液压作动装置及飞行器的制作方法

1.本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种液压作动装置及飞行器。


背景技术：

2.民用飞机的舱门控制系统领域多采用双模式伺服作动器，一般而言，在舱门作动时对错误回收的安全性要求较高，特别地，对于起飞等姿态剧烈变化阶段对错误回收的安全性要求更加苛刻。
3.传统的双模式伺服作动器通过电液伺服阀实现精确收放，阻尼模式时，作动器可在外力的作用下进行有阻尼运动。然而，现有的技术方案未针对指令错误回收的故障进行特殊设计，当驾驶员或者控制电路的指令错误时，电液伺服阀反向打开，会直接引起作动器错误回收，造成严重的事故。
4.因此，现有的双模式伺服作动器存在安全隐患，有提升其安全性的必要。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种液压作动装置及飞行器，能够有效解决在现有技术方案中电液伺服阀反向打开，会直接引起作动器错误回收，造成严重事故的问题。
6.根据本发明的一方面，提供一种液压作动装置，所述装置包括伺服阀以及作动机构，所述伺服阀的一侧与供液系统的进液通路和出液通路流体连通，所述伺服阀的另一侧经由两路液体通道与所述作动机构流体连通，所述伺服阀根据接收到的伺服电气信号控制其输出液体的流量和方向，以驱动所述作动机构按照预定的指令运动；其中，所述伺服阀和所述作动机构之间的所述两路液体通道之一上设置有双模阀，所述双模阀能够根据接收到的控制信号转换工作模式，在第一工作模式下，所述双模阀允许液体单向流通，在第二工作模式下，所述双模阀允许液体双向流通。
7.进一步地，所述控制信号与所述伺服电气信号彼此独立。
8.进一步地，所述双模阀在通电后将通电信号作为所述控制信号并工作在所述第一工作模式下，并且在断电后将断电信号作为所述控制信号并工作在所述第二工作模式下。
9.进一步地，所述双模阀是内置单向阀的两位两通电磁阀。
10.进一步地，所述作动机构内设置有位移传感器，所述位移传感器用于实时采集所述作动机构的位移信息以供实现针对所述作动机构的闭环伺服。
11.进一步地，所述液压作动装置还包括选择阀，所述选择阀的一侧具有分别属于所述两路液体通道的第一流体通路和第二流体通路，所述第一流体通路直接与所述伺服阀流体连通，所述第二流体通路与所述双模阀流体连通，以便经由所述双模阀间接地与所述伺服阀流体连通，所述选择阀的另一侧也具有分别属于所述两路液体通道的第三流体通路和第四流体通路，所述第三流体通路和第四流体通路均与所述作动机构流体连通，其中，所述选择阀能够根据从控制通路输入的控制液体的压力转换工作模式，在所述控制液体是高压液体时，所述选择阀工作在无阻尼的普通工作模式下，在所述控制液体是非高压液体时，所
述选择阀工作在阻尼工作模式下。
12.进一步地，所述液压作动装置还包括电磁控制阀，所述电磁控制阀的一侧具有第五流体通路和第六流体通路，所述电磁控制阀的另一侧具有所述控制通路，在所述电磁控制阀通电后，所述第五流体通路与所述供液系统的进液通路流体连通，以经由所述控制通路向所述选择阀输出高压液体，在所述电磁控制阀断电后，所述第六流体通路与所述供液系统的出液通路流体连通，以经由所述控制通路向所述选择阀输出非高压液体。
13.进一步地，所述液压作动装置还包括第一旁路液体通道和第二旁路液体通道，所述第一旁路液体通道的一端和所述第二旁路液体通道的一端分别与所述两路液体通道液体连通，所述第一旁路液体通道的另一端和所述第二旁路液体通道的另一端均与所述供液系统的出液通路流体连通，其中，所述第一旁路液体通道和第二旁路液体通道上均设置有抗气穴阀以及压力传感器。
14.进一步地，所述液压作动装置还包括背压阀，所述背压阀设置在所述伺服阀与所述供液系统的出液通路之间，用于稳定所述出液通路中液体的压力。
15.进一步地，所述液压作动装置还包括补偿器，所述补偿器经由所述第一旁路液体通道或所述第二旁路液体通道与所述背压阀的入口流体连通。
16.进一步地，所述作动机构是活塞-筒式作动器，并且所述液体是油。
17.进一步地，所述选择阀是两位六通电磁阀，所述电磁控制阀是两位三通阀。
18.进一步地，所述活塞-筒式作动器包括作动筒、活塞和连接杆；所述活塞设置于所述作动筒内，以将所述作动筒分成两个密闭的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体分别与所述两路液体通道流体连通；所述连接杆与所述活塞固定连接，以使所述连接杆能够根据所述作动筒中的液体压力的方向随所述活塞在所述第一腔体和所述第二腔体之间做活塞运动。
19.进一步地，所述两个负载卸荷阀在所述活塞运动期间用于释放所述第一腔体和/或所述第二腔体中液体的压力。
20.根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器，其包括前面所述的任一液压作动装置以及控制器，其中，所述控制器在所述飞行器处于飞行关键阶段时触发所述双模阀工作在所述第一工作模式下，并且在所述飞行器处于非飞行关键阶段时触发所述双模阀工作在所述第二工作模式下。
21.本发明的优点在于，通过设置在伺服阀和作动机构之间的两路液体通道之一上的双模阀，能够在飞行器处于飞行关键阶段时控制双模阀工作在第一工作模式下，以仅允许液体单向流通，从而避免作动机构错误回收。
附图说明
22.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
23.图1为本发明实施例一提供的一种液压作动装置结构示意图。
24.图2为本发明实施例二提供的一种液压作动装置结构示意图。
25.图3为本发明实施例三提供的一种液压作动装置结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.现在参阅图1，图1为本发明实施例一提供的液压作动装置。如图1所示，本发明实施例一所提供的液压作动装置包括：伺服阀400、作动机构600、双模阀500、进液通路301和出液通路302。
28.示例性地，所述伺服阀400的一侧与供液系统300的进液通路301和出液通路302流体连通，所述伺服阀400的另一侧经由两路液体通道与所述作动机构600流体连通，所述伺服阀400根据接收到的伺服电气信号控制其输出液体的流量和方向，以驱动所述作动机构600按照预定的指令运动。例如，当液压作动装置作用于飞行器的舱门时，舱门打开与关闭所需要的运动方向即为作动机构600预定的指令运动。
29.示例性地，所述伺服阀400和所述作动机构600之间的所述两路液体通道之一上设置有双模阀500，所述双模阀500能够根据接收到的控制信号转换工作模式，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体单向流通，在第二工作模式下，所述双模阀500允许液体双向流通。
30.示例性地，如图1所示，伺服电气信号由控制电路100产生，控制信号由独立控制电路200产生，并且所述控制信号与所述伺服电气信号彼此独立。在本实施例中，伺服电气信号和控制信号也可以均由控制电路100产生或独立控制电路200产生，两者彼此独立即可。伺服电气信号作用于第一电磁阀404，以控制伺服阀400工作于不同的模式。控制信号作用于第二电磁阀503，以控制双模阀500工作于不同模式。
31.示例性地，供液系统300通过进液通路301和出液通路302与所述伺服阀400连通，伺服阀400至少包括第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式，所述伺服阀400还包括交叉管路401、第一阻尼阀402和第一连接管路403，其中所述交叉管路401、第一阻尼阀402管路和第一连接管路403分别对应所述伺服阀400的第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式。
32.示例性地，当所述伺服阀400处于所述第一伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401流经双模阀500后流至作动机构600。当所述伺服阀400处于所述第三伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401直接后流至作动机构600。由此可见，在第一伺服阀模式和第三伺服阀模式下，作动机构600运动的方向相反。
33.示例性地，双模阀500是内置单向阀的两位两通电磁阀，例如，其包括单向阀502和双向阀501，所述单向阀502对应于第一工作模式，所述双向阀501对应于第二工作模式，例如，当飞行器处于飞行关键阶段时，所述单向阀502工作，即仅允许液体单向流动。
34.示例性地，在实施例一中，通过在所述伺服阀400和所述作动机构600之间的所述两路液体通道之一上设置双模阀500，能够在飞行器处于飞行关键阶段时控制所述双模阀500工作在所述第一工作模式下，以仅允许液体单向流通，从而避免作动机构600错误回收。
35.图2为本发明实施例二提供的液压作动装置。所述装置包括：伺服阀400、作动机构
600、双模阀500、进液通路301、出液通路302、选择阀700、电磁控制阀800、两个负载卸荷阀900及背压阀303。
36.示例性地，所述伺服阀400的一侧与供液系统300的进液通路301和出液通路302流体连通，所述伺服阀400的另一侧经由两路液体通道与所述作动机构600流体连通，所述伺服阀400根据接收到的伺服电气信号控制其输出液体的流量和方向，以驱动所述作动机构600按照预定的指令运动。
37.示例性地，所述伺服阀400和所述作动机构600之间的所述两路液体通道之一上设置有双模阀500，所述双模阀500能够根据接收到的控制信号转换工作模式，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体单向流通，在第二工作模式下，所述双模阀500允许液体双向流通。
38.进一步地，所述双模阀500设置于伺服阀400与选择阀700之间的第一流体通路405或第二流体通路406上。具体地，当双模阀500设置于第一流体通路405上时，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体流向伺服阀400，当双模阀500设置于第二流体通路406上时，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体流向选择阀700。在其他实施例中，所述双模阀500还可以设置于选择阀700与作动机构600之间的第三流体通路704或第四流体通路705上。
39.示例性地，如图2所示，伺服电气信号由控制电路100产生，控制信号由独立控制电路200产生，并且所述控制信号与所述伺服电气信号彼此独立。在本实施例中，伺服电气信号和控制信号也可以均由控制电路100产生或独立控制电路200产生，两者彼此独立即可。其中，伺服电气信号作用于第一电磁阀404，以控制伺服阀400工作于不同的模式。控制信号作用于第二电磁阀503，以控制双模阀500工作于不同模式。双模阀500由独立的控制通路控制，避免了伺服阀400及选择阀700控制指令错误对双模阀500的影响，降低了控制回路的逻辑复杂程度。
40.示例性地，供液系统300通过进液通路301和出液通路302与所述伺服阀400连通，伺服阀400至少包括第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式，所述伺服阀400还包括交叉管路401、第一阻尼阀402和第一连接管路403，其中所述交叉管路401、第一阻尼阀402管路和第一连接管路403分别对应所述伺服阀400的第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式。
41.示例性地，当所述伺服阀400处于所述第一伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401流经双模阀500后流至作动机构600。当所述伺服阀400处于所述第三伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401直接后流至作动机构600。由此可见，第一伺服阀模式和第三伺服阀模式下，作动机构600运动的方向相反。
42.示例性地，双模阀500是内置单向阀的两位两通电磁阀，例如，其包括单向阀502和双向阀501，所述单向阀502对应于第一工作模式，所述双向阀501对应于第二工作模式，例如，当飞行器处于飞行关键阶段时，所述单向阀502工作，以仅允许液体单向流通，从而避免作动机构错误回收。所述飞行关键阶段包括但不限于飞行器爬升阶段及飞机姿态剧烈变化阶段。
43.示例性地，选择阀700包括第一选择模式、第二选择模式、第二连接管路701和第三
连接管路702，其中第二连接管路701和第三连接管路702分别对应第一选择模式和第二选择模式。当选择阀700工作于第一选择模式时，作动机构600受到伺服阀400的控制，当选择阀700工作于第一选择模式时，作动机构600失去伺服阀400的控制。换而言之，第二连接管路701可以将第一流体通路405和第二流体通路406对应的连通到第三流体通路704和第四流体通路705，以使得伺服阀400控制作动机构600。第三连接管路702将第一流体通路405和第二流体通路406及对应的第三流体通路704和第四流体通路705断开，并将第三流体通路704和第四流体通路705对应连通到具有阻尼结构706的环路中，从而实现独立于伺服阀400的内循环结构，在第二选择模式下，作动机构600可以接收外力的作用以使其朝向外力的方向运动，阻尼结构706提供的阻力方便控制作动机构600运动的位置。示例性地，所述选择阀700是两位六通电磁阀。
44.示例性地，所述电磁控制阀800的一侧具有第五流体通路804和第六流体通路803，所述电磁控制阀800的另一侧具有控制通路805，在所述电磁控制阀800通电后，所述第五流体通路804与所述供液系统300的进液通路301流体连通，以经由所述控制通路805向所述选择阀700输出高压液体，在所述电磁控制阀800断电后，所述第六流体通路803与所述供液系统300的出液通路302流体连通，以经由所述控制通路805向所述选择阀700输出非高压液体。进一步地，所述电磁控制阀800包括第一控制模式、第二控制模式、第四连接管路801和第五连接管路802，其中第四连接管路801和第五连接管路802分别对应第一控制模式和第二控制模式。第四连接管路801将控制通路805连通至出液通路302，第五连接管路802将控制通路805连通至进液通路301。示例性地，所述电磁控制阀800是两位三通阀。所述电磁控制阀800的控制通路805与选择阀700的压力阀703连通，以控制选择阀700。
45.示例性地，所述作动机构600包括作动筒603、活塞602和连接杆601。其中，所述活塞602设置于所述作动筒603内，以将所述作动筒603分成两个密闭的第一腔体604和第二腔体605，所述第一腔体604和第二腔体605分别与所述两路液体通道流体连通，所述连接杆601与所述活塞602固定连接，以使所述连接杆601能够根据所述作动筒603中的液体压力的方向随所述活塞602在所述第一腔体604和所述第二腔体605之间做活塞运动。
46.示例性地，背压阀303设置在所述伺服阀400与所述供液系统300的出液通路302之间，用于稳定所述出液通路302中液体的压力。
47.示例性地，所述两个负载卸荷阀900设置在所述选择阀700和所述作动机构600之间并均与所述选择阀700和所述作动机构600流体连通。当选择阀700工作于第二选择模式时，负载卸荷阀900用于释放第三流体通路704和第四流体通路705中的管道的压力，即两个负载卸荷阀900在所述活塞602运动期间用于释放所述第一腔体604和/或所述第二腔体605中液体的压力。
48.实施例二通过在伺服阀400和作动机构600之间的所述两路液体通道之一上设置双模阀500，能够在飞行器处于飞行关键阶段时独立触发所述双模阀500工作在所述第一工作模式下，从而仅允许液体单向流通，以避免作动机构600错误回收。
49.图3为本发明实施例三提供的液压作动装置。所述装置包括：伺服阀400、作动机构600、双模阀500、进液通路301、出液通路302、选择阀700、电磁控制阀800、两个负载卸荷阀900、背压阀303、第一旁路液体通道903、第二旁路液体通道904和补偿器905。
50.示例性地，所述伺服阀400的一侧与供液系统300的进液通路301和出液通路302流
体连通，所述伺服阀400的另一侧经由两路液体通道与所述作动机构600流体连通，所述伺服阀400根据接收到的伺服电气信号控制其输出液体的流量和方向，以驱动所述作动机构600按照预定的指令运动。
51.示例性地，所述伺服阀400和所述作动机构600之间的所述两路液体通道之一上设置有双模阀500，所述双模阀500能够根据接收到的控制信号转换工作模式，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体单向流通，在第二工作模式下，所述双模阀500允许液体双向流通。
52.进一步地，所述双模阀500设置于伺服阀400与选择阀700之间的第一流体通路405或第二流体通路406上。具体地，当双模阀500设置于第一流体通路405上时，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体流向伺服阀400，当双模阀500设置于第二流体通路406上时，在第一工作模式下，所述双模阀500允许液体流向选择阀700。在其他实施例中，所述双模阀500还可以设置于选择阀700与作动机构600之间的第三流体通路704或第四流体通路705上。
53.示例性地，如图3所示，伺服电气信号由控制电路100产生，控制信号由独立控制电路200产生，在本实施例中，伺服电气信号和控制信号也可以均由控制电路100产生或控制电路200产生，两者彼此独立即可。伺服电气信号作用于第一电磁阀404，以控制伺服阀400工作于不同的模式。控制信号作用于第二电磁阀503，以控制双模阀500工作于不同模式。双模阀500为独立控制通路805控制，避免了伺服阀400及选择阀700控制指令错误对双模阀500的影响，降低了控制回路的逻辑复杂程度。
54.示例性地，供液系统300通过进液通路301和出液通路302与所述伺服阀400连通，伺服阀400至少包括第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式，所述伺服阀400还包括交叉管路401、第一阻尼阀402和第一连接管路403，其中所述交叉管路401、第一阻尼阀402管路和第一连接管路403分别对应所述伺服阀400的第一伺服阀模式、第二伺服阀模式和第三伺服阀模式。
55.示例性地，当伺服阀400处于所述第一伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401流经双模阀500后流至作动机构600。当伺服阀400处于所述第三伺服阀模式时，油液通过进液通路301进入所述交叉管路401，经过交叉管路401直接后流至作动机构600。由此可见，第一伺服阀模式和第三伺服阀模式下，作动机构600运动的方向相反。
56.示例性地，双模阀500是内置单向阀的两位两通电磁阀，例如，其包括单向阀502和双向阀501，所述单向阀502对应于第一工作模式，所述双向阀501对应于第二工作模式，例如，当飞行器处于飞行关键阶段时，所述单向阀502工作，以仅允许液体单向流通。所述飞行关键阶段包括但不限于飞行器爬升阶段及飞机姿态剧烈变化阶段。
57.示例性地，选择阀700包括第一选择模式、第二选择模式、第二连接管路701和第三连接管路702，其中第二连接管路701和第三连接管路702分别对应第一选择模式和第二选择模式。当选择阀700工作于第一选择模式时，作动机构600受到伺服阀400的控制，当选择阀700工作于第一选择模式时，作动机构600失去伺服阀400的控制。换而言之，第二连接管路701可以将第一流体通路405和第二流体通路406对应的连通到第三流体通路704和第四流体通路705，以使得伺服阀400控制作动机构600。第三连接管路702将第一流体通路405和
第二流体通路406及对应的第三流体通路704和第四流体通路705断开，并将第三流体通路704和第四流体通路705对应的连通到具有阻尼结构706的环路中，从而实现独立于伺服阀400的内循环结构，在第二选择模式下，作动机构600可以接收外力的作用以使其朝向外力的方向运动，阻尼结构706提供的阻力方便控制作动机构600运动的位置。示例性地，所述选择阀700是两位六通电磁阀。
58.示例性地，所述电磁控制阀800的一侧具有第五流体通路804和第六流体通路803，所述电磁控制阀800的另一侧具有控制通路805，在所述电磁控制阀800通电后，所述第五流体通路804与所述供液系统300的进液通路301流体连通，以经由所述控制通路805向所述选择阀700输出高压液体，在所述电磁控制阀800断电后，所述第六流体通路803与所述供液系统300的出液通路302流体连通，以经由所述控制通路805向所述选择阀700输出非高压液体。进一步的所述电磁控制阀800包括第一控制模式第二控制模式第四连接管路801第五连接管路802，其中第四连接管路801和第五连接管路802分别对应第一控制模式和第二控制模式。第四连接管路801将控制通路805连通至出液通路302，第五连接管路802将控制通路805连通至进液通路301。示例性地，所述电磁控制阀800是两位三通阀。
59.示例性地，所述作动机构600包括作动筒603、活塞602、连接杆601和位移传感器606其中所述活塞602设置于所述作动筒603内，以将所述作动筒603分成两个密闭的第一腔体604和第二腔体605，所述第一腔体604和第二腔体605分别与所述两路液体通道流体连通，所述连接杆601与所述活塞602固定连接，以使所述连接杆601能够根据所述作动筒603中的液体压力的方向随所述活塞602在所述第一腔体604和所述第二腔体605之间做活塞602运动。进一步地，位移传感器606用于实时采集所述作动机构600的位移信息以供实现针对所述作动机构600的闭环伺服。
60.示例性地，背压阀303设置在所述伺服阀400与所述供液系统300的出液通路302之间，用于稳定所述出液通路302中液体的压力。
61.示例性地，所述两个负载卸荷阀900设置在所述选择阀700和所述作动机构600之间并均与所述选择阀700和所述作动机构600流体连通。当选择阀700工作于第二选择模式时，负载卸荷阀900用于释放第三流体通路704和第四流体通路705中的管道的压力，即两个负载卸荷阀900在所述活塞602运动期间用于释放所述第一腔体604和/或所述第二腔体605中液体的压力。
62.示例性地，第一旁路液体通道903的一端和第二旁路液体通道904的一端分别与所述两路液体通道液体连通，所述第一旁路液体通道903的另一端和所述第二旁路液体通道904的另一端均与所述供液系统300的出液通路302流体连通，其中，所述第一旁路液体通道903和第二旁路液体通道904上均设置有抗气穴阀以及压力传感器。
63.示例性地，补偿器905经由所述第一旁路液体通道903或所述第二旁路液体通道904与所述背压阀303的入口流体连通。其中，根据压力传感器所获取的压力参数，补偿器905对液压作动装置内部的压力进行补偿，以使其内部的压力维持在一个稳定的范围。
64.由上可见，实施例三通过在伺服阀和作动机构之间的所述两路液体通道之一上设置双模阀，能够在飞行器处于飞行关键阶段时触发所述双模阀工作在所述第一工作模式下，以仅允许液体单向流通，从而避免作动机构错误回收。
65.本发明还提供了一种飞行器，其包括前面所描述的任一液压作动装置。
66.综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。