[发明专利]一种分布式模块化双余度集成电液伺服驱动系统及方法

说明书

本发明提供了一种分布式模块化双余度集成电液伺服驱动系统及方法，该驱动系统包括主份回路和备份回路，每个回路均包括增压油箱(1)、液压泵(2)、直流电机(3)、第一单向阀(4)、高压过滤器(5)、蓄能器(7)、安全阀(8)、第二单向阀(9)、溢流阀(10)、低压过滤器(11)、以及温度计(14)。本发明采用微型活塞式蓄能器、隔离式自增压油箱、管路阀块、模块化等设计，便于集成化安装连接，采用双余度设计提高可靠性，支持主备回路切换功能和健康监测，解决了2吨以上高端无人机、飞机、天地往返运载器的起降着陆系统、飞行操纵系统的大功率电传技术问题，具有能源利用率高、重量轻、体积小、安装简单紧凑、可靠性高等优点。

技术领域

本发明属于无人机、天地往返运输系统等起降和飞行操纵技术领域，涉及一种电液伺服驱动系统及方法，具体涉及一种分布式模块化双余度集成电液伺服驱动系统及方法。

背景技术

随着空天技术的深度融合，作为未来空间技术的至高点，可重复使用天地往返运载器、高空高速无人机等相关技术领域成为近年来研究热点，国内外多家研究机构和高等院校都在竞相开展相关研究和试验，同时也极大地促进了相关技术的创新发展。

我国在有人驾驶飞机方面技术相对成熟，高端无人机以此为基础近年来发展迅猛，但“多电”飞机和功率电传技术与国外有较大差距，应用比较滞后。有人驾驶飞机通常采用发动机联动液压泵的技术体系，实现飞机舵面操纵和起落架的收放和伺服控制。这种技术体制，能源使用效率低、重量大、战场存活率低，也影响飞机作战能力；而高端无人机通常采用电能源体制，可重复使用天地往返运载器则采用组合动力形式，难以采用液压操纵技术体制，反而对“多电”功率电传技术提出了迫切的应用要求。“多电”传动技术主要分为两类，一类是机电传动技术，传动响应快、精度高、效率高，但只能用于小功率传动，适用于轻小型消费级无人机；另一类是集成电液伺服传动技术，同样具有响应速度快、精度高和高效率特点，尤其高功率传动优势更加明显，适用于大型高端无人机、天地往返运载器等高功率伺服操纵传动。

针对高端无人机、天地往返运载器等大型飞行器的无机载液压源问题，本发明提出了分布式模块化集成电液伺服控制驱动系统，采用活塞式蓄能器、隔离式自增压油箱、管路阀块等多种具体设计方法实现了产品设计，采用双余度系统设计提高可靠性，能够实现在舱内就近安装，解决了2吨以上高端无人机、飞机、天地往返运载器的起降系统、飞行操纵系统的大功率电传技术问题，用于战斗机可大幅提高战场存活率。

发明内容

本发明提出了一种分布式集成电液伺服驱动系统及方法，采用微型活塞式蓄能器、隔离式自增压油箱、管路阀块、模块化等设计，便于集成化安装连接，采用双余度系统设计提高可靠性，支持主备回路切换功能和健康监测，解决了2吨以上高端无人机、飞机、天地往返运载器的起降着陆系统、飞行操纵系统的大功率电传技术问题，具有能源利用率高、重量轻、体积小、安装简单紧凑、可靠性高等优点，从而完成本发明。

本发明提供了以下技术方案：

第一方面，一种分布式模块化双余度集成电液伺服驱动系统，该驱动系统包括主份回路和备份回路，每个回路均包括增压油箱、液压泵、直流电机、第一单向阀、高压过滤器、蓄能器、安全阀、第二单向阀、溢流阀、低压过滤器、以及温度计；

外部电源驱动直流电机转动，带动液压泵工作，液压泵从增压油箱的低压腔中吸入液压油并排出高压液压油，高压液压油先经过第一单向阀，避免液压油回流并保护液压泵和直流电机，液压油通过第一单向阀后，经过高压过滤器的过滤后，分流，大部分用于带动负载，超压时通过安全阀回流到增压油箱的低压腔，极小部分直通增压油箱的增压腔，为增压油箱的低压部分提供一定压力，避免液压泵吸空而发生故障；通过安全阀和负载的高压液压油流经第二单向阀以及溢流阀进入低压区，再经低压过滤器后进入增压油箱的低压腔，第二单向阀用于对回流液压油的稳定，隔离负载对回路的影响。

优选地，高压区管路部分还安装有蓄能器，用于接收经过高压过滤器的高压液压油，当高压区管路亏压时，向油路补充液压油，对高压液压油起到稳定压力作用。