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、第一串联开关组、非对称液压缸、压力随动伺服阀和执行机构。变排量液压泵包括进油口和出油口。第一串联开关组包括串联的第一开关阀和第二开关阀。非对称液压缸包括壳体和第一非对称活塞，壳体被第一非对称活塞分隔为第一有杆腔和第一无杆腔。压力随动伺服阀连接在非对称液压缸的第一有杆腔与执行机构的输入端之间。执行机构的输入端与压力伺服阀的输出端连接。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。

【技术实现步骤摘要】
负载敏感的电动静液作动器
本专利技术涉及一种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；这两种方式结构比较复杂，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。
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新的负载敏感的电动静液作动器，其可减小整个系统的发热、减少能量损失，进而提高整个系统的工作效率。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、第一串联开关组、非对称液压缸、压力随动伺服阀和执行机构；所述变排量液压泵包括进油口和出油口；第一串联开关组包括串联的第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀的第一端与所述出油口连接，所述第二开关阀的第一端与所述进油口连接；所述非对称液压缸包括壳体和第一非对称活塞，所述壳体被所述第一非对称活塞分隔为第一有杆腔和第一无杆腔，所述第一有杆腔连接至所述第一开关阀的第二端与所述第二开关阀的第二端，所述第一无杆腔连接至所述进油口；所述压力随动伺服阀连接在所述非对称液压缸的第一有杆腔与所述执行机构的输入端之间，用于调节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伺服阀的输出端连接，用于基于所述压力伺服阀的输出液压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，可以减小系统的发热，减小能量损失。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发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左位时的示意图；图4为图2的压力随动伺服阀阀芯位于右位时的示意图；图5为图1的负载敏感的电动静液作动器工作在第一象限和第二象限时的液体流向示意图；图6为图1的负载敏感的电动静液作动器工作在第三象限和第四象限时的液体流向示意图。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、第一串联开关组、非对称液压缸9、压力随动伺服阀10和执行机构4。其中，变排量液压泵2包括进油口和出油口。在具体使用时，变排量液压泵2的进油口和出油口均可根据实际需求进行吸油和排油。第一串联开关组包括串联的第一开关阀7和第二开关阀8。第一开关阀7的第一端与出油口连接，第二开关阀8的第一端与进油口连接。非对称液压缸9包括壳体和第一非对称活塞。壳体被第一非对称活塞分隔为第一有杆腔和第一无杆腔，第一有杆腔连接至第一开关阀7的第二端与第二开关阀8的第二端，第一无杆腔连接至进油口。第一非对称活塞的柱部外接负载，用于带动负载执行相关动作，或者，在负载的带动下上下移动。压力随动伺服阀10连接在非对称液压缸9的第一有杆腔与执行机构4的输入端之间，用于调节输入到执行机构4输入端的瞬时流量。执行机构的输入端与压力伺服阀的输出端连接，用于基于压力伺服阀的输出液压生成改变变排量液压泵2输出排量的信号。本实施方式的负载敏感的电动静液作动器，还包括第二串联开关组和油箱3。第二串联开关组连接在变排量液压泵2的进油口和出油口之间，并与油箱3相连，用于将油箱3中的油输入非对称液压缸9或将非对称液压缸9中的油排出至油箱3中。在一种实施方式中，第二串联开关组可以包括串联的第一液控单向阀5和第二液控单向阀6。第一液控单向阀5包括第一液控端、第一输入端和第一输出端。第一液控端与进油口连接，第一输入端与出油口连接，第一输出端与油箱3连接。由于第一液控端与进油口连接，当进油口为高压时，第一液控单向阀5打开。第二液控单向阀6包括第二液控端、第二输入端和第二输出端。第二液控端与出油口连接，第二输入端与进油口连接，第二输出端与油箱3连接。由于第二液控端与出油口连接，当出油口为高压时，第二液控单向阀6打开。第一非对称活塞可以包括第一塞部和固连在第一塞部一侧且与第一塞部垂直的第一柱部。作为一种优选方案，第一塞部的横截面积为第一柱部横截面积的二倍。在一种实施方式中，执行机构4可以为单作用液压缸。单作用液压缸可以包括缸体、第二非对称活塞及位于缸体内的第一弹簧。第二非对称活塞包括相互垂直的第二柱部和第二塞部。第二塞部与缸体的内壁配合形成一包含连接至第一有杆腔的入口的第二腔体。第一弹簧设置于单作用液压缸的包含第二柱部的第三腔体内，第一弹簧的弹力方向与第二柱部的轴线重合，且第一弹簧工作于非拉伸状态。第二柱部的一端与第二塞部固连，第二柱部的另一端连接至变排量液压泵，用于根据进入第二腔体内液体对第二塞部的压力和第一弹簧对第二塞部的压力的合力来改变变排量液压泵输出排量。在本实施方式中，变排量液压泵2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。也即是说，斜盘倾斜角度越大，变排量液压泵2的输出流量越大。单作用液压缸的第二柱部与变排量液压泵的斜盘连接，用于通过改变斜盘的倾斜角度来改变变排量液压泵2的输出流量。由于单作用液压缸与非对称液压缸9的第一有杆腔连接，其可敏感当第一有杆腔的液压，并向左推动单作用液压缸的第二非对称活塞，进而改变变排量液压泵2的斜盘的倾斜角度。此外，负载敏感的电动静液作动本文档来自技高网...

【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、第一串联开关组、非对称液压缸、压力随动伺服阀和执行机构；所述变排量液压泵包括进油口和出油口；第一串联开关组包括串联的第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀的第一端与所述出油口连接，所述第二开关阀的第一端与所述进油口连接；所述非对称液压缸包括壳体和第一非对称活塞，所述壳体被所述第一非对称活塞分隔为第一有杆腔和第一无杆腔，所述第一有杆腔连接至所述第一开关阀的第二端与所述第二开关阀的第二端，所述第一无杆腔连接至所述进油口；所述压力随动伺服阀连接在所述非对称液压缸的第一有杆腔与所述执行机构的输入端之间，用于调节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伺服阀的输出端连接，用于基于压力伺服阀的输出液压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、第一串联开关组、非对称液压缸、压力随动伺服阀和执行机构；所述变排量液压泵包括进油口和出油口；第一串联开关组包括串联的第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀的第一端与所述出油口连接，所述第二开关阀的第一端与所述进油口连接；所述非对称液压缸包括壳体和第一非对称活塞，所述壳体被所述第一非对称活塞分隔为第一有杆腔和第一无杆腔，所述第一有杆腔连接至所述第一开关阀的第二端与所述第二开关阀的第二端，所述第一无杆腔连接至所述进油口；所述压力随动伺服阀连接在所述非对称液压缸的第一有杆腔与所述执行机构的输入端之间，用于调节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伺服阀的输出端连接，用于基于压力伺服阀的输出液压生成改变所述变排量液压泵输出排量的信号。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，还包括第二串联开关组和油箱；所述第二串联开关组连接在所述变排量液压泵的进油口和出油口之间，并与所述油箱相连，用于将所述油箱中的油输入所述非对称液压缸或将所述非对称液压缸中的油排出至所述油箱中。3.根据权利要求2所述的负载敏感的电动静液作动器，其特征在于：所述第二串联开关组包括串联的第一液控单向阀和第二液控单向阀；所述第一液控单向阀包括第一液控端、第一输入端和第一输出端，所述第一液控端与所述进油口连接，所述第一输入端与所述出油口连接，所述第一输出端与所述油箱连接；所述第二液控单向阀包括第二液控端、第二输入端和第二输出端，所述第二液控端与所述出油口连接，所述第二输入端与所述进油口连接，所述第二输出端与所述油箱连接。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：所述第一非对称活塞包括第一塞部和固连在所述第一塞部一侧且与所述第一塞部垂直的第一柱部；所述第一塞部的横截面积为所述第一柱部横截面积的二倍。5.根据权利要求4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。6.根据权利要求5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、第二非对称活塞及位于所述缸体内的第一弹簧；所述第二非对称活塞包括相互垂直的第二柱部和第二塞部；所述第二塞部与所述缸体的内壁配合形成一包含连接至所述第一有杆腔的入口的第二腔体；所述第一弹簧设置于所述单作用液压缸的包含第二柱部的第三腔体内，所述第一弹簧的弹力方向与所述第二柱部的轴线重合，且所述第一弹簧工作于非拉伸状态；所述第二柱部的一端与所述第二塞部固连，所述第二柱部的另一端连接至所述变排量液压泵，用于根据进入所述第二腔体内液体对所述第二塞部的压力和所述第一弹簧对所述第二塞部的压力的合力来改变所述变排量液压泵输出排量。7.根据权利要求6所述的负载敏感的电动静液作动器，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚耀星，郝伟一，焦宗夏，吴帅，宋增宁，
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