CN211314714U - 一种机电双控式液压作动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机电双控式液压作动器，包括作动筒、本体、连杆机构、电液伺服阀、电磁换向阀和反馈杆，作动筒通过螺栓固定在本体的上部，本体的底部一侧内嵌有位移传感器，位移传感器与活塞杆信号连接，本体的底部另一侧安装有旋转阀，作动筒的内部设有活塞杆，活塞杆嵌套在作动筒的内部，并沿着作动筒的中心轴线滑动连接，构成作动筒的两个液压油腔；活塞杆的顶部两侧分别与反馈杆固定连接，反馈杆的底部外侧与连杆机构铰接，连杆机构一部分嵌套在本体内并与旋转阀转动连接。本实用新型公开的作动器集成了机械和电机两套独立的控制执行机构，既保留了原有系统的机械工作模式，又增加了电控工作模式，两者操作方式实现了无缝对接。

Description

一种机电双控式液压作动器

技术领域

本实用新型涉及直升机液压装置技术领域，尤其涉及一种机电双控式液压作动器。

背景技术

机电作动器是一种机电一体化装置，将伺服控制器/驱动器的输出指令信号转变为速度、位移、载荷等机械量，以实现对控制对象速度驱动、位移驱动和载荷驱动的目的。机电作动器在武器随动系统、电动折叠系统、电动绞车系统、舵机控制系统、电动收放系统及智能机器人中已广泛应用。

现在最常见的直升机液压作动器是机械式的，利用机械操纵杆系来控制作动器，机械杆系的结构复杂，还会增加额外的重量，且控制精度较低。采用多余度电磁伺服阀驱动的直升机液压作动器能够有效简化结构，减小重量，提升控制精度，但电信号在传递过程在易受电磁脉冲和雷电的干扰，目前这方面的技术还不够完善，多余度电液伺服阀可靠性仍需提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机电双控式液压作动器，以解决上述背景技术中遇到的问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种机电双控式液压作动器，包括作动筒、本体、连杆机构、电液伺服阀、电磁换向阀和反馈杆，所述作动筒和本体的内部均为中空结构，且作动筒通过螺栓固定在本体的上部，所述本体的底部一侧内嵌有位移传感器，所述位移传感器与活塞杆信号连接，所述本体的底部另一侧安装有旋转阀；所述作动筒的内部中心轴线方向设有活塞杆，所述活塞杆嵌套在作动筒的内部，并沿着作动筒的中心轴线滑动连接，构成作动筒的两个液压油腔；所述活塞杆的顶部两侧分别与反馈杆固定连接，所述反馈杆的底部外侧与连杆机构铰接，所述连杆机构一部分嵌套在本体内并与旋转阀转动连接，另一部分伸出本体外并与反馈杆和手动摇柄位移信号的输出端连接；所述电液伺服阀通过螺钉固定在作动筒侧面，所述电磁换向阀通过螺纹连接固定在作动筒的顶部，所述电液伺服阀和电磁换向阀连接所述本体外的控制器，所述电磁换向阀通过液压油路与旋转阀连接，并通向作动筒的两个液压油腔。

上述方案中，所述电磁换向阀为两位六通电磁换向阀，所述电磁换向阀用于旋转阀与电液伺服阀控制端口的切换。

上述方案中，所述电液伺服阀为多余度电液伺服阀，所述电液伺服阀采用三冗余结构。

上述方案中，所述位移传感器为三冗余位移传感器，用于反馈活塞杆的位移，并与电液伺服阀外部的控制器中输入信号形成比较从而形成闭环。

上述方案中，所述电液伺服阀通过液压油路与电磁换向阀连接。

上述方案中，所述旋转阀设有两个，且均与所述作动筒并联，两个所述旋转阀组成双冗余结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本发明公开的一种机电双控式作动器集成了机械和电机两套独立的控制执行机构，既保留了原有系统的机械工作模式，又增加了电控工作模式，两者操作方式实现了无缝对接。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型侧视结构示意图。

图中标号：1-作动筒；2-本体；3-位移传感器；4-活塞杆；5-旋转阀；6-连杆机构；7-电液伺服阀；8-电磁换向阀；9-反馈杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一种机电双控式液压作动器，包括作动筒1、本体2、连杆机构6、电液伺服阀7、电磁换向阀8和反馈杆9，作动筒1和本体2的内部均为中空结构，且作动筒1通过螺栓紧固在本体2的上部，本体2的底部一侧内嵌有位移传感器3，在实施时，位移传感器3的型号可采用ZLDS101型，位移传感器3与活塞杆4信号连接。本体2的底部另一侧安装有旋转阀5。作动筒1的内部中心轴线方向设有活塞杆4，作动筒1筒状部分的中心轴线和活塞杆4的中心轴线重合，活塞杆4嵌套在作动筒1的内部，并沿着作动筒1的中心轴线滑动连接，构成作动筒1的两个液压油腔。

活塞杆4的顶部两侧分别与反馈杆9固定连接，反馈杆9的底部外侧与连杆机构6铰接，连杆机构6一部分嵌套在本体2内并与旋转阀5转动连接，另一部分伸出本体2外并与反馈杆9和手动摇柄位移信号的输出端连接。电液伺服阀7通过螺钉固定在作动筒1侧面，所述电磁换向阀8通过螺纹连接固定在作动筒1的顶部，电磁换向阀8可采用DNDYS-XN型，电液伺服阀7通过液压油路与电磁换向阀8连接。电液伺服阀7和电磁换向阀8连接本体2外的控制器。该控制器属于机上控制系统，主要负责接收直升机的控制指令，据其计算出控制量，控制量经过驱动放大作用于作动器动作，来响应直升机的控制要求，并传送相关数据给直升机，实现作动器的闭环控制。电磁换向阀8通过液压油路与旋转阀5连接，并通向作动筒1的两个液压油腔。

作为一种优选的方案，电磁换向阀8为两位六通电磁换向阀，电磁换向阀8用于旋转阀5与电液伺服阀7控制端口的切换，实现机械控制和电气控制的切换这两种状态的控制方式。

作为一种优选的方案，电液伺服阀7为多余度电液伺服阀，多余度电液伺服阀是电液伺服阀系统关键控制元件，将电液伺服阀7采用三冗余结构，具有提高多余度电液伺服阀的可靠性。电气控制部分包括控制器、电液伺服阀7、位移传感器3，机械控制部分包括连杆机构6、旋转阀5、反馈杆9。将电液伺服阀7采用三冗余结构，是为了提高电液伺服阀7的容错性和可靠性。伺服阀三冗余结构是指：三个力矩马达同时驱动伺服阀阀芯，即使其中一个或两个力矩马达坏掉，依然可确保伺服阀整体处于可工作状态。

作为一种优选的方案，位移传感器3为三冗余位移传感器，用于反馈活塞杆4的位移，并与电液伺服阀7外部的控制器中输入信号形成比较从而形成闭环。

作为一种优选的方案，旋转阀5设有两个，且均与作动筒1并联，两个旋转阀5组成双冗余结构，因此作动筒1由两个旋转阀5并联控制状态，两个旋转阀5并联控制且功能相同，并且由连杆机构6控制。另一方面作动器也可以由电液伺服阀7控制，这样即可机械控制操作也可通过多冗余电液伺服阀控制作动器运动。因此，作动器分别由手动摇柄、连杆机构6、旋转阀5和控制器、电液伺服阀7两种方式控制。由手动摇柄控制连杆机构6带动旋转阀5实现作动器的机械控制方式，由控制器输入信号控制电液伺服阀7产生位移实现作动器的电气控制方式。

在实施时，上述作动器系统默认状态为机械控制方式，即断电模式下为机械模式，断电条件下，旋转阀5控制油路与作动筒两腔相通，通过机械控制方式操纵连杆机构6使旋转阀5转动，通过旋转阀5控制液压油流入作动筒1两腔的流量和流速控制活塞杆4的位移和速度。

当采用电控方式，电磁换向阀8切换工作位，旋转阀5控制口关闭，多余度电液伺服阀7控制口与作动筒1两腔相通，当输入位置控制信号给控制器时，控制器根据输入位置信号和位移传感器3的信号比较给多余度电液伺服阀7输入电流从而达到快速响应精确控制需要的位置，通过反馈杆9带动连杆机构6反向运动，保持连杆机构6的位移信息，当再次切换到机械控制时依然可以获得连杆机构6的位移信息，形成闭环控制，实现机械控制和电控方式的无缝对接。

本专利中电液伺服阀7是三冗余结构，即三个力矩马达同时驱动电液伺服阀阀芯，即使其中一个或两个力矩马达坏掉，依然可确保电液伺服阀整体处于可工作状态，因此大大提高工作效率和可靠性，适应多种复杂工况。本专利中位移传感器3采用三冗余滑动变阻器式位移传感器，可大大提高电液伺服系统的可靠性。本专利中旋转阀5采用双冗余对称结构旋转阀，可使系统保留机械操作方式，同时保证较高的控制性、通用性和继承性。

本实用新型公开的一种机电双控式作动器集成了机械和电机两套独立的控制执行机构，既保留了原有系统的机械工作模式，又增加了电控工作模式，两者操作方式实现了无缝对接。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，并不用于限定本实用新型保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机电双控式液压作动器，其特征在于：包括作动筒(1)、本体(2)、连杆机构(6)、电液伺服阀(7)、电磁换向阀(8)和反馈杆(9)，所述作动筒(1)和本体(2)的内部均为中空结构，且作动筒(1)通过螺栓固定在本体(2)的上部，所述本体(2)的底部一侧内嵌有位移传感器(3)，所述位移传感器(3)与活塞杆(4)信号连接，所述本体(2)的底部另一侧安装有旋转阀(5)；所述作动筒(1)的内部中心轴线方向设有活塞杆(4)，所述活塞杆(4)嵌套在作动筒(1)的内部，并沿着作动筒(1)的中心轴线滑动连接，构成作动筒(1)的两个液压油腔；所述活塞杆(4)的顶部两侧分别与反馈杆(9)固定连接，所述反馈杆(9)的底部外侧与连杆机构(6)铰接，所述连杆机构(6)一部分嵌套在本体(2)内并与旋转阀(5)转动连接，另一部分伸出本体(2)外并与反馈杆(9)和手动摇柄位移信号的输出端连接；所述电液伺服阀(7)通过螺钉固定在作动筒(1)侧面，所述电磁换向阀(8)通过螺纹连接固定在作动筒(1)的顶部，所述电液伺服阀(7)和电磁换向阀(8)连接所述本体(2)外的控制器，所述电磁换向阀(8)通过液压油路与旋转阀(5)连接，并通向作动筒(1)的两个液压油腔。

2.根据权利要求1所述的一种机电双控式液压作动器，其特征在于：所述电磁换向阀(8)为两位六通电磁换向阀，所述电磁换向阀(8)用于旋转阀(5)与电液伺服阀(7)控制端口的切换。

3.根据权利要求1所述的一种机电双控式液压作动器，其特征在于：所述电液伺服阀(7)为多余度电液伺服阀，所述电液伺服阀(7)采用三冗余结构。

4.根据权利要求1所述的一种机电双控式液压作动器，其特征在于：所述位移传感器(3)为三冗余位移传感器，用于反馈活塞杆(4)的位移，并与电液伺服阀(7)外部的控制器中输入信号形成比较从而形成闭环。

5.根据权利要求1所述的一种机电双控式液压作动器，其特征在于：所述电液伺服阀(7)通过液压油路与电磁换向阀(8)连接。

6.根据权利要求1所述的一种机电双控式液压作动器，其特征在于：所述旋转阀(5)设有两个，且均与所述作动筒(1)并联，两个所述旋转阀(5)组成双冗余结构。

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