【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电静液作动器，尤其涉及一种并联同步电静液作动器及舵面控制方法。
技术介绍
1、根据作动器结构形式不同，电静液作动器主要有对称结构和非对称结构两种形式，对称结构电静液作动器的两个工作容腔面积相等，正反行程伺服特性相近，容易实现驱动控制，但作动器活塞两侧对称布置活塞杆的结构会导致其轴向运动尺寸需满足两倍工作行程，加大作动器结构尺寸；非对称结构电静液作动器轴向尺寸较对称结构具有优势，但是非对称工作容腔面积不一致导致作动器正反行程伺服特性差异较大，会带来非对称控制的难题。当前阶段受限于非对称泵的技术成熟度，应用较为成熟的电静液作动器仍是以牺牲空间尺寸为代价的对称结构电静液作动器。
2、电静液作动器驱动的固定翼飞机舵面的运动形式以摆动为主，舵面自身重力负载会导致电静液作动器正反工作行程的负载特性存在差异，从而增加电静液作动器的控制难度。
技术实现思路
1、为了解决电静液作动器正反工作行程负载特性不一致导致控制难度大的问题，本专利技术提供了一种并联同步电静液作动器及舵面控制方法，采用三腔液压缸非对称结构，兼具对称结构电静液作动器正反行程伺服特性相同的控制优势和非对称结构电静液作动器轴向尺寸小的结构优势，同时还可以提供补偿力对重力等不平衡负载进行平衡，提升电静液作动器的伺服控制性能，采用机械刚性和液压同步阀双同步结构实现三腔液压缸并联同步作动，保证电静液作动器提供足够的驱动力和安全余度。所述技术方案如下：
2、第一方面，提供一种并联同步电静液作动器，包括：第
3、伺服电机8用于驱动双向柱塞泵7工作，控制器用于调整伺服电机8的转速和方向，进而控制第一作动筒11和第二作动筒12按照指定速度伸出和缩回。
4、其中，第一作动筒11和第二作动筒12由内筒、中筒和外筒三部分组成，内筒外表面和中筒内表面之间的容腔形成i腔，中筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成ii腔，内筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成iii腔，i腔进油时作动筒伸出，ii腔进油时作动筒缩回，通过尺寸设计保证i腔和ii腔的作用面积相等，实现对称作动控制，iii腔进油时作动筒伸出。
5、其中，双向柱塞泵7的一个工作油口与第一作动筒11和第二作动筒12的i腔连通，双向柱塞泵7的另一个工作油口与第一作动筒11和第二作动筒12的ii腔连通，通过调整伺服电机8的转速和方向，控制第一作动筒11和第二作动筒12按照指定速度伸出和缩回；伺服电机8与控制器电连接器，通过控制器调整伺服电机8的转速和方向。
6、其中，第一作动筒11与双向柱塞泵7的两个工作油口之间设置有第一同步阀31和第二同步阀32，第一作动筒11的i腔和第一同步阀31的第一分流口连通，第一作动筒11的ii腔和第二同步阀32的第一分流口连通，第一同步阀31的集流口和第二同步阀32的集流口分别与双向柱塞泵7的两个工作油口连通；
7、第二作动筒12与双向柱塞泵7的两个工作油口之间设置有第一同步阀31和第二同步阀32，第二作动筒12的i腔和第一同步阀31的第二分流口连通，第二作动筒12的ii腔和第二同步阀32的第二分流口连通。
8、其中，第一作动筒11通过第一余度切换阀21与第一同步阀31和第二同步阀32连接，第二作动筒12通过第二余度切换阀22与第一同步阀31和第二同步阀32连接。
9、其中，第一余度切换阀21和第二余度切换阀22为两位四通阀，余度切换阀的电磁铁不通电时，第一作动筒11的i腔通过第一余度切换阀21的工作油口与第一同步阀31的第一分流口连通，第二作动筒12的i腔通过第二余度切换阀22的工作油口与第一同步阀31的第二分流口连通，第一作动筒11的ii腔通过第一余度切换阀21的工作油口与第二同步阀32的第一分流口连通，第二作动筒12的ii腔通过第二余度切换阀22的工作油口与第二同步阀32的第二分流口连通；第一余度切换阀21的电磁铁通电时，第一作动筒11的i腔和ii腔与第一同步阀31的分流口和第二同步阀32的分流口之间的油路被切断，第一作动筒11的i腔和ii腔之间的油路连通；第二余度切换阀22的电磁铁通电时，第二作动筒12的i腔和ii腔与第一同步阀31的分流口和第二同步阀32的分流口之间的油路被切断，第二作动筒12的i腔和ii腔之间的油路连通。
10、其中，双向柱塞泵7的两个工作油口之间设置有第一液控单向阀61和第二液控单向阀62，第一液控单向阀61的出油口和第二液控单向阀62的控制油口与双向柱塞泵7的其中一个工作油口连通，第二液控单向阀62的出油口和第一液控单向阀61的控制油口与双向柱塞泵7的另一个工作油口连通，第一液控单向阀61的进油口和第二液控单向阀62的进油口连通。
11、其中，所述并联同步电静液作动器还包括蓄能器5，蓄能器5分别与第一作动筒11的iii腔、第二作动筒12的iii腔、第一液控单向阀61的进油口和第二液控单向阀62的进油口连通；
12、双向柱塞泵7的两个工作油口之间设置有旁通电磁阀4，旁通电磁阀4的电磁铁不通电时，双向柱塞泵7的两个工作油口不能通过旁通电磁阀4连通，旁通电磁阀4的电磁铁通电时，双向柱塞泵7的两个工作油口通过旁通电磁阀4直接连通。
13、第二方面，提供一种舵面控制方法，用于并联同步电静液作动器，所述方法包括双余度工作过程，
14、双余度工作过程为第一作动筒11和第二作动筒12均正常工作时的工作过程，此时，第一余度切换阀21和第二余度切换阀22的电磁铁均不通电，伺服电机8驱动双向柱塞泵7转动，双向柱塞泵7与第一同步阀31的集流口相连的一侧泵出高压油，油液由第一同步阀31的集流口进入第一同步阀31分为两路，一路油液经过第一同步阀31的第一分流口、第一余度切换阀21进入第一作动筒11的i腔，另一路油液经过第一同步阀31的第二分流口、第二余度切换阀22进入第二作动筒12的i腔，第一作动筒11和第二作动筒12伸出，第一作动筒11的ii腔内的油液经过第一余度切换阀21、第二同步阀32的第一分流口到达第二同步阀32的集流口，第二作动筒12的ii腔内的油液经过第二余度切换阀22、第二同步阀32的第二分流口到达第二同步阀32的集流口，由双向柱塞泵7与第二同步阀32的集流口相连的一侧吸入，蓄能器5内的油液补入第一作动筒11的iii腔和第二作动筒12的iii腔；伺服电机8驱动双向柱塞泵7反向转动时，双向柱塞泵7与第二同步阀32的集流口相连的一侧泵出高压油，油液由第二同步阀32的集流口进入第二同步阀32分为两路，一路油液经过第二同步阀32的第一分流口、第一余度切换阀21进入第一作动筒11的ii腔，另一路油液经过第二同步阀32的第二分流口、第二余度切换阀22进入第二作动筒12的ii腔，第一作动筒11和第二作动筒12缩回，第一作动筒11的i腔内的油液经过第一余度切换阀21、第一同步阀31的第一分流口到达第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并联同步电静液作动器，其特征在于，包括：第一作动筒(11)、第二作动筒(12)、双向柱塞泵(7)、伺服电机(8)；伺服电机(8)与双向柱塞泵(7)、控制器连接，双向柱塞泵(7)与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)连接，
2.根据权利要求1所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)和第二作动筒(12)由内筒、中筒和外筒三部分组成，内筒外表面和中筒内表面之间的容腔形成I腔，中筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成II腔，内筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成III腔，I腔进油时作动筒伸出，II腔进油时作动筒缩回，I腔和II腔的作用面积相等，III腔进油时作动筒伸出。
3.根据权利要求2所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，双向柱塞泵(7)的一个工作油口与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)的I腔连通，双向柱塞泵(7)的另一个工作油口与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)的II腔连通。
4.根据权利要求3所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)与双向柱塞泵(7)的两个工作油口之间设置有第一同步阀(31)和
5.根据权利要求3所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)通过第一余度切换阀(21)与第一同步阀(31)和第二同步阀(32)连接，第二作动筒(12)通过第二余度切换阀(22)与第一同步阀(31)和第二同步阀(32)连接。
6.根据权利要求5所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一余度切换阀(21)和第二余度切换阀(22)为两位四通阀，余度切换阀的电磁铁不通电时，第一作动筒(11)的I腔通过第一余度切换阀(21)的工作油口与第一同步阀(31)的第一分流口连通，第二作动筒(12)的I腔通过第二余度切换阀(22)的工作油口与第一同步阀(31)的第二分流口连通，第一作动筒(11)的II腔通过第一余度切换阀(21)的工作油口与第二同步阀(32)的第一分流口连通，第二作动筒(12)的II腔通过第二余度切换阀(22)的工作油口与第二同步阀(32)的第二分流口连通；第一余度切换阀(21)的电磁铁通电时，第一作动筒(11)的I腔和II腔与第一同步阀(31)的分流口和第二同步阀(32)的分流口之间的油路被切断，第一作动筒(11)的I腔和II腔之间的油路连通；第二余度切换阀(22)的电磁铁通电时，第二作动筒(12)的I腔和II腔与第一同步阀(31)的分流口和第二同步阀(32)的分流口之间的油路被切断，第二作动筒(12)的I腔和II腔之间的油路连通。
7.根据权利要求6所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，双向柱塞泵(7)的两个工作油口之间设置有第一液控单向阀(61)和第二液控单向阀(62)，第一液控单向阀(61)的出油口和第二液控单向阀(62)的控制油口与双向柱塞泵(7)的其中一个工作油口连通，第二液控单向阀(62)的出油口和第一液控单向阀(61)的控制油口与双向柱塞泵(7)的另一个工作油口连通，第一液控单向阀(61)的进油口和第二液控单向阀(62)的进油口连通。
8.根据权利要求7所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，所述并联同步电静液作动器还包括蓄能器(5)，蓄能器(5)分别与第一作动筒(11)的III腔、第二作动筒(12)的III腔、第一液控单向阀(61)的进油口和第二液控单向阀(62)的进油口连通；
9.一种舵面控制方法，其特征在于，用于权利要求8所述的并联同步电静液作动器，所述方法包括双余度工作过程，
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括单余度工作过程，
...【技术特征摘要】
1.一种并联同步电静液作动器，其特征在于，包括：第一作动筒(11)、第二作动筒(12)、双向柱塞泵(7)、伺服电机(8)；伺服电机(8)与双向柱塞泵(7)、控制器连接，双向柱塞泵(7)与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)连接，
2.根据权利要求1所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)和第二作动筒(12)由内筒、中筒和外筒三部分组成，内筒外表面和中筒内表面之间的容腔形成i腔，中筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成ii腔，内筒外表面和外筒内表面之间的容腔形成iii腔，i腔进油时作动筒伸出，ii腔进油时作动筒缩回，i腔和ii腔的作用面积相等，iii腔进油时作动筒伸出。
3.根据权利要求2所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，双向柱塞泵(7)的一个工作油口与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)的i腔连通，双向柱塞泵(7)的另一个工作油口与第一作动筒(11)和第二作动筒(12)的ii腔连通。
4.根据权利要求3所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)与双向柱塞泵(7)的两个工作油口之间设置有第一同步阀(31)和第二同步阀(32)，第一作动筒(11)的i腔和第一同步阀(31)的第一分流口连通，第一作动筒(11)的ii腔和第二同步阀(32)的第一分流口连通，第一同步阀(31)的集流口和第二同步阀(32)的集流口分别与双向柱塞泵(7)的两个工作油口连通；
5.根据权利要求3所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一作动筒(11)通过第一余度切换阀(21)与第一同步阀(31)和第二同步阀(32)连接，第二作动筒(12)通过第二余度切换阀(22)与第一同步阀(31)和第二同步阀(32)连接。
6.根据权利要求5所述的并联同步电静液作动器，其特征在于，第一余度切换阀(21)和第二余度切换阀(22)为两位四通阀，余度切换阀的电磁铁不通电时，第一作动筒(11)...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂守成，阮峥，韩鹏，杨锋，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：发明
国别省市：
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