[发明专利]数字电静液执行器系统

说明书

本发明提出了一种数字电静液执行器系统，该系统包括：伺服电机与液压泵，所述伺服电机与液压泵连接；高速开关阀组，其连接液压泵；液压缸，其连接高速开关阀组，所述液压缸的活塞杆连接负载；信号处理器，其接收传感器的信号与参数；和系统状态控制单元，其连接信号处理器，根据反馈的信号或参数信息控制伺服电机、高速开关阀组的动作从而形成差动控制与负载独立控制。该系统控制自由度更大、控制精度更高、节能、动作可靠。

技术领域

本发明属于电液控制技术领域，尤其涉及一种数字电静液执行器系统。

背景技术

随着航空航天和传统工业领域对驱动机构使用灵活、能耗小的要求日益增加，未来飞行器的大功率伺服机构将广泛采用电静液执行器。

电静液执行器是一种将电机、液压泵、液压阀、蓄能器和液压缸等元件高度集成的系统，其优势在于功重比和传动效率较高。但是，传统的电静液执行器一般为泵控液压缸换向，因此系统响应慢。当执行元件为非对称缸时，受非对称液压缸流量不平衡特性的影响时液压系统的控制精度偏低。当控制元件为液控单向阀时，其阀口开闭时间较长而不能适应液压系统对高频响的要求，电液伺服阀虽然响应时间较短并且可以获得较高的控制精度，但其抗污染能力差、发热较大。各种问题限制了电静液执行器向高效节能、高频响、高控制精度和高可靠性的方向发展。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种控制自由度更大、控制精度更高、节能、动作可靠的数字电静液执行器系统。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种数字电静液执行器系统，该系统包括：

伺服电机与液压泵，所述伺服电机与液压泵连接；

高速开关阀组，其连接液压泵；

液压缸，其连接高速开关阀组，所述液压缸的活塞杆连接负载；

信号处理器，其接收传感器的信号与参数；

系统状态控制单元，其连接信号处理器，根据反馈的信号或参数信息控制伺服电机、高速开关阀组的动作从而形成差动控制与负载独立控制。

在一种实施方案中，该系统还包括压力保护阀，所述的压力保护阀包括第一压力保护阀、第二压力保护阀和第三压力保护阀，其中第一压力保护阀的进油口与泵高压油口相通，出油口与液压泵的充油口相通；第二压力保护阀的进油口与液压缸的无杆腔相通，出油口与系统回油路相通；第三压力保护阀的进油口与液压缸有杆腔相通，出油口与系统回油路相通。

在一种实施方案中，第一压力保护阀的设定压力高于第二压力保护阀和第三压力保护阀。

在一种实施方案中，该系统还包括蓄能器，所述蓄能器接在系统主回油路上，所述蓄能器与液压泵的充油口连接。

在一种实施方案中，所述蓄能器的进出油路上接有第一压力传感器；所述液压缸有杆腔进出油路上接有第二压力传感器；所述液压缸无杆腔进出油路上接有第三压力传感器；所述液压缸的液压缸活塞杆接有位移传感器。

在一种实施方案中，所述高速开关阀组包括第一高速开关阀、第二高速开关阀、第三高速开关阀和第四高速开关阀，所述第一高速开关阀设在双向定量液压泵的高压油口与单杆液压缸的无杆腔之间；所述第二高速开关阀设在单杆液压缸的有杆腔与双向定量液压泵的高压油口之间；所述第三高速开关阀设在单杆液压缸的无杆腔与双向定量液压泵的充油口之间；所述第四高速开关阀设在单杆液压缸的有杆腔与双向定量液压泵的充油口之间。

在一种实施方案中，所述双向定量液压泵高压油口与第一高速开关阀相通，双向定量液压泵充油口与蓄能器相通，通过第一高速开关阀和第二高速开关阀交替开闭实现液压缸换向动作；当第一高速开关阀和第二高速开关阀同时打开，且第三高速开关阀和第四高速开关阀同时关闭时，系统变为差动状态。