负载敏感的电动静液作动器制造技术

本发明专利技术涉及一种负载敏感的电动静液作动器，包括变排量液压泵、对称液压缸、反馈模块、压力随动伺服阀和执行机构。对称液压缸包括对称柱塞和由柱塞隔离开的第一缸和第二缸。变排量液压泵包括进油口和出油口。反馈模块的输出端输出第一输入端、第二输入端中压强较大一端的压强并输出至执行机构。压力随动伺服阀连接在反馈模块的输出端与执行机构输入端之间，用于降低输入到执行机构输入端的瞬时流量。执行机构用于接收反馈模块的输出并生成改变变排量液压泵输出排量的信号。采用本发明专利技术的负载敏感的电动静液作动器，可通过控制压力随动伺服阀的输出压力来定量调节变排量液压泵的输出流量，进而降低整个系统的散热和功耗。

【技术实现步骤摘要】
负载敏感的电动静液作动器
本专利技术涉及电动静液作动器领域，特别是一种负载敏感的电动静液作动器。
技术介绍
EHA(电动静液作动器，Electro-HydrostaticActuator)是一种高度集成的局部液压作动器，是多电飞机中功率电传作动系统的执行机构。EHA与传统的液压作动系统相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，是当前研究的热点。通过采用负载敏感的方式，可以减少能量损失，降低电机的发热。目前，国际上飞机的功率电传作动系统应用比较多的是定排量变转速型电动静液作动器，其优点是结构简单、重量较轻。但是，由于高度的集成化设计，导致系统散热比较困难；在大负载下，电机效率较低，电流较大，发热严重，致使EHA无法长时间工作。目前的解决方案，一是系统设计之初，考虑系统的散热问题；二是利用变排量泵，通过改变泵的排量来改变系统的传动比，从而改善电机的功率匹配状况，减小系统的发热量。而变量泵的变量执行机构大多采用伺服阀控制液压缸来驱动泵的变量机构实现变排量，或者采用机电作动器(EMA)驱动泵的变量机构实现变排量；这两种方式结构复杂，增加了系统故障率。由于负载敏感控制系统的功率损耗较低，效率远高于常规液压系统；高效率、功率损失小意味着燃料的节省以及液压系统较低的发热量；因而也有研究机构将负载敏感方式引入EHA中。但是现有的负载敏感型EHA大多采用伺服阀进行换向与控制，而伺服阀在工作的过程中将产生大量热量，不利于减小系统的发热。所以为了减小系统的发热、减少能量损失，本专利技术提出了一种新型的负载敏感EHA节能装置。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。本专利技术的一个主要目的在于提供一种负载敏感的电动静液作动器，其可以降低整个系统的散热，进而降低整个系统的功耗。根据本专利技术的一方面，一种负载敏感的电动静液作动器，包括变排量液压泵、对称液压缸、反馈模块、压力随动伺服阀和执行机构；所述对称液压缸包括对称柱塞和由所述柱塞隔离开的第一缸和第二缸；所述变排量液压泵包括进油口和出油口，且所述进油口和出油口分别与所述第一缸和第二缸连接；所述反馈模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述第一缸和第二缸连接，所述输出端用于输出所述第一输入端、第二输入端二者中压强较大一端的压强并输出至所述执行机构；所述压力随动伺服阀连接在所述反馈模块的输出端与所述执行机构输入端之间，用于降低输入到所述执行机构输入端的瞬时流量；所述执行机构的输入端与所述反馈模块的输出端相连，所述执行机构的输出端与所述变排量液压泵相连，所述执行机构用于接收所述反馈模块的输出并生成改变所述变排量液压泵输出排量的信号。采用本专利技术的负载敏感的电动静液作动器，可通过控制压力随动伺服阀的输出液压来定量调节变排量液压泵的输出流量，进而降低整个系统的散热和功耗。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1为本专利技术的负载敏感的电动静液作动器的一种实施方式的结构图；图2为图1中的压力随动伺服阀的一种实施方式的结构图；图3为图2的压力随动伺服阀阀芯位于右位时的示意图；图4为图2的压力随动伺服阀阀芯位于左位时的示意图；图5为当调速电机沿第一方向旋转时，图1的负载敏感的电动静液作动器中的液体流向示意图；图6为当调速电机沿与第一方向相反的第二方向旋转时，图1的负载敏感的电动静液作动器中的液体流向示意图。具体实施方式下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。参见图1所示，为本专利技术的负载敏感的电动静液作动器的一种实施方式的结构图。在本实施方式中，负载敏感的电动静液作动器包括变排量液压泵2、对称液压缸5、反馈模块4、压力随动伺服阀3和执行机构7。其中，对称液压缸5包括对称柱塞和由柱塞隔离开的第一缸和第二缸。第一缸和第二缸其中一缸的柱塞上接有负载8，由柱塞带动负载8运动。变排量液压泵2包括进油口和出油口，且进油口和出油口分别与第一缸和第二缸连接。在一种实施方式中，变排量液压泵2的进油口和出油口可以根据实际情况互换。反馈模块4包括第一输入端、第二输入端和输出端。第一输入端和第二输入端分别与第一缸和第二缸连接，输出端用于输出第一输入端、第二输入端二者中压强较大一端的压强并输出至执行机构。也即是说，反馈模块4的第一输入端与第一缸的压强相等，第二输入端与第二缸的压强相等。压力随动伺服阀3连接在反馈模块4的输出端与执行机构6的输入端之间，用于降低输入到执行机构6输入端的瞬时流量。执行机构6的输入端与压力随动伺服阀3的输出端相连，执行机构6的输出端与变排量液压泵2相连。执行机构6用于接收反馈模块4的输出并生成改变变排量液压泵输出排量的信号。在一种实施方式中，反馈模块4可以为梭阀。梭阀的结构特性决定了其可将二输入口中压强较大口的输入连接至其输出端输出。此外，由于梭阀在工作时无换向机构，仅根据二输入口的压强来决定输出的压强，其发热少，工作效率高。在一种实施方式中，执行机构6可以是单作用液压缸。单作用液压缸包括缸体、非对称柱塞及位于缸体内的弹簧。非对称柱塞包括相互垂直的第一柱部和第一塞部。第一塞部与缸体的内壁配合形成一包含开口的第一腔体，开口连接至压力随动伺服阀的出口。弹簧设置于单作用液压缸的包含第一柱部的第二腔体内，弹簧的弹力方向与第一柱部的轴线重合，且弹簧工作于非拉伸状态。柱部的一端与塞部固连，柱部的另一端连接至变排量液压泵相连，用于根据进入腔体内液体对塞部的压力和弹簧对塞部的压力的合力来改变变排量液压泵输出排量。在一种实施方式中，变排量液压泵2可包括斜盘，变排量液压泵2的输出流量与斜盘的倾斜角度正相关；其中，以斜盘竖直时作为0度倾斜角。在一种实施方式中，变排量液压泵2的输出流量与斜盘的倾斜角的正切值成正比。单作用液压缸6的柱部与变排量液压泵2的斜盘连接，用于通过改变斜盘的倾斜角度来改变变排量液压泵的输出流量。本专利技术的负载敏感的电动静液作动器还包括调速电机1。调速电机1与变排量液压泵2连接，用于驱动变排量液压泵2运转。当本实施方式的负载敏感的电动静液作动器工作时，调速电机1带动变排量液压泵2旋转，负载8液压的变化通过梭阀4和压力随动伺服阀3引到单作用缸7，通过控制压力随动伺服阀，可以控制输出至单作用缸7的液压，单作用缸7再根据压力随动伺服阀3的出口液压的大小调节变排量液压泵2的斜盘倾角，进而调节其排量。同时，调节电机转速，以保持整个负载敏感的电动静液作动器的功率。这样一来，由于变排量液压泵2的输出流量减小，调速电机1的转速增大而输出电流减小，可减小调速电机的发热量。参见图2所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载敏感的电动静液作动器，其特征在于，包括变排量液压泵、对称液压缸、反馈模块、压力随动伺服阀和执行机构；所述对称液压缸包括对称柱塞和由所述柱塞隔离开的第一缸和第二缸；所述变排量液压泵包括进油口和出油口，且所述进油口和出油口分别与所述第一缸和第二缸连接；所述反馈模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端和所述第二输入端分别与所述第一缸和第二缸连接，所述输出端用于输出所述第一输入端、第二输入端二者中压强较大一端的压强并输出至所述执行机构；所述压力随动伺服阀连接在所述反馈模块的输出端与所述执行机构输入端之间，用于降低输入到所述执行机构输入端的瞬时流量；所述执行机构的输入端与所述压力随动伺服阀的输出端相连，所述执行机构的输出端与所述变排量液压泵相连，所述执行机构用于接收所述反馈模块的输出并生成改变所述变排量液压泵输出排量的信号。

【技术特征摘要】
1.一种负载敏感的电动静液作动器，其特征在于，包括变排量液压泵、对称液压缸、反馈模块、压力随动伺服阀和执行机构；所述对称液压缸包括对称柱塞和由所述柱塞隔离开的第一缸和第二缸；所述变排量液压泵包括进油口和出油口，且所述进油口和出油口分别与所述第一缸和第二缸连接；所述反馈模块包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端与所述第一缸连接，所述第二输入端与所述第二缸连接，所述输出端用于输出所述第一输入端、第二输入端二者中压强较大一端的压强并输出至所述执行机构；所述压力随动伺服阀连接在所述反馈模块的输出端与所述执行机构输入端之间，用于降低输入到所述执行机构输入端的瞬时流量；所述执行机构的输入端与所述压力随动伺服阀的输出端相连，所述执行机构的输出端与所述变排量液压泵相连，所述执行机构用于接收所述反馈模块的输出并生成改变所述变排量液压泵输出排量的信号；所述压力随动伺服阀包括壳体、位于壳体内的阀芯，还包括第一减压半桥；其中，所述阀芯为非对称柱塞，包括伸出所述壳体外的第二柱部和与所述第二柱部固连且位于所述壳体内的第二塞部，所述第二塞部开有周向槽，所述周向槽将所述第二塞部分为第一塞体和第二塞体，所述第一塞体及所述第二塞体与所述壳体形成间隙配合；所述阀芯将所述壳体分隔为包含有所述第二柱部的有杆腔，位于所述第一塞体和所述第二塞体之间的中间腔，以及无杆腔；所述壳体上设置有第一入口、第二入口和第三入口；所述第一入口与所述反馈模块的输出端连接，所述第二入口与外部油箱连接；所述第一入口还与所述第一减压半桥的第一端连接，所述第二入口还与所述第一减压半桥的第二端连接，所述第三入口与所述第一减压半桥的中间端连接，用于将外部液压输入分压后输入至所述无杆腔；所述壳体上还设置有出口和反馈口，所述出口与所述执行机构的输入端连接，所述反馈口用于将所述出口的液压反馈至所述有杆腔。2.根据权利要求1所述的负载敏感的电动静液作动器，其特征在于：所述反馈模块为梭阀。3.根据权利要求1所述的负载敏感的电动静液作动器，其特征在于：所述执行机构为单作用液压缸。4.根据权利要求3所述的负载敏感的电动静液作动器，其特征在于：所述单作用液压缸包括缸体、非对称柱塞及位于所述缸体内的弹簧；所述非对称柱塞包括相互垂直的第一柱部和第一塞部；所述第一塞部与所述缸体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦宗夏，宋增宁，尚耀星，吴帅，郝伟一，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11