CN112664512A - 单向液压作动筒机电模拟装置 - Google Patents
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Abstract
单向液压作动筒机电模拟装置，包括有伺服电机，伺服电机的动力输出端设有电机安装板，电机安装板上下两端均通过一拉簧与外套筒固定连接；外套筒与内套筒套接连接；伺服电机的动力端与丝杠的一端相连，丝杠的另一端穿过内套筒后，与外套筒相连；外套筒的外端通过外套筒密封端与右安装耳柄相连；电机安装板通过连接杆与设在伺服电机一侧的电机尾盖板相连；电机尾盖板外侧设有左安装耳柄；伺服电机驱动丝杠正向转动时，滑块受到外套筒限制不能转动，沿丝杠向右运动，推动外套筒向右运动，驱动运动副运动，模拟单向液压作动筒被液压驱动向外顶出作动杆；丝杠反向转动时，滑块向左运动，拉簧拉动外套筒向左运动；具有结构简单、提高试验效率的特点。
Description
技术领域
本发明属于机械电子技术领域，具体涉及单向液压作动筒机电模拟装置。
背景技术
单向液压作动筒是一种常见的液压驱动装置，在航空领域具有广泛应用，用于驱动起落架收放装置、机翼折叠装置等运动。单向液压作动筒的工作特性是:1)当作动筒电磁阀打开时，液压力将作动杆顶出作动筒，驱动被动设备运动；2)当电磁阀闭合时，作动杆停止运动，具有抗压能力；3)当泄压阀打开时，液压力卸载，作动杆弹性缩回(如果不受外力，或外力为压力，作动杆缩回；如果外力为拉力，且大于一定阈值，则作动杆不回缩或被拉长)。
在飞机机械结构设计开发时，经常需要对其进行试验测试。如果在试验件中直接使用单向液压作动筒驱动机械结构运动，则需要配套液压泵站、液压管线和控制阀门，安装铺设及系统维护均较为繁琐，不利于试验件原型的快速开发测试。由于电机驱动方式无需配套液压泵站、管线和阀门，接线便捷可靠，易于维护，因此如能在试验测试阶段使用机电模拟装置替代单向液压作动筒，能够极大提高机械系统的测试开发效率。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供单向液压作动筒机电模拟装置，用于在飞机或其他机械系统设计试验时，替代单向液压作动筒，以降低机械系统的安装维护工作量，提高试验效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：单向液压作动筒机电模拟装置，包括有伺服电机，伺服电机的动力输出端设有电机安装板，电机安装板上下两端均通过一拉簧与外套筒固定连接；外套筒与内套筒套接连接；伺服电机的动力端与丝杠的一端相连，丝杠的另一端穿过内套筒后，穿过滑块中心的内螺纹孔，在外套筒中自由滑动；外套筒的外端通过外套筒密封端与右安装耳柄相连；电机安装板通过连接杆与设在伺服电机一侧的电机尾盖板相连；电机尾盖板外侧设有左安装耳柄。
所述的伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠相连。
所述的外套筒内设有空腔，空腔分为前部空腔和后部空腔；前部空腔上下两侧分别设有一限位槽；滑块上下两端位于限位槽内并与丝杠的外螺纹相匹配。
所述的外套筒长度是内套筒的2倍以上，前部空腔直径等于内套筒外径；外套筒可在内套筒上自由直线滑动。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明的一种单向液压作动筒机电模拟装置，其工作特性和外形尺寸与单向液压阀基本相同，从而在机械系统设计试验时，代替单向液压作动筒。由于在飞机研发阶段，在对机械运动结构加以物理验证时，本发明采用机电系统加以替代，可简化设计难度，缩短试验所需设备安装时间，降低试验成本。本发明已在某机型机械运动装置的地面原理性验证测试中得到使用。
本发明采用机电驱动方式代替液压驱动方式，无需配套液压泵站、液压管线和控制阀门，无需管线密封和防止液压油渗漏，具有结构简单，安装布线灵活，易于维护的优点，能够极大提高机械系统试验测试效率，降低试验成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明外套筒的左视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
单向液压作动筒机电模拟装置，包括有伺服电机3，伺服电机3的动力输出端设有电机安装板5，电机安装板5上下两端均通过一拉簧7与外套筒10固定连接；外套筒10与内套筒6套接连接；内套筒6一端与电机安装板5固定连接；伺服电机3的动力端与丝杠8的一端相连，丝杠8的另一端穿过内套筒6后，穿过滑块9中心的内螺纹孔，在外套筒10中自由滑动；；外套筒10的外端通过外套筒密封端11与右安装耳柄12相连；电机安装板5通过连接杆4与设在伺服电机3一侧的电机尾盖板2相连；电机尾盖板2外侧设有左安装耳柄1。
所述的外套筒10内设有空腔，空腔分为前部空腔14和后部空腔15；前部空腔上下两侧分别设有一限位槽13；滑块9上下两端位于限位槽13内并与丝杠8的外螺纹相匹配。
本发明的结构原理如图1所示：
单向液压作动筒机电模拟装置由左安装耳柄1、电机尾盖板2、伺服电机3、连接杆4、电机安装板5、内套筒6、拉簧7、丝杠8、滑块9、外套筒10、外套筒密封端11、右安装耳柄12组成。
单向液压作动筒机电模拟装置的工作原理如下：
通过左安装耳柄1和右安装耳柄12，将模拟装置固定连接在机械运动副上。运动副的最大直线运动行程，应当小于模拟装置的最大运动行程。
伺服电机3固定在电机安装板5上，电机安装板5通过连接杆4与电机尾盖板2连接并固定，电机尾盖板2与左安装耳柄1为整体。
伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杠8连接，丝杠8上安装滑块9，滑块9有内螺纹，与丝杠8螺纹相匹配，可在丝杠8上螺旋转动。
内套筒6与电机安装板5相固定连接。内套筒6中空，供丝杠8穿过。外套筒10长度是内套筒6的2倍以上，前部空腔直径等于内套筒6外径，可在内套筒6上自由直线滑动，但不能相对内套筒转动(安装到运动副后，内套筒6受到左安装耳柄1约束，外套筒10受到右安装耳柄12约束，使二者无法相对转动)。外套筒10的后部空腔15直径小于滑块9直径，但大于丝杠8直径，允许丝杠8由其中穿过。外套筒10前部空腔14对称加工一对限位槽(如图2所示)，滑块9两侧有止动销，插入限位槽中。外套筒10通过右侧由外套筒密封端11加以密封，右安装耳柄12与外套筒密封端11为一体加工。
当伺服电机3驱动丝杠8正向转动时，由于滑块9受到外套筒10限制不能转动，因此沿丝杠8向右运动，推动外套筒10向右运动，从而驱动运动副运动，以模拟单向液压作动筒被液压驱动向外顶出作动杆。当伺服电机3驱动丝杠8反向转动时，滑块9向左运动，由拉簧7拉动外套筒10向左运动。但是，如果运动副存在较大张力，超过拉簧7拉力，则外套筒10保持不动，从而模拟泄压阀打开后，液压作动杆弹性缩回的特性。
伺服电机3通常采用相对编码器，因此系统上电后，需要确认零点和最大行程。上电后，控制系统首先控制伺服电机3低速反向转动，直至滑块9与内套筒6右端面相接触，受到其约束无法继续运动，从而导致伺服电机3过载(伺服电机3通过预先设置参数，降低过载阈值以避免伺服电机3过热)。伺服电机3通过IO触点输出过载信息给控制系统，控制系统停止伺服电机3反向转动，并将当前位置记作零点。之后，控制系统控制伺服电机3正向转动，使外套筒10向右运动，直至到达运动副最大行程。由于滑块9受到外套筒10约束无法继续运动，导致伺服电机3过载。控制系统停止伺服电机3转动，并将该位置记作最大行程位置。在正常工作时，伺服电机3的运动行程应当在零位和最大行程位置之间。
Claims (4)
1.单向液压作动筒机电模拟装置，包括有伺服电机(3)，其特征在于，伺服电机(3)的动力输出端设有电机安装板(5)，电机安装板(5)上下两端均通过一拉簧(7)与外套筒(10)固定连接；外套筒(10)与内套筒(6)套接连接；伺服电机(3)的动力端与丝杠(8)的一端相连，丝杠(8)的另一端穿过内套筒(6)后，穿过滑块(9)中心的内螺纹孔，在外套筒(10)中自由滑动；外套筒(10)的外端通过外套筒密封端(11)与右安装耳柄(12)相连；电机安装板(5)通过连接杆(4)与设在伺服电机(3)一侧的电机尾盖板(2)相连；电机尾盖板(2)外侧设有左安装耳柄(1)。
2.根据权利要求1所述的单向液压作动筒机电模拟装置，其特征在于，所述的伺服电机(3)的输出轴通过联轴器与丝杠(8)相连。
3.根据权利要求1所述的单向液压作动筒机电模拟装置，其特征在于，所述的外套筒(10)内设有空腔，空腔分为前部空腔(14)和后部空腔(15)；前部空腔上下两侧分别设有一限位槽(13)；滑块(9)上下两端位于限位槽(13)内并与丝杠(8)的外螺纹相匹配。
4.根据权利要求1所述的单向液压作动筒机电模拟装置，其特征在于，所述的外套筒(10)长度是内套筒(6)的2倍以上，前部空腔直径等于内套筒(6)外径；外套筒(10)可在内套筒(6)上自由直线滑动。
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| CN104810964A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-07-29 | 西安交通大学 | 一种军用飞机挂弹车的交流伺服电动缸驱动装置 |
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