zh) * | 2007-01-04 | 2008-07-09 | 北京航空航天大学 | 一种基于1553b总线的三余度数字式作动器控制器 |
| CN101609329A (zh) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | 北京航空航天大学 | 一种基于单通道双处理器结构的高性能三余度舵机 |
| EP2527248A2 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | The Boeing Company | Suppressing electrical failure effects in servo control systems |
| CN203793644U (zh) * | 2014-03-27 | 2014-08-27 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种带监控活塞四余度组合舵机 |
-
2014
- 2014-09-28 CN CN201410507920.2A patent/CN105523174B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101216701A (zh) * | 2007-01-04 | 2008-07-09 | 北京航空航天大学 | 一种基于1553b总线的三余度数字式作动器控制器 |
| CN101609329A (zh) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | 北京航空航天大学 | 一种基于单通道双处理器结构的高性能三余度舵机 |
| EP2527248A2 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | The Boeing Company | Suppressing electrical failure effects in servo control systems |
| CN203793644U (zh) * | 2014-03-27 | 2014-08-27 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种带监控活塞四余度组合舵机 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107499499A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-22 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种带机械回中功能的飞机作动系统 |
| CN107499499B (zh) * | 2017-07-20 | 2021-01-08 | 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 | 一种带机械回中功能的飞机作动系统 |
| CN110953202A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-03 | 中国直升机设计研究所 | 一种液压系统余度转换装置和方法 |
| CN111498087A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 庆安集团有限公司 | 一种电液伺服作动器 |
| CN111516858A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 庆安集团有限公司 | 一种电动伺服作动器 |
| CN111498087B (zh) * | 2020-04-30 | 2023-03-14 | 庆安集团有限公司 | 一种电液伺服作动器 |
| CN111516858B (zh) * | 2020-04-30 | 2023-03-14 | 庆安集团有限公司 | 一种电动伺服作动器 |
| CN111930096A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-11-13 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种飞控系统伺服阀接通故障诊断方法 |
| CN111930096B (zh) * | 2020-07-24 | 2023-10-20 | 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 | 一种飞控系统伺服阀接通故障诊断方法 |
| CN113401332A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-09-17 | 北京中航智科技有限公司 | 一种工作模式转换装置及回中器 |
| CN113401332B (zh) * | 2021-06-16 | 2023-03-10 | 北京中航智科技有限公司 | 一种工作模式转换装置及回中器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105523174B (zh) | 2017-10-31 |
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