CN207297484U - 一种集成式智能液压能源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种为液压系统提供液压压力，并将液压系统模拟信号和状态信号上传给飞机计算机的集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器、电机控制器、无刷直流电机、液压泵、液压油箱、单向阀、安全阀、供压油滤、回油油滤、压力传感器、蓄压器、温度压力传感器、安全排气活门和位移传感器，所述系统控制器与电机控制器、无刷直流电机、液压泵、液压油箱、单向阀、安全阀、供压油滤、回油油滤、压力传感器、蓄压器、温度压力传感器、安全排气活门和位移传感器信号相连。

Description

一种集成式智能液压能源装置

技术领域

本实用新型涉及一种为液压系统提供液压压力，并将液压系统模拟信号和状态信号上传给飞机计算机的集成式智能液压能源装置。

背景技术

液压系统具有运行平稳，稳定性高，响应快、功率体积比和力矩惯性比大等优良特性。液压技术在飞机上得到广泛应用，随着液压技术本身以及电气传动、电子和自动控制等相关领域的发展，航空液压技术也在发生着变革。为了满足现代飞机对体积、重量、操纵品质以及机动性能等要求，国内外液压传动和控制领域的专家、学者和研究机构一直致力于提高液压系统能量利用率、传动效率、故障率和机电一体化等方面的研究工作。液压能源装置直接向液压系统提供液压压力，堪称液压系统的“心脏”，是液压系统的核心部件之一，也是当前液压系统研究的重点之一。中小型无人机上上离散式传统的液压能源系统主要由单独的无刷直流电机、液压泵、液压油箱、单向阀安全阀、供压油滤、回油油滤、蓄压器、安全排气活门以及各种传感器等组成。传统的离散式液压能源系统一般由10多个成品组成，具有系统复杂、故障率高、状态监控难和重量大等缺点，上述缺点严重限制了液压技术在飞机上的进一步应用与发展在这种情况下研制一种集成式智能液压能源装置势在必行，这种装置采用将离散式传统液压能源系统主要成品集成设计，解决了液压能源系统系统复杂、故障率高、状态监控难和重量大等缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于将传统液压能源的主要成品采用机电一体化集成设计，并将液压能源系统模拟信号和状态信号判定后上传飞机计算机。既减少了飞机液压系统管路、电缆、成品安装支架和飞机的重量，又对液压能源系统实施数据和状态监控，同时还降低了传统液压能源系统由于成品和管路多，导致液压系统故障率高的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器、电机控制器、无刷直流电机、液压泵、液压油箱、单向阀、安全阀、供压油滤、回油油滤、压力传感器、蓄压器、温度压力传感器、安全排气活门和位移传感器，所述系统控制器与电机控制器、无刷直流电机、液压泵、液压油箱、单向阀、安全阀、供压油滤、回油油滤、压力传感器、蓄压器、温度压力传感器、安全排气活门和位移传感器信号相连，所述电机控制器设置在无刷直流电机上，所述无刷直流电机与液压泵相连，所述液压泵与供压油滤相连，所述供压油滤与蓄压器相连接，所述蓄压器上设置有压力传感器，所述液压油箱上设置有温度压力传感器、安全排气活门和位移传感器，所述液压油箱与液压泵相连，所述液压油箱与回油油滤相连，所述回油油滤上设置有安全阀。

所述系统控制器同时还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。

所述供压油滤和回油油滤上设置有报警器。

所述集成式智能液压能源装置的电源为28V直流电源。

所述液压油箱采取弹簧压缩力为液压泵吸油提供增压压力。

所述供压油滤和回油油滤的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型相比于现有技术具有如下积极效果：相对于传统液压能源系统，集成式智能液压能源装置将传统液压能源系统的主要成品采用机电一体化集成设计，并将液压能源系统模拟信号和状态信号判定后上传飞机计算机。既减少了飞机液压系统管路、电缆、成品安装支架和飞机的重量，又对液压能源系统实施数据和状态监控，同时还降低了传统液压能源系统由于成品和管路多，导致液压系统故障率高的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记

1.系统控制器、2.电机控制器、3.无刷直流电机、4.液压泵、5.液压油箱、6.单向阀、7.安全阀、8.供压油滤、9.回油油滤、10.压力传感器、11.蓄压器、12.温度压力传感器、13.安全排气活门、14.位移传感器。

具体实施方式：

实施例1：

一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器1、电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述系统控制器1与电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14信号相连，所述电机控制器2设置在无刷直流电机3上，所述无刷直流电机3与液压泵4相连，所述液压泵4与供压油滤8相连，所述供压油滤8与蓄压器11相连接，所述蓄压器11上设置有压力传感器10，所述液压油箱5上设置有温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述液压油箱5与液压泵4相连，所述液压油箱5与回油油滤9相连，所述回油油滤9上设置有安全阀7。

系统控制器1除了给供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11上的充气压力传感器、温度压力传感器12和位移传感器14供电外。还将供压油滤和回油油滤报警信号、压力传感器压力信号，蓄压器充气压力、温度压力传感器的温度压力信号、位移传感器的液压油箱油位信号判定后上传给飞机计算机。

系统控制器同时1还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机，飞机计算机判定液压能源装置能否正常工作。

电机控制器2接收飞机计算机控制指令，控制无刷直流电机3启动。通过PWM波软启动方式降低无刷直流电机3的瞬间启动电流，从而满足电气供电设备要求。

液压油箱5采取弹簧压缩力为液压泵4吸油提供增压压力，防止液压泵吸油时产生气穴现象，从而损坏液压泵高速旋转的摩擦副，最终导致液压泵使用寿命缩短，无法满足外场使用要求。在液压油箱上设置了温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14。温度压力传感器12将液压油温度和液压油箱增压压力通过系统控制器1判定后上传飞机计算机；液压油箱5上的安全排气活门13设置了一定的打开压力，当液压油箱5内的增压压力超过设计值后，安全活门自动打开排出液压油箱内多余的油气混合物，保证了液压油箱壳体结构安全；位移传感器14将液压油箱油位信号通过系统控制器1判定后上传给飞机计算机。

安全阀7的主要功能是当液压系统压力超过设计值时，安全阀自动打开，卸掉液压系统多余液压压力；当液压系统压力低于设计值时，安全阀自动关闭，保证液压系统压力正常。

供压油滤8和回油油滤9的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。当回油压力升高到旁通阀打开设计值时之后，回油油滤上的旁通阀自动打开，保证液压系统回油畅通，同时液压油滤上的污染指示器告警。供压油滤8和回油油滤9污染指示告警或正常信号通过系统控制器1传给飞机计算机，方便地勤维护人员的使用维护。

蓄压器11的主要功能是瞬时补充液压系统压力，保证液压系统动态响应品质，在蓄压器上设置充气压力传感器，便于观察蓄压器充气压力是否满足设计要求，方便地勤使用维护。

实施例2：

一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器1、电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述系统控制器1与电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14信号相连，所述电机控制器2设置在无刷直流电机3上，所述无刷直流电机3与液压泵4相连，所述液压泵4与供压油滤8相连，所述供压油滤8与蓄压器11相连接，所述蓄压器11上设置有压力传感器10，所述液压油箱5上设置有温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述液压油箱5与液压泵4相连，所述液压油箱5与回油油滤9相连，所述回油油滤9上设置有安全阀7。

所述系统控制器同时1还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。

所述供压油滤8和回油油滤9上设置有报警器。

所述集成式智能液压能源装置的电源为28V直流电源。

所述液压油箱5采取弹簧压缩力为液压泵吸油提供增压压力。

所述供压油滤8和回油油滤9的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。

实施例3：

一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器1、电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述系统控制器1与电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14信号相连，所述电机控制器2设置在无刷直流电机3上，所述无刷直流电机3与液压泵4相连，所述液压泵4与供压油滤8相连，所述供压油滤8与蓄压器11相连接，所述蓄压器11上设置有压力传感器10，所述液压油箱5上设置有温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述液压油箱5与液压泵4相连，所述液压油箱5与回油油滤9相连，所述回油油滤9上设置有安全阀7。

实施例4：

一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器1、电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述系统控制器1与电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14信号相连，所述电机控制器2设置在无刷直流电机3上，所述无刷直流电机3与液压泵4相连，所述液压泵4与供压油滤8相连，所述供压油滤8与蓄压器11相连接，所述蓄压器11上设置有压力传感器10，所述液压油箱5上设置有温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述液压油箱5与液压泵4相连，所述液压油箱5与回油油滤9相连，所述回油油滤9上设置有安全阀7。

所述系统控制器同时1还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。

所述供压油滤8和回油油滤9上设置有报警器。

所述集成式智能液压能源装置的电源为28V直流电源。

实施例5：

一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器1、电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述系统控制器1与电机控制器2、无刷直流电机3、液压泵4、液压油箱5、单向阀6、安全阀7、供压油滤8、回油油滤9、压力传感器10、蓄压器11、温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14信号相连，所述电机控制器2设置在无刷直流电机3上，所述无刷直流电机3与液压泵4相连，所述液压泵4与供压油滤8相连，所述供压油滤8与蓄压器11相连接，所述蓄压器11上设置有压力传感器10，所述液压油箱5上设置有温度压力传感器12、安全排气活门13和位移传感器14，所述液压油箱5与液压泵4相连，所述液压油箱5与回油油滤9相连，所述回油油滤9上设置有安全阀7。

所述系统控制器同时1还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。

所述供压油滤8和回油油滤9上设置有报警器。

所述集成式智能液压能源装置的电源为28V直流电源。

所述液压油箱5采取弹簧压缩力为液压泵吸油提供增压压力。

所述供压油滤8和回油油滤9的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。

工作原理：

飞机计算机给系统控制器上电，启动系统控制器BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。系统控制器自检正常后，所述自检包括集成在液压能源装置内部各种传感器、油滤报警器的供电和系统控制器电路的检查，集成式智能液压能源装置接受飞机计算机控制指令，启动集成式智能液压能源装置工作，并将油滤报警信号、液压压力信号，温度压力信号、液压油箱油位信号判定后上传给飞机计算机，飞机计算机通过BIT自检结果来判定液压能源装置是否正常工作。

在优选方案中所述系统控制器除了给集成在智能液压能源装置用电设备在供电外，还将供压油滤和回油油滤发出的告警信号、液压压力信号，温度压力信号、蓄压器充气压力信号、液压油箱油位信号判定后上传给飞机计算机，同时系统控制器还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机，飞机计算机通过BIT自检结果来判定液压能源装置是否正常工作。

所述电机控制器接收飞机计算机控制指令，控制无刷直流电机启动，同时通过无级调速柔性启动方式，降低无刷直流电机的瞬间启动电流，从而满足电气供电设备要求。

所述电机控制器接收飞机计算机控制指令，采用无级调速柔性启动方式，将电机转速和电压作为无级调速的控制目标，成功实现了对电机转速和电压的精确控制控制，大量降低无刷直流电机的瞬间启动电流，彻底解决电机瞬间启动电流严重超高的技术难题，降低了对全机电网的冲击和破坏。

所述液压油箱采取弹簧压缩力为液压泵吸油提供增压压力，防止液压泵吸油时产生气穴现象，所述气穴现象是指吸油口内部局部产生真空，从而损坏液压泵高速旋转的摩擦副，最终导致液压泵使用寿命缩短，无法满足外场使用要求。温度压力传感器将液压油温度和液压油增压压力通过系统控制器判定后上传飞机计算机，减少了飞机计算机数据采集量；液压油箱上的安全排气活门设置了一定的打开压力，当液压油箱内的增压压力超过此设计值后，安全活门自动打开排出液压油箱内多余的油气混合物，保证了液压油箱壳体结构的安全；位移传感器将液压油箱油位通过系统控制器判定后上传给飞机计算机，不再需要地勤维护人员每个起落都打开飞机维护口盖去观察液压油箱的油位，减少了地勤人员对液压系统维护工作量。

所述安全阀主要功能是当液压系统压力超过设计值时，安全阀自动打开，卸掉液压系统多余液压压力、当液压系统压力低于设计值时，安全阀自动关闭，从而保证液压系统压力正常。

所述供压油滤和回油油滤的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。同时供压油滤和回油油滤的污染指示告警/正常信号通过系统控制器判定后上传给飞机计算机，不再需要地勤维护人员每个起落都打开飞机维护口盖观察供压油滤和回油油滤机械污染指示器是否跳帽，减少了地勤人员对液压系统维护工作量。

所述蓄压器主要功能是瞬时补充液压系统压力，保证液压系统动态响应品质，在蓄压器上设置充气压力传感器，便于观察蓄压器充气压力。

上述的集成式智能液压能源装置安装在飞机液压附件舱内。

Claims (6)

1.一种集成式智能液压能源装置，其特征在于包括：系统控制器（1）、电机控制器（2）、无刷直流电机（3）、液压泵（4）、液压油箱（5）、单向阀（6）、安全阀（7）、供压油滤（8）、回油油滤（9）、压力传感器（10）、蓄压器（11）、温度压力传感器（12）、安全排气活门（13）和位移传感器（14），所述系统控制器（1）与电机控制器（2）、无刷直流电机（3）、液压泵（4）、液压油箱（5）、单向阀（6）、安全阀（7）、供压油滤（8）、回油油滤（9）、压力传感器（10）、蓄压器（11）、温度压力传感器（12）、安全排气活门（13）和位移传感器（14）信号相连，所述电机控制器（2）设置在无刷直流电机（3）上，所述无刷直流电机（3）与液压泵（4）相连，所述液压泵（4）与供压油滤（8）相连，所述供压油滤（8）与蓄压器（11）相连接，所述蓄压器（11）上设置有压力传感器（10），所述液压油箱（5）上设置有温度压力传感器（12）、安全排气活门（13）和位移传感器（14），所述液压油箱（5）与液压泵（4）相连，所述液压油箱（5）与回油油滤（9）相连，所述回油油滤（9）上设置有安全阀（7）。

2.根据权利要求1所述一种集成式智能液压能源装置，其特征在于：所述系统控制器同时（1）还具有BIT自检功能，并将BIT自检结果上传给飞机计算机。

3.根据权利要求1所述一种集成式智能液压能源装置，其特征在于：所述供压油滤（8）和回油油滤（9）上设置有报警器。

4.根据权利要求1所述一种集成式智能液压能源装置，其特征在于：所述集成式智能液压能源装置的电源为28V直流电源。

5.根据权利要求1所述一种集成式智能液压能源装置，其特征在于：所述液压油箱（5）采取弹簧压缩力为液压泵吸油提供增压压力。

6.根据权利要求1所述一种集成式智能液压能源装置，其特征在于：所述供压油滤（8）和回油油滤（9）的主要功能是过滤液压系统污染物，保证液压系统清洁度。