CN111089088A

CN111089088A - 一种多机构串联运动协调控制回路

Info

Publication number: CN111089088A
Application number: CN201911378785.5A
Authority: CN
Inventors: 安宇晗
Original assignee: Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Current assignee: Shenyang Aircraft Design and Research Institute Aviation Industry of China AVIC
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-05-01
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: CN111089088B

Abstract

本申请提供了一种多机构串联运动协调控制回路，其包括：至少两个用于控制液压系统供油与回油的液电阀；与所述液电阀数量相同的作动筒组；以及与所述液电阀数量相同的气电阀；其中，每个作动筒组内至少包括两个具有不同伸出速度和开锁压力的收放作动筒，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压进口连接于相同的液电阀和气电阀以能够实现同时供压和供气，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压出口连接于另外的作动筒组内不同伸出速度和开锁压力的收放作动筒。本申请的多机构串联运动协调控制回路及飞机收放系统可实现了同一组运动机构间同步供压、异步协调动作能力，且成品数量少，减重效果明显，运动逻辑简化，控制简单，可靠性高。

Description

一种多机构串联运动协调控制回路

技术领域

本申请属于液压控制技术领域，特别涉及一种多机构串联运动协调控制回路。

背景技术

飞机通用收放系统均属于多机构串联运动系统，传统控制均采用1个液电阀控制1个或1组作动器(作动筒、马达等)实现收或放功能。飞机通用收放系统包括起落架及舱门收放、弹舱/货舱等各类舱门收放、拦阻钩收放、机翼折叠等。

典型前三点布局起落架收放系统原理见图1所示的控制回路：放起落架时，先打开舱门，舱门全部打开后，作动筒上的信号机构给出到位信号，然后放下起落架并锁定；收起落架时，先收起落架，起落架全部收上后，起落架上位锁给出到位信号，关闭舱门；当液压无法放下起落架时，用应急气动系统放下起落架，打开气压电磁阀顺序打开舱门后放下起落架。

图2为典型的协调控制的收放系统原理图，收放系统由4个液电阀(正常收放)、4个气电阀(应急放)、4个收放作动筒(动作机构收放)组成，依次接通液电阀2、液电阀1、液电阀3、液电阀4的放出电磁铁，实现机构放下顺序动作；依次接通液电阀4、液电阀1、液电阀3、液电阀2的收回电磁铁，实现机构收上顺序动作；依次接通气电阀2、气电阀1、气电阀3、气电阀4的电磁铁，实现机构应急放下顺序动作。

然而传统的控制回路存在如下缺点：

1)同一组内多个机构只能同时运动(收或放)，当组内机构之间有顺序动作需求时，只能将顺序动作分解，分别独立控制；

2)适用于串联动作较少的控制系统，当串联动作较多时，电磁阀类成品使用量多，重量重，控制环节长、故障率高(如图2所示)。

发明内容

本申请的目的是提供了一种多机构串联运动协调控制回路，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

在一方面，本申请提供的技术方案是：一种多机构串联运动协调控制回路，其包括：

至少两个用于控制液压系统供油与回油的液电阀；

与所述液电阀数量相同的作动筒组；以及

与所述液电阀数量相同的气电阀；

其中，每个作动筒组内至少包括两个具有不同伸出速度和开锁压力的收放作动筒，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压进口连接于相同的液电阀和气电阀以能够实现同时供压和供气，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压出口连接于另外的作动筒组内不同伸出速度和开锁压力的收放作动筒。

在本申请中，每个作动筒组内的所述收放作动筒液压进口前均设置有第一转换阀，所述第一转换阀分别连接液电阀、气电阀和收房作动筒的液压进口。

在本申请中，每个作动筒组内至少一个所述收放作动筒的液压进口前设有差动管路，所述差动管路通过第二转换阀连接该收放作动筒的液压出口。

在本申请中，所述收放作动筒具有收回位置锁和伸出位置锁，用于显示所述收放作动筒内的活塞杆的形成。

在另一方面，本申请提供的技术方案是：一种飞机收放系统，所述飞机收放系统包括如上任一所述多机构串联运动协调控制回路。

本申请的多机构串联运动协调控制回路及飞机收放系统具有如下特点：

1)通过组合作动筒和设置不同的开锁压力，可实现了同一组运动机构间同步供压、异步协调动作能力；

2)一作动筒组中的收放作动筒和另一作动筒中相对位置的收放作动筒的放出和收回由不同液电阀交叉控制，便于系统的协调动作规划，使四步串联动作优化为两步串联完成；

3)成品数量少，减重效果明显，运动逻辑简化，控制简单，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为一典型起落架收放系统原理图。

图2为另一典型起落架收放系统原理图。

图3为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的飞机收放系统示意图。

图4为为本申请的多机构串联运动协调控制回路中组合作动筒原理图。

图5为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的一拓扑实施例示意图。

图6为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的另一拓扑实施例示意图。

图7为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的第三拓扑实施例示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

针对有较多串联运动需求的飞机通用收放系统，本申请提出了一种可以实现同步供压协调运动交叉控制的回路，使用该回路的系统使用较少的成品附件，减重效果明显；可有效简化协调运动的控制逻辑，控制简单，可靠性高；可为飞机中多机构串联运动系统设计提供有益借鉴，例如飞机通用机构收放系统。

如图3所示应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的飞机收放系统，飞机收放系统除包括前述的控制回路外，还包括需完成收放操作的机构、使该机构保持在收上位置的机构收上位置锁、前舱门、后舱门、防止该机构与其他结构干涉碰撞的防撞机构。为保证舱门的间隙要求，该机构后舱门压接在前舱门的外面，放下该机构时，要先打开后舱门，再打开前舱门，关闭时动作顺序相反。

对于飞机收放系统来说，需完成如下的动作及顺序：

1)机构放下：打开后舱门、打开前舱门、打开机构收上位置锁、机构靠自重放下、防撞机构放下；

2)机构收上：防撞机构收上、关闭前舱门(同时联动收上机构)、关闭机构收上位置锁、关闭后舱门。

为此，本申请提供的控制回路包括两个收放液电阀、每个液电阀控制一个作动筒组、每个作动筒组内的收放作动筒又汇集到同一个气电阀上，即所述控制回路包括2个用于正常收放的液电阀(收放液电阀1、2)、2个用于应急放的气电阀、4个用于动作机构收放的收放作动筒(前舱门收放作动筒、后出门收放作动筒、机构收上位置锁作动筒和防撞机构收放作动筒)。其中，每个作动筒组内的两个收放作动筒具有不同伸出速度和开锁压力，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压进口连接于相同的液电阀和气电阀以能够实现同时供压和供气，且每个作动筒组内的收放作动筒的液压出口连接于另外的作动筒组内不同伸出速度和开锁压力的收放作动筒，即舱门收放作动筒组内的后舱门收放作动筒的出口连接了机构收放作动筒内的机构收上位置锁作动筒的出口。

为保证同时供压的不同收放机构能够实现顺序动作，本申请中的作动筒组中还至少具有一组合作动筒，图3所述实施例中即为控制后舱门收放作动筒和机构收上位置锁作动筒，如图4所示，其包括收放作动筒、转换阀1、转换阀2和差动管路，转换阀1设置在作动筒放出口，转换阀2设置在收回口，差动管路连接在转换阀1出口和转换阀2另一进油口。

工作原理：转换阀1能实现正常放出和应急放的切换；转换阀2通过差动管路实现作动筒的快速放出；收回位置锁和伸出位置锁可以把作动筒的活塞杆可靠的锁定在收回和伸出位置。

机构放下系统原理：(1)收放液电阀1放出电磁铁通电，前舱门收放作动筒和后舱门收放作动筒的放出腔同时供压，由于后舱门收放作动筒收进位置锁的开锁压力低(收进位置锁的开锁压力可以调节)，保证了后舱门先运动且运动速度快，使前舱门与后舱门即协调同步运动又不发生干涉，当两个舱门均打开到位后，两个作动筒内部的终点电门机构发出到位信号；(2)收放液电阀2放出电磁铁通电，机构收上位置锁作动筒开锁腔和防撞机构收放作动筒放出腔同时供压，通过机构收上位置锁作动筒及较小的开锁压力，保证机构先开锁靠自重放下，后防撞机构放下。

机构收回系统原理：(1)收放液电阀1收回电磁铁通电，前舱门收放作动筒(同时联动机构收上)和防撞机构收放作动筒的收回腔同时供压，由于防撞机构收放作动筒行程短收回快，保证了防撞机构先收上，前舱门(同时联动机构收上)后关闭的顺序动作，两个作动筒内部的终点电门机构发出到位信号；(2)收放液电阀2收回电磁铁通电，后舱门收放作动筒收回腔和机构收上位置锁作动筒上锁腔同时供压，由于机构收上位置锁上锁与后舱门收上在空间上不干涉，完成机构收上后上锁，后舱门关闭。

机构应急放出系统原理：当正常液压系统故障时，通过应急气动系统，保证机构的应急放出，提高系统可靠性，应急放出系统与正常放出系统通过作动筒内部的转换阀实现转换，原理与正常放出原理相同。

本申请提供的具有多机构串联运动协调控制回路的飞机收放系统具有如下特点：

(1)同步供压协调运动:通过组合作动筒和设置不同的开锁压力，实现了同一组运动机构间，同步供压异步协调动作能力；

(2)交叉控制：后舱门收放作动筒和防撞机构收放作动筒的放出和收回由不同液电阀交叉控制，便于系统的协调动作规划，使四步串联动作优化为两步串联完成。

本申请的多机构串联运动协调控制回路(图3)与现有技术中使用的控制回路(图2)重量统计见下表1。

表1两种收放系统比较

项目	成品数量(个)	重量(kg)	备注
				传统收放系统	8	19	单个液电阀重1.07kg
本申请收放系统	4	9.5	单个气电阀重1.305kg
				合计减重		9.5

本申请提供的多机构串联运动协调控制回路及飞机收放系统与现有技术相比，成品数量大幅减少，减重效果明显，运动逻辑简化，控制简单，可靠性高。

如图5所述为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的另一实施例，在此实施例中包括三个液电阀、三组作动筒组及三个气电阀，其中每个作动筒内包括两个收放作动筒，两收放作动筒具有相同的液压源(液电阀和气电阀)，其一为组合作动筒(前置差压管路)，另一为非组合作动筒。第一作动筒组内的非组合作动筒出口连接第三作动筒组内的非组合作动筒出口，第一作动筒组内的组合作动筒出口连接第二作动筒组内的组合作动筒出口，第二作动筒组内的非组合作动筒出口连接第三作动筒组内的组合作动筒出口。本实施例的控制过程可参见图3所示实施例的控制过程。

如图6所述为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的第二实施例，在此实施例中包括两个液电阀、两组作动筒组及两个气电阀，其中，每个作动筒内包括四个收放作动筒，每组内的四个收放作动筒具有相同的液压源(液电阀和气电阀)，一半为组合作动筒(前置差压管路)，另一半为非组合作动筒。第一作动筒组内的第一/第二非组合作动筒出口连接第二作动筒组内的第三/第四非组合作动筒出口，第一作动筒组内的第三/第四组合作动筒出口连接第二作动筒组内的第一/第二组合作动筒出口。本实施例的控制过程可参见图3所示实施例的控制过程。

如图7所述为应用本申请的多机构串联运动协调控制回路的第三实施例，在此实施例中包括三个液电阀、三组作动筒组及三个气电阀，其中，每个作动筒内包括四个收放作动筒，每组内的四个收放作动筒具有相同的液压源(液电阀和气电阀)，一半为组合作动筒(前置差压管路)，另一半为非组合作动筒。第一作动筒组内的第一/第二非组合作动筒出口连接第三作动筒组内的第三/第四非组合作动筒出口，第一作动筒组内的第三/第四组合作动筒出口连接第二作动筒组内的第一/第二组合作动筒出口，第二作动筒组内的第三/第四非组合作动筒出口连接第三作动筒组内的第一/第二组合作动筒出口。本实施例的控制过程可参见图3所示实施例的控制过程。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种多机构串联运动协调控制回路，其特征在于，包括：

至少两个用于控制液压系统供油与回油的液电阀；

与所述液电阀数量相同的作动筒组；以及

与所述液电阀数量相同的气电阀；

2.如权利要求1所述的多机构串联运动协调控制回路，其特征在于，每个作动筒组内的所述收放作动筒液压进口前均设置有第一转换阀，所述第一转换阀分别连接液电阀、气电阀和收房作动筒的液压进口。

3.如权利要求2所述的多机构串联运动协调控制回路，其特征在于，每个作动筒组内至少一个所述收放作动筒的液压进口前设有差动管路，所述差动管路通过第二转换阀连接该收放作动筒的液压出口。

4.如权利要求1所述的多机构串联运动协调控制回路，其特征在于，所述收放作动筒具有收回位置锁和伸出位置锁，用于显示所述收放作动筒内的活塞杆的形成。

5.一种飞机收放系统，其特征在于，所述飞机收放系统包括如权利要求1至4任一所述多机构串联运动协调控制回路。