[实用新型]一种双余度电动静液作动器

说明书

技术领域

本发明涉及一种双余度电动静液作动器，属于电液伺服控制和作动技术领域。

背景技术

作动系统是飞机的一个重要环节。现代飞机上的作动系统有液压、电力、气压和机械作动系统等四种。当前机载液压作动系统是在飞行控制领域应用最广的一个方式，目前的飞行器大多数采用液压作为动力，并由飞控计算机进行电传的综合控制，以操纵飞机控制舵面，实现飞行姿态和轨迹的控制。机载作动系统的性能优劣将直接影响飞机的整体性能。

为了满足未来飞机向高机动性、超高速及大功率方向发展，飞机液压系统正朝着高压化、大功率、变压力、智能化、集成化、多余度方向发展。但是，采用液压作动系统，由于飞机全身布满液压管路，增加了飞控系统的总重量，使飞机的受攻击面积增大，导致飞机战伤生存率不高；高压化和大功率则使传统飞机液压系统的效率问题日益突出，进而引发了诸如散热、使飞机燃油总效率降低等问题。

因此，随着新材料、电机技术、控制学和先进制造技术等的发展，用以取代目前所依赖的功率液压传动的功率电传技术就应运而生了。所谓功率电传是指由飞机第二能源系统至作动系统各执行机构之间的功率传输采用电导线以电能量传输的方式完成。以多电飞机为发展方向的未来飞行器的机载作动系统将主要采用功率电传作动器，如电动静液作动器(EHA,Electro-Hydrostatic Actuator)和机电作动器(EMA，Electro-Mechanical Actuator)等。

采用功率电传作动系统后，由于没有了遍布机身的液压管路，且一体化作动器易形成容错能力，使飞机具有了以下优点：

1)维修性好。易于检测，具有很强的机内自检能力；同时，定期维护工作也有所减轻。2)可靠性高。电力作动方式易形成容错能力；取消了原液压作动系统中高故障率的伺服阀。3)生存力强。在机身和机翼中没有高压的液压管道，不存在液压油可燃等问题，因而它在战斗受损后的生存力强，也更安全。4)减轻起飞重量。采用电力作动方式将大大节省燃油，减少管路布置，减轻飞机的冷却负担。5)大量节省费用。降低了飞机的生产费用、发展费用和寿命期维护费用等。

典型的EHA主要由伺服电动机、液压泵和作动筒组成，如图1所示，通过电动机驱动液压泵，提供系统流量，直接驱动作动筒，通过调节电动机转速和(或)泵的排量来改变流量，达到对作动器输出位移或速度进行伺服控制的目的，泵的输出压力由负载决定，较阀控系统而言，不存在压力损失，属于容积控制系统，系统效率较高。

当EHA用于驱动飞机主飞控舵面时，往往需要其能够提供至少两个余度。在一套系统发生故障时，另一套系统能够替代其投入运行，以保证飞行安全。现有的双余度EHA系统一般采用串联双出杆对称液压缸，如图2所示，每套EHA系统分别与其中对称的两个液压缸两腔直接相连。由于这种双出杆液压缸的活塞杆双向伸出，导致其占用空间较大，这对于飞机来讲是不可取的。针对该问题，现有专利“一种双余度电液伺服执行器(CN 102226453 B)”公开了一种采用非对称单出杆液压缸与对称双出杆液压缸串联的双余度电液伺服执行器，分别针对单出杆液压缸和双出杆液压缸设计了不同的液压回路。上述方案虽然解决了串联双出杆液压缸占用空间大的问题，但结构相对比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的双余度电动静液作动器，通过对串联液压缸的结构改进，既节省空间，又结构简单，同时又对现有EHA改动最小。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的双余度电动静液作动器，主要包括两套完全相同的EHA本体和一个新型的串联液压缸；

所述的EHA本体，包括DSP控制器、功率驱动单元、直流无刷伺服电机、双向伺服泵、单向阀、蓄能器、阻尼旁通阀、安全阀、电流传感器、转速传感器和压力传感器；

所述的串联液压缸，包括A、B、C、D四个腔室，其中A腔室的作用面积与D腔室相同，B腔室的作用面积与C腔室相同，B和C两个腔室分别与上通道EHA本体的进出油口相连，A和D两个腔室分别与下通道EHA本体的进出油口相连。