CN107628233A - 水平稳定器配平致动器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了用于液压稳定器配平致动器(HSTA)的系统和方法。该HSTA可操作一个或更多个可移动的操纵面。该HSTA响应于由飞行员和/或控制器发出的命令而进行操作，并且可以包括液压体系，该液压体系使非命令的移动或者在此类命令的相反方向上的移动的可能性最小化。

Description

水平稳定器配平致动器的系统和方法
技术领域
本公开总体涉及飞行器操纵面系统，并且更具体地涉及用于控制水平操纵面的水平稳定器配平致动器(HSTA)系统。
背景技术
飞行器通常包括一个或更多个操纵面，例如一个或更多个水平稳定器。该水平稳定器可以位于例如飞行器的后部，并且可以包括附着于其上的可被用于改变飞行器俯仰的升降舵操纵面。水平稳定器配平致动器(HSTA)可以被用于移动水平操纵面。该HSTA可以是例如可响应于由飞行器的控制器或飞行员发出的命令而致动水平操纵面的液压系统。
在某些示例中，水平操纵面可以被移动以减轻升降舵操纵面上的负载。在这些示例中，水平稳定器的非命令或非有意移动可能不被期望。因此，被设计为防止这种非命令或非有意移动的HSTA是期望的。
发明内容
本文公开了用于水平稳定器配平致动器的系统和方法。在某些示例中，系统可以被公开并且可以包括：被配置为接收加压液压流体的液压入口；与液压入口流体连接的第一液压路径；第二液压路径；与第一液压路径和第二液压路径流体连接的液压截止装置，该液压截止装置被配置为在多个液压位置间切换，其中液压位置中的至少一个允许加压液压流体从第一液压路径流动通过液压截止装置到达第二液压路径；方向和速率控制装置；与方向和速率控制装置流体连接的第三液压路径；以及经由第三液压路径与方向和速率控制装置流体连接的液压马达。该方向和速率控制装置可以被配置为在多个方向控制位置之间切换，其中方向控制位置中的至少一个允许加压液压流体从第二液压路径流动通过方向和速率控制装置到达液压马达。该液压马达可以被配置为响应于从方向和速率控制装置接收加压液压流体，则转动输出轴以致动交通工具的操纵面，并且被配置为响应于未从方向和速率控制装置接收加压液压流体，则被锁定。
在某些其他示例中，方法可以被公开并且可以包括：接收加压液压流体；使加压液压流体流入液压截止装置；响应于加压液压流体流入液压截止装置，切换液压截止装置至第一液压位置；使加压液压流体流入方向和速率控制装置；响应于加压液压流体流入方向和速率控制装置，切换方向和速率控制装置的方向控制阀至第一方向控制位置；监控方向控制阀的位置；响应于加压液压流体流入液压马达，致动液压马达；使液压马达的输出轴转动；以及致动操纵面。
本发明的范围由权利要求限定，这些权利要求通过引用的方式被整合进本部分。通过考虑一个或更多个实施方式的以下具体说明，本领域技术人员被给予了对本公开更全面的理解以及对本公开的附加优势的认识。将对随附的图进行参考，这些图将首先被简单说明。
附图说明
图1根据本公开的示例说明了示例性飞行器。
图2根据本公开的示例说明了示例性水平稳定器配平致动器。
图3A-B根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的方向和速率控制阀配置。
图4A-B根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的上仰配平(trim up)电磁控制阀配置和下俯配平(trim down)电磁控制阀配置。
图5A-C根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的方向和速率控制配置。
图6A-E根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的截止阀配置。
图7根据本公开的示例说明了详述水平稳定器配平致动器的操作的流程图。
通过参考下文的详细描述，本公开的示例及其优势被最好地理解。应该理解的是，相同的附图标记被用于识别在一个或更多个图中所说明的相同的元件。
具体实施方式
飞行器可以包括操纵面，例如位于飞行器后部的水平操纵面。水平操纵面可以包括耦接于水平操纵面的一个或更多个升降舵操纵面。一个或更多个升降舵操纵面可以被用于例如改变飞行器的俯仰。
水平稳定器配平致动器(HSTA)可以被用于移动操纵面(例如，水平操纵面)。例如，HSTA可以改变操纵面的迎角或者改变操纵面的位置。操纵面可以被移动，以便例如减轻一个或更多个升降舵操纵面上的负载。在某些示例中，操纵面的非命令的或非有意移动可能是不期望的。因此，可能期望有能够使这种非命令或非有意移动的机会最小化的HSTA设计。此外，可能期望保持HSTA的设计尽可能简单，以改进可靠性、降低成本并且使重量最小化。
图1说明了根据本公开的示例性飞行器。图1的飞行器100可以包括机身170、机翼172、水平稳定器174、飞行器发动机176和垂直稳定器178。机翼172可以包括可移动机翼组件182A-G。可移动机翼组件182A-G可以是襟翼、副翼、襟副翼、前缘缝翼和耦接到机翼172的其他可移动组件。水平稳定器174可以包括可移动稳定器组件184A-C。可移动稳定器组件184A-C可以是升降舵或耦接到水平稳定器174的其他可移动组件。
此外，飞行器100可以包括控制器108和驾驶舱110。飞行器100的各种组件可以与通信信道112联接，以连通命令和探测到的状态。图1中描述的飞行器100是示例性的，并且应理解的是在其他实施例中，飞行器100可以包括更少的或附加的组件(例如，没有水平稳定器或附加的稳定器)。此外，在此描述的概念可以被延伸至其他飞行器，例如直升机、无人驾驶飞行器等。
飞行器100的驾驶舱110可以包括可以由飞行器100的飞行员操纵的控件，以便对飞行器的操作提供指令。例如，驾驶舱110可以包括用于确定飞行器的节流门的位置或者机翼和/或水平稳定器的配置(例如，机翼172的移动、水平稳定器174的移动、可移动机翼组件182A-G的移动和/或可移动稳定器组件184A-C的移动)的一个或更多个控件。驾驶舱110还可以包括用于确定飞行器100的水平稳定器或其他空气动力设备的配置以及垂直稳定器的配置的控件。
驾驶舱110、机翼172、水平稳定器174、可移动机翼组件182A-G、可移动稳定器组件184A-C以及其他组件可以通过一个或更多个通信信道112可通信地耦接。通信信道112可以是例如数字通信信道(诸如有线通信线路或无线通信系统)或者模拟通信信道。通信信道112可以将各种组件联接到控制器108。
控制器108可以包括例如单核或多核的处理器或微处理器、微控制器、逻辑设备、信号处理设备、用于存储可执行指令(例如，软件、固件或其他指令)的存储器和/或执行本文所描述的各种操作中的任意操作的任意元件。在各种示例中，控制器108和/或与其相关联的操作可以被实施为单一设备或(例如，通过模拟、有线或无线连接(诸如通信信道112)可通信地联接的)多个设备，以便共同地组成控制器108。
控制器108可以包括一个或更多个存储器组件或设备以存储数据和信息。存储器可以包括易失性存储器和非易失性存储器。这些存储器的示例包括RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、EEPROM(电可擦只读存储器)、闪速存储器或其他类型的存储器。在某些示例中，控制器108可以适用于执行存储在存储器中的指令，以执行本文描述的各种方法和进程，这包括响应于传感器和/或操作者(例如机组人员)的输入来实施和执行控制算法。
图2根据本公开的示例说明了示例性水平稳定器配平致动器(HSTA)。图2中所示的HSTA 200包括液压截止装置204以及方向和速率控制装置214。液压截止装置204以及方向和速率控制装置214都可以包括一个或更多个组件。
HSTA 200可以附加地包括入口202A和过滤器202B、液压马达238、输出轴240、液压制动器242、制动器控制器244、回流单向阀246、抗气穴阀248和返回口252。
入口202A和过滤器202B经由第一液压路径210与液压截止装置204流体连接。(为了本公开的目的，当两个组件是“流体连接”时，流体可以从一个组件流向另一个组件。在这两个组件之间可能有附加的组件，其在某些情况下可以截止两个组件之间的流体的流动。只要在某些配置中两个组件之间的流体可以流动，它们即被认为是“流体连接”的)。因此，可以被加压的液压流体可以从入口202A流动通过过滤器202B并通过第一液压路径210到达液压截止装置204。
在图2所示的示例中，液压截止装置204可以包括截止电磁控制阀(SOV)208和截止滑阀206。截止SOV 208可以是常闭的三通二位(3-port 2-position)电磁控制阀。在某些示例中，该电磁控制阀可以由例如控制器108(例如通过控制器108的算法)根据飞行员命令或者通过另一种操作技术来操作。截止SOV 208可以控制给截止滑阀206的先导压力。截止滑阀206可以是常闭的三通二位先导控制阀(例如，由来自例如截止SOV 208的先导压力来操作)。当截止SOV 208被供能时(例如，螺线管被操作以使得螺线管处于与常闭位置相反的打开位置)，从第一液压路径210流动的加压液压流体的先导压力可以给截止滑阀206供能(例如，改变截止滑阀206的位置至打开位置)，使得截止滑阀206允许加压液压流体从第一液压路径210流动通过截止滑阀206到达方向和速率控制装置214。可替换地，当截止SOV 208未被供能时，第二液压路径212中的液压流体可以被输送回到返回口252。
接下来，加压液压流体可以从液压截止装置204流动到方向和速率控制装置214。在某些示例中，方向和速率控制装置214可以包括速率控制SOV 216、速率控制滑阀218、控制上仰配平SOV 220、控制下俯配平SOV 222、方向控制阀224和线性可变差分变压器(LVDT)226。方向和速率控制装置214的其他示例可以包括附加的、更少的和/或不同的组件。
速率控制SOV 216可以是常闭的三通二位电磁控制阀。速率控制SOV 216可以控制给速率控制滑阀218的先导压力。速率控制滑阀218可以是常开的四通二位先导控制阀，其经由来自速率控制SOV 216的先导压力而被操作。当截止滑阀206被供能时，加压液压流体可以流入第二液压路径212。加压液压流体可以从第二液压路径212流动到速率控制SOV216。当速率控制SOV 216被供能(例如，从关闭位置切换至打开位置)时，来自速率控制SOV216的先导压力可以相应地给速率控制滑阀218供能。
来自第二液压路径212的加压液压流体可以流动通过速率控制滑阀218。在正常配置中(例如，当速率控制滑阀218未被供能时)，速率控制滑阀218可以处于低流阻配置(例如，高流速配置)。当速率控制滑阀218被供能时，速率控制滑阀218可以处于高流阻配置(例如，低流速配置)并且向通过速率控制滑阀218的加压液压流体的流动提供附加的阻力。因此，速率控制SOV 216的运行可以控制速率控制滑阀218对液压流体流动的阻力。在某些示例中，速率控制滑阀218可以包括用于加压液压流体流通的两个路径。
来自速率控制滑阀218的加压液压流体可以流动到方向控制阀224。方向控制阀224可以是弹簧对中的(spring-centered)和压力对中的(pressure-centered)四通三位控制阀。方向控制阀224可以经由来自控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222的先导压力而被压力对中。来自控制上仰配平SOV 220的先导压力可以经由第四液压路径232到达方向控制阀224并且来自控制下俯配平SOV 222的先导压力可以经由第五液压路径234到达方向控制阀224。在速率控制滑阀218包括用于加压液压流体流通的两个路径的示例中，方向控制阀224也可以经由两个路径接收加压液压流体。
控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222可以都是常开的三通二位电磁控制阀。控制上仰配平SOV 220和/或控制下俯配平SOV 222可以控制分别从控制上仰/下俯配平SOV到方向控制阀224的先导压力。向控制上仰配平SOV 220和/或控制下俯配平SOV 222供能可以使相应的SOV的配置改变至关闭位置。在关闭位置中，先导压力可能不呈现给方向控制阀224。此外，先导压力约束件228和230可以附加地耦接到第四液压路径232和第五液压路径234。作为控制方向控制阀224的配置的可替换技术，先导压力约束件228和230可以控制通过第四液压路径232和第五液压路径234的液压流体的流动和/或压力。例如，方向控制阀224的配置可以通过约束通过第四液压路径232和/或第五液压路径234的液压流体的流动中的零个、一个或两个来控制。先导压力约束件228和230可以由控制器108控制、由飞行员控制、通过机械手段来固定或通过其他技术来固定。
返回参考方向控制阀224，当前的方向控制阀224可以包括三个位置。当来自控制上仰配平220和控制下俯配平222两者的先导压力出现时或者两者中的任意一个都不出现先导压力时，方向控制阀224可以处于第一配置，该第一配置防止流体通过流动到第三液压路径236的加压液压流体所通过的两条路径。在某些示例中，第一配置可以是方向控制阀224的对中位置。当来自控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222中的仅一个的先导压力出现时，方向控制阀224可以处于允许加压液压流体线性流动通过方向控制阀224的第二配置，或者可以处于使通过方向控制阀224的加压液压流体交叉流动的第三配置。
例如，方向控制阀224可以包括第一和第二入口以及第一和第二出口。在第一配置中，没有或最小的流动可以被允许通过方向控制阀224。在第二配置中，进入第一入口的液压流体可以流到第一出口，并且进入第二入口的液压流体可以流到第二出口。在第三配置中，进入第一入口的液压流体可以流到第二出口，并且进入第二入口的液压流体可以流到第一出口。
在某些示例中，方向控制阀224的位置可以由线性可变位移变压器(LVDT)226监控。LVDT 226可以确定并且向控制器108输出关于方向控制阀224的位置的数据。然后，控制器108可以根据LVDT 226的输出确认方向控制阀224的位置与(例如，经由给予控制上仰配平SOV 220和/或控制下俯配平SOV 222的螺线管的命令)所命令的位置一致。某些其它示例可能不包括LVDT 226。在这些示例中，方向控制阀224的位置可以根据控制器108发出的命令而被确定。
离开方向控制阀224的加压液压流体可以流入第三液压路径236。例如，第三液压路径236可以与液压马达238流体连接。液压马达238可以由从方向控制阀224流入例如液压马达238的马达控制口的加压液压流体驱动。在某些示例中，液压马达238可以是转动输出轴240的固定排量双向马达。因此，当方向控制阀224处于第一配置时，没有或最少的加压液压流体可以到达液压马达238并且液压马达238可以被锁定(例如，可能不能转动)。当方向控制阀224处于第二配置时，液压马达238可以以第一方向转动，并且当方向控制阀224处于第三配置时，液压马达238可以以第二方向转动。
在某些示例中，输出轴240可以连接到HSTA齿轮箱。HSTA齿轮箱可以控制水平稳定器174的位移和/或变化率。齿轮箱可以由控制器108控制，可以是先导控制的，可以通过机械手段来控制，可以是固定齿轮比，或者可以通过其他技术来控制。在某些示例中，可以有多个液压马达238和/或多个输出轴240。在这些示例中，可以包括转速合并差速器，以组合多个液压马达238和/或多个输出轴240的转动。
在某些示例中，如果第三液压路径236中的压力下降至低于回流压力(例如，回流管路250的压力)，则抗气穴阀(anti-cavitation valve)248可以允许液压流体进入马达控制口。
液压制动器242可以是无功率(power-off)制动器(例如，当加压液压流体未流入液压制动器242的端口时，制动器可以被设置并且可以约束输出轴240的转动)。在某些示例中，制动器控制器244可以是液压制动器电磁控制阀(SOV)，然而其他示例可以包括其他类型的制动器控制器，诸如电子控制器或其他类型的阀。制动器控制器244可以控制给液压制动器242的压力。制动器控制器244可以是常闭的三通二位电磁控制阀。当制动器控制器244被供能时，加压液压流体可以流动到液压制动器242并且释放液压制动器242。在某些示例中，加压液压流体可以通过克服将液压制动器242保持在约束输出轴240的转动的位置的弹簧力而释放液压制动器242。当液压制动器242被释放时，液压制动器242可以不再或者最小地约束输出轴240的移动，在某些示例中，制动器控制器244和液压制动器242可以被替换为电性无功率制动器。在这些示例中，当电性无功率制动器被接合时(例如，当来自控制器108的指令被提供给电性无功率制动器时)，其可以约束输出轴240的移动。
在某些示例中，压力开关和/或压力换能器可以被包括在制动器控制器244与液压制动器242之间。额外地或可替换地，LVDT可以耦接到液压制动器242(例如，液压制动器242的制动活塞)。这种LVDT可以提供关于液压制动器242是否被接合的信息。
此外，回流单向阀246可以在回流管路250上。回流单向阀246可以防止系统和回流压力瞬态达到液压制动器242(例如，可以防止瞬间的压力脱离液压制动器242)。在某些其他示例中，回流管路250可以包括替换或附加于回流单向阀246的液压蓄能器。液压蓄能器可以防止液压马达中的液压流体的气穴。
HSTA 200的各种液压路径可以流体连接到回流口252。回流口252可以连接到加压液压流体的源。在某些示例中，回流口252可以流体连接到向入口202提供流体的相同的加压液压流体源。回流口252可以接收HSTA 200的过量液压流体压力。
HSTA 200可以提供三种独立的技术，以用于在探测到非命令的或非有意的移动事件时进行关停。例如，截止SOV 208可以(例如，由控制器108、飞行员或其他输入)不被供能。不向截止SOV 208供能可以阻止来自入口202的入口压力达到HSTA 200的其余部分，并且可以将第二液压路径212连接到回流口252。此外，控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV222也可以不被供能。不向控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222供能可以导致方向控制阀224转换至第一配置并且将液压马达238锁定于适当位置。另外，制动器控制器244可以不被供能并导致液压制动器242接合，以约束输出轴240的移动。约束输出轴240的移动可以防止耦接到HSTA 200的任何可移动操纵面(例如，可移动机翼组件182A-G、可移动稳定器组件184A-C和/或水平稳定器174)的移动。
图3A-B根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的方向和速率控制阀配置。图3A说明了方向和速率控制组件配置300A，其包括速率控制滑阀218、控制上仰配平SOV 220、控制下俯配平SOV 222、方向控制阀224、LVDT 226、第四液压路径232、第五液压路径234和先导压力约束件228和230。图3A中显示的配置可以与图2中描述的配置相似。
图3B可以说明可替换的方向和速率控制组件配置300B。可替换的方向和速率控制组件配置300B可以包括速率控制滑阀318、控制上仰配平SOV 320、控制下俯配平SOV 322、方向控制阀324、LVDT 326、第四液压路径332、第五液压路径334和先导压力约束件328和330。
可替换的方向和速率控制组件配置300B可以与方向和速率控制组件配置300A相似。然而，在可替换的方向和速率控制组件配置300B中，来自第二液压路径(未在图3B中显示，但在图2中显示)的加压液压流体可以流动到方向控制阀324。速率控制滑阀318可以接收来自方向控制阀324的加压液压流体。然后，加压液压流体可以从速率控制滑阀318流动到第三液压路径236(未在图3B中显示，但在图2中显示)。
图4A-B根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的上仰配平电磁控制阀配置和下俯配平电磁控制阀配置。图4A说明了控制上仰配平和下俯配平配置400A，其包括控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222。图4A中显示的配置可以与图2中描述的配置相似。
图4B说明了可替换的控制上仰配平和下俯配平配置400B。可替换的控制上仰配平和下俯配平配置400B包括控制上仰配平SOV 420和控制下俯配平SOV 422。控制上仰配平SOV 420和控制下俯配平SOV 422可以是常闭的SOV。因此，当控制上仰配平SOV 420和控制下俯配平SOV 422未被命令时，则第四液压路径232和第五液压路径234流体连接到回流管路250。方向控制阀(未在图4B中显示，但在图2中显示)可以与其第一配置是弹簧对中的。当控制上仰配平SOV 420或控制下俯配平SOV 422中的一个被供能时，先导压力可以被传输至方向控制阀224。这种压力可以改变方向控制阀224的位置至流通(flow-through)位置。
图5A-C根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的方向和速率控制配置。图5A说明了方向和速率控制配置500A，其包括速率控制SOV 216、速率控制滑阀218、控制上仰配平SOV 220、控制下俯配平SOV 222、方向控制阀224、LVDT 226、第四液压路径232、第五液压路径234和先导压力约束件228和230。图5A中显示的配置可以与图2中描述的配置相似。
图5B可以说明可替换的方向和速率控制配置500B。可替换的方向和速率控制配置500B可以包括电动液压伺服阀524-1和LVDT 526。电动液压伺服阀524-1可以是四通三位电子控制阀。电动液压伺服阀524-1可以由诸如控制器108的外部源、来自飞行员的输入或者来自其他技术的输入控制。LVDT 526可以监控电动液压伺服阀524-1的位置。
图5C可以说明另一个可替换的方向和速率控制配置500C。方向和速率控制配置500C可以包括直接驱动阀524-2和LVDT 526。直接驱动阀524-2可以是四通三位线性的或回转的直接驱动阀。LVDT 526可以监控直接驱动阀524-2的位置。
图6A-E根据本公开的示例说明了水平稳定器配平致动器的可替换的截止阀配置。图6A说明了截止阀配置600A，其包括截止SOV 208和截止滑阀206。图6A中显示的配置可以与图2中描述的配置相似。
图6B-E可以说明可替换的截止阀配置600B-E。截止阀配置600B可以包括马达控制的三通二位截止阀606-1。截止阀配置600C可以包括电磁控制的三通二位截止阀606-2。截止阀配置600D可以用先导控制的二通二位截止阀替代配置600A中的三通二位截止滑阀206。截止阀配置600E可以包括马达控制的二通二位截止阀。
图7根据本公开的示例说明了详述水平稳定器配平致动器的操作的流程图。在方框702中，加压液压流体可以流动通过入口202a和过滤器202b。在方框704中，来自控制器108和/或飞行员的指令可以被提供给截止装置。控制器108和/或飞行员可以例如提供指令以向截止SOV 208的螺线管供能。在方框706中，这些指令可以被接收，并且如果截止SOV208的螺线管被供能，则截止装置被打开，并且该流程可以进行至方框710。如果截止SOV208的螺线管不被供能，则截止装置不被打开，并且该流程可以进行至方框708并连接加压液压流体至回流口252并因此不对液压流体加压。
在方框710中，加压液压流体可以流动到方向和速率控制装置。在方框712中，通过流速控制滑阀218的流速可以被控制。控制器108和/或飞行员可以通过例如给或者不给速率控制SOV 216供能以便控制流速控制滑阀218对加压液压流体的流动的约束，来控制通过流速控制滑阀218的流速。
在方框714中，控制上仰配平SOV 220和/或控制下俯配平SOV 222可以接收来自控制器108和/或飞行员的指令。这些指令可以操作控制上仰配平SOV 220和/或控制下俯配平SOV 222的螺线管，和/或可以操作先导压力约束件228和/或230中的一个或两个。在方框718中，如果来自714的来自控制上仰配平SOV 220和控制下俯配平SOV 222的先导压力在方框716中是相等的，则该流程可以将方向控制阀224切换至阻塞位置(例如，图2中描述的第一配置)。否则，该流程可以进行至方框720并且将方向控制阀224切换至流通位置(例如，加压液压流体可以流动通过方向控制阀224的位置，比如图2中描述的第二或第三配置)。
在方框722中，通过方向控制阀224的加压液压流体的流动可以为液压马达238提供动力。此外，在方框724中，指令可以被接收以释放液压制动器242。在方框726中，如果接收到用于释放液压制动器242的指令，则液压制动器SOV 244可以被打开并且可以释放液压制动器242。接下来在方框728中，输出轴240可以被转动。
进一步地，本公开包含根据下述条款的实施例：
条款1.一种系统，包含：
液压入口，其被配置为接收加压液压流体；
第一液压路径，其与所述液压入口流体连接；
第二液压路径；
液压截止装置，其与所述第一液压路径和所述第二液压路径流体连接，并且被配置为在多个液压位置之间切换，其中所述液压位置中的至少一个允许所述加压液压流体从所述第一液压路径流动通过所述液压截止装置到达所述第二液压路径；
方向和速率控制装置；
第三液压路径，其与所述方向和速率控制装置流体连接；以及
液压马达，其经由所述第三液压路径与所述方向和速率控制装置流体连接，其中：
所述方向和速率控制装置被配置为在多个方向控制位置之间切换，其中所述方向控制位置中的至少一个允许所述加压液压流体从所述第二液压路径流动通过所述方向和速率控制装置到达所述液压马达，并且
所述液压马达被配置为响应于从所述方向和速率控制装置接收到所述加压液压流体，则转动输出轴以致动交通工具的操纵面，并且被配置为响应于未从所述方向和速率控制装置接收所述加压液压流体，则被锁定。
条款2.根据条款1所述的系统，其进一步包含：
制动器控制器，其经由所述第二液压路径与所述液压截止装置流体连接，其中所述制动器控制器被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
液压制动器，其被配置为响应于未从所述制动器控制器接收所述加压液压流体，则限制所述液压马达和/或所述输出轴的移动。
条款3.根据条款2所述的系统，其中所述制动器控制器是包含三通二位SOV的液压制动器电磁控制阀(SOV)。
条款4.根据条款1所述的系统，其中所述液压截止装置包含：
截止SOV，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止SOV是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
截止滑阀，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止滑阀是三通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述截止SOV允许所述加压液压流体流动，则允许所述加压液压流体从所述第一液压路径流动至所述方向和速率控制装置。
条款5.根据条款1所述的系统，其中方向和速率控制装置包含方向控制阀和速率装置，所述速率装置包含：
速率控制SOV，其与所述第二液压路径流体连接，其中所述速率控制SOV是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动至速率控制滑阀并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
所述速率控制滑阀，其中所述速率控制滑阀是四通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述速率控制SOV允许所述加压液压流体流动，则进一步约束通过所述速率控制滑阀的液压流体的流动。
条款6.根据条款5所述的系统，其中所述速率控制滑阀与所述第二液压路径流体连接并且被配置为允许所述加压液压流体从所述第二液压路径流动通过所述速率控制滑阀到达所述方向控制阀，并且所述方向控制阀与所述液压马达流体连接。
条款7.根据条款5所述的系统，其中所述方向控制阀与所述第二液压路径流体连接，所述方向控制位置中的所述至少一个被配置为允许所述加压液压流体从所述第二液压路径流动通过所述方向控制阀到达所述速率控制滑阀，并且所述速率控制滑阀与所述液压马达流体连接。
条款8.根据条款1所述的系统，其进一步包含：
第四液压路径；
第五液压路径，其中所述方向和速率控制装置包含方向控制阀和压力对中装置，所述方向控制阀和压力对中装置与所述第四液压路径和所述第五液压路径流体连接并且被配置为响应于来自所述第四液压路径和所述第五液压路径的所述加压液压流体的流动，则在所述多个方向控制位置之间切换；
控制上仰配平SOV，其与所述第二液压路径和所述第四液压路径流体连接，其中所述控制上仰配平SOV是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动至所述第四液压路径并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
控制下俯配平SOV，其与所述第二液压路径和所述第五液压路径流体连接，其中所述控制下俯配平SOV是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动至所述第五液压路径并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动。
条款9.根据条款8所述的系统，其中所述方向控制阀是四通阀并且被配置为在至少三个位置之间切换，所述三个位置包含：被配置为防止所述加压液压流体流动通过所述方向控制阀的第一位置；被配置为允许所述加压液压流体以第一方式流动通过所述方向控制阀到达所述液压马达的第二位置；以及被配置为允许所述加压液压流体以第二方式流动通过所述方向控制阀到达所述液压马达的第三位置。
条款10.根据条款9所述的系统，其中所述方向控制阀被配置为：
响应于在所述第四液压路径和所述第五液压路径内的液压压力基本相等，则处于第一位置；
响应于在所述第四液压路径内的液压压力基本大于在所述第五液压路径内的液压压力，则处于第二位置；并且
响应于在所述第五液压路径内的液压压力基本大于在所述第四液压路径内的液压压力，则处于第三位置。
条款11.根据条款10所述的系统，其进一步包含：
第一先导控制约束件，其与所述第四液压路径耦接并且被配置为约束通过所述第四液压路径的所述加压液压流体的流动；以及
第二先导控制约束件，其与所述第五液压路径耦接并且被配置为约束通过所述第五液压路径的所述加压液压流体的流动。
条款12.根据条款8所述的系统，其中所述控制上仰配平SOV被配置为正常处于打开位置，并且所述控制下俯配平SOV被配置为正常处于打开位置。
条款13.根据条款8所述的系统，其中所述控制上仰配平SOV被配置为正常处于关闭位置，并且所述控制下俯配平SOV被配置为正常处于关闭位置。
条款14.根据条款1所述的系统，其中所述方向和速率控制装置被配置为由电动液压伺服阀和/或直接驱动阀在所述多个位置之间切换，并且所述方向和速率控制装置与所述第二液压路径流体连接。
条款15.根据条款1所述的系统，其中所述液压截止装置包含：
截止SOV，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止SOV是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
截止滑阀，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止滑阀是二通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述截止SOV允许所述加压液压流体流动，则允许所述加压液压流体从所述第一液压路径流动到所述方向和速率控制装置。
条款16.根据条款1所述的系统，其中所述液压截止装置包含以下之一：
截止阀，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止阀是三通二位马达控制阀，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；
截止阀，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止阀是二通二位马达控制阀，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；或者
截止阀，其与所述第一液压路径流体连接，其中所述截止阀是二通二位电磁控制阀，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动。
条款17.根据条款1所述的系统，其进一步包含入口过滤器，该入口过滤器被布置在所述液压入口与所述第一液压路径之间。
条款18.根据条款1所述的系统，其进一步包含回流口，该回流口与所述方向和速率控制装置流体连接。
条款19.根据条款1所述的系统，其中所述方向和速率控制装置进一步包含线性可变差分变压器，该线性可变差分变压器被配置为监控所述方向控制阀的位置。
条款20.根据条款1所述的系统，其进一步包含：
电子制动器，其被配置为响应于接收到接合指令，则约束所述液压马达和/或所述输出轴的移动。
条款21.一种包含条款1所述的装置的飞行器，其中所述交通工具是所述飞行器，并且所述飞行器包含：
机身；以及
所述操纵面，其耦接到所述机身。
条款22.一种方法，包含：
接收加压液压流体；
使所述加压液压流体流入液压截止装置；
响应于所述加压液压流体流入所述液压截止装置，将所述液压截止装置切换至第一液压位置；
使所述加压液压流体流入方向和速率控制装置；
响应于所述加压液压流体流入所述方向和速率控制装置，将所述方向和速率控制装置的方向控制阀切换至第一方向控制位置；
监控所述方向控制阀的位置；
响应于所述加压液压流体流入所述液压马达，致动所述液压马达；
转动所述液压马达的输出轴；以及
致动操纵面。
条款23.根据条款22所述的方法，其中将所述液压截止装置切换至第一液压位置包含：
将截止电磁控制阀(SOV)切换至打开位置，以允许所述加压液压流体流动至截止滑阀；并且
响应于所述加压液压流体流动至截止滑阀，切换所述截止滑阀以使所述加压液压流体流入所述方向和速率控制装置以及制动器控制器。
条款24.根据条款22所述的方法，其中将所述方向和速率控制装置的所述方向控制阀切换至第一方向控制位置包含：
使加压液压流体经由控制上仰配平SOV流动通过第四液压路径和/或经由控制下俯配平SOV流动通过第五液压路径二者中的至少一个，使得通过所述第四液压路径和所述第五液压路径的液压压力基本不同；并且
响应于所述第四液压路径和所述第五液压路径中的液压压力基本不同，将所述方向控制阀切换至流通配置，以使所述加压液压流体流动至所述液压马达。
条款25.根据条款24所述的方法，其中切换所述方向控制阀进一步包含约束通过上仰配平SOV或下俯配平SOV的所述加压液压流体的流动。
条款26.根据条款22所述的方法，其进一步包含：
将速率控制SOV切换至打开位置，以允许所述加压液压流体流动至速率控制滑阀；并且
响应于所述速率控制SOV允许所述加压液压流体流动至速率控制滑阀，约束通过所述速率控制滑阀的液压流体的流动。
条款27.根据条款22所述的方法，其中所述方向控制阀由电动液压伺服阀和/或直接驱动阀在所述多个位置之间切换，并且所述方向控制阀与所述第二液压路径流体连接。
条款28.根据条款22所述的方法，其进一步包含：
将制动器控制器切换至打开位置，以允许所述加压液压流体流动至液压制动器；以及
释放所述液压制动器，其被配置为响应于所述加压液压流体从所述制动器控制器流动至所述液压制动器。
上文所描述的示例说明了但不限制本发明。应理解的是，根据本发明原理的多种修改和变形是可能的。相应地，本发明的范围仅由随附的权利要求限定。

Claims (15)

1.一种系统，其包含：
液压入口(202A)，其被配置为接收加压液压流体；
第一液压路径(210)，其与所述液压入口流体连接；
第二液压路径(212)；
液压截止装置(204)，其与所述第一液压路径(210)和所述第二液压路径(212)流体连接，并且被配置为在多个液压位置之间切换，其中所述液压位置中的至少一个允许所述加压液压流体从所述第一液压路径(210)流动通过所述液压截止装置(204)到达所述第二液压路径(212)；
方向和速率控制装置(214)；
第三液压路径(236)，其与所述方向和速率控制装置(214)流体连接；以及
液压马达(238)，其经由所述第三液压路径(236)与所述方向和速率控制装置(214)流体连接，其中：
所述方向和速率控制装置(214)被配置为在多个方向控制位置之间切换，其中所述方向控制位置中的至少一个允许所述加压液压流体从所述第二液压路径(212)流动通过所述方向和速率控制装置(214)到达所述液压马达(238)，并且
所述液压马达(238)被配置为响应于从所述方向和速率控制装置(214)接收到所述加压液压流体，则转动输出轴(240)以致动交通工具的操纵面，并且被配置为响应于未从所述方向和速率控制装置(214)接收所述加压液压流体，则被锁定。
2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包含：
制动器控制器(244)，其经由所述第二液压路径(212)与所述液压截止装置(204)流体连接，其中所述制动器控制器(244)被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
液压制动器(242)，其被配置为响应于未从所述制动器控制器(244)接收到所述加压液压流体，则限制所述液压马达(238)和/或所述输出轴(240)的移动。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述液压截止装置(204)包含：
截止电磁控制阀即截止SOV(208)，其与所述第一液压路径(210)流体连接，其中所述截止SOV(208)是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
截止滑阀(206)，其与所述第一液压路径(210)流体连接，其中所述截止滑阀(206)是三通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述截止SOV(208)允许所述加压液压流体流动，则允许所述加压液压流体从所述第一液压路径(210)流动至所述方向和速率控制装置(214)。
4.根据权利要求1所述的系统，其中方向和速率控制装置(214)包含方向控制阀和速率装置，所述速率装置包含：
速率控制SOV(216)，其与所述第二液压路径(212)流体连接，其中所述速率控制SOV(216)是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流到速率控制滑阀(218)并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
所述速率控制滑阀(218)，其中所述速率控制滑阀(218)是四通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述速率控制SOV(216)允许所述加压液压流体流动，则进一步约束通过所述速率控制滑阀(218)的液压流体的流动。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述速率控制滑阀(218)与所述第二液压路径(212)流体连接并且被配置为允许所述加压液压流体从所述第二液压路径(212)流动通过所述速率控制滑阀(218)到达所述方向控制阀(224)，并且所述方向控制阀(224)与所述液压马达(238)流体连接。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述方向控制阀(224)与所述第二液压路径(212)流体连接，所述方向控制位置中的所述至少一个被配置为允许所述加压液压流体从所述第二液压路径(212)流动通过所述方向控制阀(224)到达所述速率控制滑阀(218)，并且所述速率控制滑阀(218)与所述液压马达(238)流体连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其进一步包含：
第四液压路径(232)；
第五液压路径(234)，其中所述方向和速率控制装置(214)包含方向控制阀(224)以及压力对中装置，并且所述压力对中装置与所述第四液压路径(232)和所述第五液压路径(234)流体连接并且被配置为响应于来自所述第四液压路径(232)和所述第五液压路径(234)的所述加压液压流体的流动，则在所述多个方向控制位置之间切换；
控制上仰配平SOV(220)，其与所述第二液压路径(212)和所述第四液压路径(232)流体连接，其中所述控制上仰配平SOV(220)是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动至所述第四液压路径(232)并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体的流动；以及
控制下俯配平SOV(222)，其与所述第二液压路径(212)和所述第五液压路径(234)流体连接，其中所述控制下俯配平SOV(222)是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动至所述第五液压路径(234)并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体的流动。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述方向控制阀(224)是四通阀并且被配置为在至少三个位置之间切换，所述三个位置包含被配置为防止所述加压液压流体流动通过所述方向控制阀(224)的第一位置、被配置为允许所述加压液压流体以第一方式流动通过所述方向控制阀(224)到达所述液压马达(238)的第二位置以及被配置为允许所述加压液压流体以第二方式流动通过所述方向控制阀(224)到达所述液压马达(238)的第三位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述方向控制阀(224)被配置为：
响应于在所述第四液压路径(232)和所述第五液压路径(234)内的液压压力基本相等，则处于所述第一位置；
响应于在所述第四液压路径(232)内的液压压力基本大于在所述第五液压路径(234)内的液压压力，则处于所述第二位置；并且
响应于在所述第五液压路径(234)内的液压压力基本大于在所述第四液压路径(232)内的液压压力，则处于所述第三位置。
10.根据权利要求9所述的系统，其进一步包含：
第一先导控制约束件，其与所述第四液压路径(232)耦接并且被配置为约束通过所述第四液压路径(232)的所述加压液压流体的流动；以及
第二先导控制约束件，其与所述第五液压路径(234)耦接并且被配置为约束通过所述第五液压路径(234)的所述加压液压流体的流动。
11.根据权利要求7所述的系统，其中所述控制上仰配平SOV(220)被配置为正常处于所述打开位置，并且所述控制下俯配平SOV(222)被配置为正常处于所述打开位置；或者，其中所述控制上仰配平SOV(220)被配置为正常处于所述关闭位置，并且所述控制下俯配平SOV(222)被配置为正常处于所述关闭位置。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述方向和速率控制装置(214)被配置为通过电动液压伺服阀(524-1)和/或直接驱动阀(524-2)在所述多个位置之间切换，并且所述方向和速率控制装置(214)与所述第二液压路径(212)流体连接。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述液压截止装置(204)包含：
截止电磁控制阀即截止SOV(208)，其与所述第一液压路径(210)流体连接，其中所述截止SOV(208)是三通二位SOV，其被配置为在打开位置允许所述加压液压流体流动并且被配置为在关闭位置防止所述加压液压流体流动；以及
截止滑阀(206)，其与所述第一液压路径(210)流体连接，其中所述截止滑阀(206)是二通二位先导控制阀，其被配置为响应于所述截止SOV(208)允许所述加压液压流体流动，则允许所述加压液压流体从所述第一液压路径(210)流到所述方向和速率控制装置(214)。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述方向和速率控制装置(214)进一步包含被配置为监控所述方向控制阀(224)的位置的线性可变差分变压器(226)。
15.一种包含权利要求1所述的装置的飞行器(100)，其中所述交通工具是所述飞行器，并且所述飞行器包含：
机身(170)；以及
所述操纵面，其耦接到所述机身。
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