CN113062939A - 用于无人机刹车系统的电液供给装置 - Google Patents

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黄增
孙灿兴
张晓松
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Abstract

本发明涉及一种用于无人机刹车系统的电液供给装置，包括伺服电机及控制器、双向泵、液压控制单元、加压油箱，所述伺服电机连接双向泵，并驱动双向泵分别完成吸油及排油动作，所述双向泵连接液压控制单元，通过液压控制单元完成吸油及排油动作的辅助控制；所述加压油箱固定安装在液压控制单元的一侧端面，所述加压油箱内部孔道与液压控制单元贯通连接，由加压油箱对双向泵的吸油口进行补油，防止吸空。本发明采用伺服电机进行油源的压力控制，与传统给无人机刹车油缸的供油方案相比，该电液供给装置采用伺服电机与压力传感器联合进行压力闭环控制，具有响应快、控制精度及可靠性高的优点，并且结构简单紧凑，使用方便。

Description

用于无人机刹车系统的电液供给装置
技术领域
本发明涉及一种电液供给装置，尤其是一种用于无人机刹车系统的电液供给装置。
背景技术
现有无人机刹车系统一般采用伺服液压传动或全电刹车控制系统。采用伺服液压传动的无人机刹车系统由电传伺服系统、刹车液压管路系统及传感器系统组成，这种系统结构较复杂，重量及体积均较大，并且伺服阀价格昂贵，维护成本较高。
而全电刹车控制系统由刹车控制器、EMA(机电作动器)及力传感器等组成，相较于上述采用伺服液压传动的无人机刹车系统，它的系统架构更简单，可靠性更高，经济性好，并且维护成本较低，但是它也存在下述问题：高速重载下，温度过高，导致丝杠容易损坏；高低温、振动、电磁干扰等对力传感器和电机的影响较大。
因此，需要在分析上述两种系统的基础上，提出优化方案，并重点进行可靠性研究。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种用于无人机刹车系统的电液供给装置，实现对于无人机刹车系统油缸压力的精准调节。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于无人机刹车系统的电液供给装置，包括伺服电机及控制器、双向泵、液压控制单元、加压油箱，所述伺服电机连接双向泵，并驱动双向泵分别完成吸油及排油动作，所述双向泵连接液压控制单元，通过液压控制单元完成吸油及排油动作的辅助控制；所述加压油箱固定安装在液压控制单元的一侧端面，所述加压油箱内部孔道与液压控制单元贯通连接，由加压油箱对双向泵的吸油口进行补油，防止吸空。
进一步，所述液压控制单元包括溢流阀、单向阀、阻尼螺塞及阀块块体，所述溢流阀与阻尼螺塞连接形成回路，并与双向泵连接，所述单向阀安装在供油口P与加压油箱之间，用于处于供油工况时，供油口与加压油箱之间通过单向阀单向隔绝。
进一步，所述阻尼螺塞的阻尼孔径与伺服电机转速以及无人机刹车系统所需压力值相匹配。
进一步，所述伺服电机与双向泵通过联轴器进行固定连接，所述联轴器及双向泵均安装在液压控制单元的内部。
进一步，所述液压控制单元上装有压力检测附件，所述压力检测附件包括压力传感器及测压接头，所述压力传感器与液压控制单元的输出压力形成闭环控制。
进一步，所述测压接头包括测压接头MP和测压接头MT，其中，所述测压接头MP用于测出出油口P的压力值，所述测压接头MT用于测出加压油箱的压力值。
进一步，所述伺服电机为交流伺服电机或直流伺服电机。
本发明的有益效果是：
1.该电液供给装置采用伺服电机进行电气—机械—液压转换，与现有基于伺服液压传动的刹车控制系统相比，该装置结构简单，性价比高，故障率小；
2.该电液供给装置与现有全电刹车系统相比，全电刹车系统中的EMA(机电作动器)采用丝杠传动，丝杠传动采用点接触或线接触，而该方案中的电液供给装置(电液作动器)与油缸相连，将压力油面接触传递力，装置的功率密度大，可靠性更高。
附图说明
图1是本发明的实施例中的一种用于无人机刹车系统的电液供给装置的组成图；
图2是图1所阐述装置的外形图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面对本发明进行更详细全面的说明，附图给出了本发明的一种实施案例。本发明可以以不同形式来实现，并不局限于本实施案例。
如图1及图2所示，本发明的一种用于无人机刹车系统的电液供给装置，包括伺服电机1、联轴器2、双向泵3、阀块块体4、单向阀5、测压接头6、加压油箱7、阻尼螺塞8、压力传感器9、溢流阀10。
伺服电机1与双向泵3通过联轴器2进行固定连接，该联轴器2及双向泵3均安装在液压控制单元的内部，加压油箱7固定安装在液压控制单元的一侧端面，加压油箱7内部孔道与液压控制单元贯通连接。该电液供给装置的出油口P设置在液压控制单元上。
该液压控制单元主要包括溢流阀10、单向阀5、阻尼螺塞8及阀块块体4，溢流阀10与阻尼螺塞8连接形成回路，并与双向泵3连接，该溢流阀10用于该装置给无人机刹车系统供油时的安全保护，单向阀5安装在供油口P与加压油箱7之间，用于处于供油工况时，供油口P与加压油箱7之间通过单向阀5单向隔绝。只允许当伺服电机1反转，该装置处于排油工况时，供油口P作为双向泵3的吸油口，加压油箱7向该油口进行补油。
该液压控制单元上还装有压力检测附件，压力检测附件包括压力传感器9及测压接头6(包括MP及MT)，压力传感器9与出油口P的输出压力形成闭环控制，测压接头MP测出的是出油口P的压力值，测压接头MT测出的是加压油箱7的压力值，一般在调试前对该油箱进行充压，保证该压力值不低于2bar。
当伺服电机1正转时，双向泵3给无人机刹车系统油缸的无杆腔进行供油，加压油箱为双向泵3吸油口补油，出油口P与加压油箱7之间装有单向阀5，此时不允许向加压油箱7进行充油。
当伺服电机1的转速增大时，双向泵3输出流量同时增大，液压半桥中阻尼螺塞8节流孔口前的压力P也会增大，伺服电机1的输出扭矩也会同时增大，可以完成出油口P在溢流阀10设定值范围内的调压。
当伺服电机1反转时，双向泵3给无人机刹车油缸的无杆腔进行排油，此时排油口P为双向泵3的吸油口，此时允许加压油箱7对其进行补油，同时双向泵3的另一侧油口为出油口，向加压油箱7进行充油。
本发明的结构设计属于典型的机电液集成机构，通过伺服电机及及双向泵的传动机构，并通过半桥油路给无人机刹车系统油缸提供压力，该装置中含压力传感器，与上述输出的压力形成闭环控制回路，最终实现采用伺服电机对无人机刹车系统油缸控制腔的直接精准控制。
本发明中的伺服电机可以是交流伺服电机或直流伺服电机。
以上实施案例仅说明了本发明的几种实施例，不能理解为对本发明专利的限制，在此实施案例基础上，本发明的电液供给装置还可做一定的改进，因此，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于无人机刹车系统的电液供给装置，包括伺服电机及控制器、双向泵、液压控制单元、加压油箱，其特征在于：所述伺服电机连接双向泵，并驱动双向泵分别完成吸油及排油动作，所述双向泵连接液压控制单元，通过液压控制单元完成吸油及排油动作的辅助控制；所述加压油箱固定安装在液压控制单元的一侧端面，所述加压油箱内部孔道与液压控制单元贯通连接，由加压油箱对双向泵的吸油口进行补油，防止吸空。
2.根据权利要求1所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述液压控制单元包括溢流阀、单向阀、阻尼螺塞及阀块块体，所述溢流阀与阻尼螺塞连接形成回路，并与双向泵连接，所述单向阀安装在供油口P与加压油箱之间，用于处于供油工况时，供油口与加压油箱之间通过单向阀单向隔绝。
3.根据权利要求2所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述阻尼螺塞的阻尼孔径与伺服电机转速以及无人机刹车系统所需压力值相匹配。
4.根据权利要求1所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述伺服电机与双向泵通过联轴器进行固定连接，所述联轴器及双向泵均安装在液压控制单元的内部。
5.根据权利要求1所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述液压控制单元上装有压力检测附件，所述压力检测附件包括压力传感器及测压接头，所述压力传感器与液压控制单元的输出压力形成闭环控制。
6.根据权利要求5所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述测压接头包括测压接头MP和测压接头MT，其中，所述测压接头MP用于测出出油口P的压力值，所述测压接头MT用于测出加压油箱的压力值。
7.根据权利要求1所述的用于无人机刹车系统的电液供给装置，其特征在于：所述伺服电机为交流伺服电机或直流伺服电机。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115853931A (zh) * 2023-03-03 2023-03-28 太原矿机电气股份有限公司 一种限速值可调的限速制动控制系统

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