[发明专利]一种直接驱动电静液作动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电静液作动器，更特别地说，是指一种直接驱动型电静液作动器。

背景技术

传统的液压系统一般是由一个中心液压泵源向各个作动系统输送能量，在系统比较庞大和复杂，具有多终端分布式作动器的系统中，管路的布置将成为一个巨大的负担，由此带来的成本增加，泄漏增大以及管路振动等问题，一直困扰着分布式液压系统的发展。功率电传作动器的出现很好地解决了这些问题，它以统一的电能形式对能量加以传输，在作动器本地再对能量的形式进行转化，通过一定的结构形式进行驱动与传动。这一点在飞机的操纵系统中应用优势更为明显，目前空客A380等机型已实现了这种作动器的实际应用。

目前较多采用的功率电传作动器是电静液伺服作动器，参见图1，这种作动器基本结构由一个旋转调速电机，驱动一个轴向柱塞泵，后级加液压缸组成。这种系统目前存在着以下问题：

(1)轴向柱塞泵是通过斜盘机构，将缸体的旋转运动转化为柱塞吸排油时的直线运动，这必将带来侧向力及相应的摩擦力。系统为了提高功率密度，旋转电机一般处于高转速、低扭矩输出的工况下，更加剧了柱塞泵的内摩擦，降低了其使用寿命。

(2)这种系统的伺服控制依靠的是对旋转电机进行调速，或者是对柱塞泵的斜盘变量机构进行倾角的调整。在对电机进行调速时，电机动子再加上柱塞泵上的旋转部件，总的转动惯量对于高转速、低扭矩的电机是一个较大的负担，因此调速的频响受到限制；在对斜盘变量机构进行调整时，由于斜盘机构传动部件多，结构复杂，控制性能也不理想。

(3)轴向柱塞泵中各柱塞从结构上是交联耦合的，在缸体匀速转动的过程中，由于各柱塞泵运动的差异，导致泵整体输出流量的脉动，这个脉动是柱塞泵的固有属性，无法消除，而由于这种泵源脉动造成的输油管路的振动，是液压系统一大顽疾。

(4)一个柱塞泵虽然有多个柱塞在循环工作，共同为系统提供能量，但是当其中一个柱塞出现故障时，由于结构上的关联，必然会对其他的柱塞造成影响，而且单个柱塞的致命故障，必将使整个系统无法工作，若对柱塞泵进行双余度的备份，又会大大增加系统的体积和重量。因此，由柱塞泵构成的电静液作动器，由于单余度的配置，可靠性相对较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种直接驱动电静液作动器，本发明的电静液作动器具有多模块灵活组合、易于控制和高可靠性的特点。

一种直接驱动电静液作动器，包括直驱电液伺服泵(1)、充压油箱(6)、第一补油单向阀(3)、第二补油单向阀(4)、液压缸(2)；

直驱电液伺服泵(1)包括至少一个供油模块(101)，供油模块(101)包括电机驱动器(102)、第一直线振荡电机(105)、第二直线振荡电机(110)、第一吸排油活塞(106)、第二吸排油活塞(109)、第一配流阀(107)和第二配流阀(108)；

电机驱动器(102)接收控制器指令，将驱动电功率分别通过线路A(103)、线路B(112)传输到第一直线振荡电机(105)、第二直线振荡电机(110)，第一直线振荡电机(105)、第二直线振荡电机(110)产生的动子位移信号通过线路C(104)、线路D(111)反馈给电机驱动器(102)，电机驱动器(102)对第一直线振荡电机(105)和第二直线振荡电机(110)进行动子位移的闭环伺服控制；

第一直线振荡电机(105)的动子与第一吸排油活塞(106)的活塞杆一端铰接，第一吸排油活塞(106)的活塞杆的另一端与第二配流阀(108)的阀芯刚性连接，第二配流阀(108)为第二吸排油活塞(109)的吸排油进行配流；第二直线振荡电机(110)的动子与第二吸排油活塞(109)的活塞杆一端铰接，第二吸排油活塞(109)的活塞杆的另一端与第一配流阀(107)的阀芯刚性连接，第二吸排油活塞(109)为第一吸排油活塞(106)的吸排油进行配流；第一配流阀(107)、第二配流阀(108)分别形成了吸油油路和排油油路；吸油油路并联、排油油路并联，形成第一油路(7)、第二油路(8)；

第一油路(7)、第二油路(8)分别与液压缸(2)的两个腔连通，充压油箱(6)分别通过第一补油单向阀(3)、第二补油单向阀(4)和第一油路(7)、第二油路(8)连通，负责为两条油路在低压缺油情况下的补油；液压缸(2)活塞杆后端装有位移传感器(5)，将液压缸(2)活塞杆的运动信息反馈给外部连接的控制器，实现对液压缸(2)的活塞杆运动输出的闭环伺服控制。

本发明的优点在于：