本發(fā)明涉及一種高度集成壓力平衡式深海電液伺服機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)是應(yīng)用驅(qū)動(dòng)控制器，電機(jī)，柱塞泵，伺服閥，閥塊及壓力平衡裝置組合件，平衡活塞放置筒組成，屬于深海電液伺服技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

液壓系統(tǒng)由于具有大負(fù)載、高比力、自舉性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的飛控及船舶操舵系統(tǒng)中。然而，隨著科學(xué)發(fā)展與技術(shù)革新，其存在的諸如效率低、故障率高、維修成本高等問(wèn)題日益突出。21世紀(jì)以來(lái)，隨著新材料、電機(jī)技術(shù)、控制學(xué)和先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，飛控系統(tǒng)進(jìn)入到了功率電傳(power-by-wire)時(shí)代。作為實(shí)現(xiàn)功率電傳載體——電動(dòng)靜液作動(dòng)器(eha)及電液舵機(jī)(ebha)的研究得到了國(guó)內(nèi)外眾多相關(guān)科研機(jī)構(gòu)的重視。

鑒于上述問(wèn)題，當(dāng)前飛行器、船舶的大功率伺服機(jī)構(gòu)普遍采用液壓閥控的原理，因此，針對(duì)未來(lái)飛行器、船舶等對(duì)高可靠大功率電傳伺服作動(dòng)技術(shù)需求，以及降低能源消耗、減輕體積重量、便于安裝維護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種高度集成電液伺服機(jī)構(gòu)，尤其是機(jī)電液作動(dòng)器的發(fā)展方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述的不足，本發(fā)明提供了這種一種高度集成壓力平衡式深海電液伺服機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種高度集成壓力平衡式深海電液伺服機(jī)構(gòu)，是由桿端球鉸、伸出端活塞桿、缸筒組合件、閥塊及壓力平衡裝置組合件、平衡活塞安裝筒、保護(hù)罩、電氣接口、應(yīng)急管接頭、平衡活塞、排氣閥、注油嘴、泄油閥、耳軸、液壓缸、壓力平衡罐、用戶安裝接口、活塞桿動(dòng)密封、伺服電機(jī)、柱塞泵、閥塊主體件、平衡閥、旁通閥、伺服閥、模式選擇閥、活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋、桿端球鉸螺紋連接孔、活塞安裝處、壓力平衡活塞桿安裝端、壓力平衡活塞桿螺紋連接孔、關(guān)節(jié)軸承、活塞、活塞動(dòng)密封、磁環(huán)支架、位移傳感器固定端、位移傳感器固定孔、壓力平衡油通孔、擋板、壓力平衡活塞桿、內(nèi)部油路孔組成的，其特征在于：桿端球鉸通過(guò)桿端球鉸螺紋連接孔安裝在伸出端活塞桿上，缸筒組合件與閥塊及壓力平衡裝置組合件通過(guò)螺釘連接在一起，閥塊及壓力平衡裝置組合件與平衡活塞安裝筒通過(guò)螺釘連接在一起，平衡活塞安裝在平衡活塞安裝筒內(nèi)，前后兩端分別是海水及壓力平衡油液，壓力平衡油液通過(guò)壓力平衡油通孔進(jìn)入平衡活塞安裝筒內(nèi)，用于整個(gè)系統(tǒng)的壓力平衡，平衡活塞安裝筒后端均勻焊接有四個(gè)擋板，應(yīng)急管接頭安裝在活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋上，電氣接口及保護(hù)罩安裝在用戶安裝接口上，在保護(hù)罩內(nèi)部安裝有排氣閥、注油嘴、泄油閥。

所述伸出端活塞桿與壓力平衡活塞桿是兩個(gè)不同的部件，活塞安裝在活塞安裝處上，壓力平衡活塞桿安裝端與壓力平衡活塞桿螺紋連接孔連接固定，同時(shí)對(duì)活塞31起固定連接作用，關(guān)節(jié)軸承安裝在桿端球鉸上，在活塞上安裝有三道活塞動(dòng)密封，壓力平衡活塞桿一端設(shè)置壓力平衡活塞桿螺紋連接孔，一端開(kāi)有適合磁環(huán)支架安裝的孔徑及位移傳感器移動(dòng)孔，磁環(huán)支架安裝在壓力平衡活塞桿上，位移傳感器固定端與磁環(huán)支架連接，同時(shí)，位移傳感器固定端固定在位移傳感器固定孔上。

所述缸筒組合件將液壓缸及壓力平衡罐整體設(shè)計(jì)，兩個(gè)耳軸分別安裝在液壓缸及壓力平衡罐上，用戶安裝接口與壓力平衡罐整體設(shè)計(jì)，壓力平衡罐在系統(tǒng)內(nèi)作為蓄能器及儲(chǔ)放平衡油液使用，在液壓缸的端口設(shè)計(jì)有三道活塞桿動(dòng)密封。

所述閥塊及壓力平衡裝置組合件將活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋與閥塊主體件整體設(shè)計(jì)而成，柱塞泵與閥塊主體件直連無(wú)管路，直流無(wú)刷電機(jī)與柱塞泵傳動(dòng)連接，兩個(gè)平衡閥、旁通閥、伺服閥及兩個(gè)模式選擇閥安裝在閥塊主體件上，伺服閥一端與應(yīng)急管接頭連接，一端與一個(gè)模式選擇閥連接，作為應(yīng)急備用裝置。

所述壓力平衡罐內(nèi)部平衡高壓油液與活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋通過(guò)內(nèi)部油路孔貫通。

該發(fā)明的有益之處是：采用新型高度集成壓力平衡式深海電液伺服機(jī)構(gòu)代替原常規(guī)閥控伺服機(jī)構(gòu)，由于采用了功率電傳，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功重比大，效率高，同時(shí)摒棄原有的耐壓結(jié)構(gòu)，采用壓力平衡的結(jié)構(gòu)布局，同時(shí)采用雙余度設(shè)計(jì)得思想，從而對(duì)深海舵機(jī)的高可靠大功率電傳伺服作動(dòng)技術(shù)以及降低能源消耗、減輕體積重量、便于安裝維護(hù)提供了很好的技術(shù)支撐，并且當(dāng)系統(tǒng)一條通道故障時(shí)，可通過(guò)模式選擇閥迅速隔離，另一通道單獨(dú)完成工作任務(wù)，可靠性、安全性大大提高，從而可靠性、壽命和安全性大大提高。

附圖說(shuō)明

附圖1為深海電液伺服機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖；

附圖2為深海電液伺服機(jī)構(gòu)側(cè)面結(jié)構(gòu)圖；

附圖3為深海電液伺服機(jī)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)圖；

附圖4為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的缸筒組合件結(jié)構(gòu)圖；

附圖5為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的缸筒組合件局部結(jié)構(gòu)圖；

附圖6為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的閥塊及壓力平衡裝置組合件結(jié)構(gòu)圖；

附圖7為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的伸出端活塞桿結(jié)構(gòu)圖；

附圖8為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的壓力平衡活塞桿結(jié)構(gòu)圖；

附圖9為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的活塞桿整體安裝結(jié)構(gòu)圖；

附圖10為深海電液伺服機(jī)構(gòu)的平衡活塞安裝筒結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1、桿端球鉸，2、伸出端活塞桿，3、缸筒組合件，4、閥塊及壓力平衡裝置組合件，5、平衡活塞安裝筒，6、保護(hù)罩，7、電氣接口，8、應(yīng)急管接頭，9、平衡活塞，10、排氣閥，11、注油嘴，12、泄油閥，13、耳軸，14、液壓缸，15、壓力平衡罐，16、用戶安裝接口，17、活塞桿動(dòng)密封，18、伺服電機(jī)，19、柱塞泵，20、閥塊主體件，21、平衡閥，22、旁通閥，23、伺服閥，24、模式選擇閥，25、活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋，26、桿端球鉸螺紋連接孔，27、活塞安裝處，28、壓力平衡活塞桿安裝端，29、壓力平衡活塞桿螺紋連接孔，30、關(guān)節(jié)軸承，31、活塞，32、活塞動(dòng)密封，33、磁環(huán)支架，34、位移傳感器固定端，35、位移傳感器固定孔，36、壓力平衡油通孔，37、擋板，38、壓力平衡活塞桿，39、內(nèi)部油路孔。

具體實(shí)施方式

一種高度集成壓力平衡式深海電液伺服機(jī)構(gòu)，是由桿端球鉸1、伸出端活塞桿2、缸筒組合件3、閥塊及壓力平衡裝置組合件4、平衡活塞安裝筒5、保護(hù)罩6、電氣接口7、應(yīng)急管接頭8、平衡活塞9、排氣閥10、注油嘴11、泄油閥12、耳軸13、液壓缸14、壓力平衡罐15、用戶安裝接口16、活塞桿動(dòng)密封17、伺服電機(jī)18、柱塞泵19、閥塊主體件20、平衡閥21、旁通閥22、伺服閥23、模式選擇閥24、活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋25、桿端球鉸螺紋連接孔26、活塞安裝處27、壓力平衡活塞桿安裝端28、壓力平衡活塞桿螺紋連接孔29、關(guān)節(jié)軸承30、活塞31、活塞動(dòng)密封32、磁環(huán)支架33、位移傳感器固定端34、位移傳感器固定孔35、壓力平衡油通孔36、擋板37、壓力平衡活塞桿38、內(nèi)部油路孔39組成的，其特征在于：桿端球鉸1通過(guò)桿端球鉸螺紋連接孔26安裝在伸出端活塞桿2上，缸筒組合件3與閥塊及壓力平衡裝置組合件4通過(guò)螺釘連接在一起，閥塊及壓力平衡裝置組合件4與平衡活塞安裝筒5通過(guò)螺釘連接在一起，平衡活塞9安裝在平衡活塞安裝筒5內(nèi)，前后兩端分別是海水及壓力平衡油液，壓力平衡油液通過(guò)壓力平衡油通孔36進(jìn)入平衡活塞安裝筒5內(nèi)，用于整個(gè)系統(tǒng)的壓力平衡，平衡活塞安裝筒5后端均勻焊接有四個(gè)擋板37，應(yīng)急管接頭8安裝在活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋25上，電氣接口7及保護(hù)罩6安裝在用戶安裝接口16上，在保護(hù)罩6內(nèi)部安裝有排氣閥10、注油嘴11、泄油閥12。

所述伸出端活塞桿2與壓力平衡活塞桿38是兩個(gè)不同的部件，活塞31安裝在活塞安裝處27上，壓力平衡活塞桿安裝端28與壓力平衡活塞桿螺紋連接孔29連接固定，同時(shí)對(duì)活塞31起固定連接作用，關(guān)節(jié)軸承30安裝在桿端球鉸1上，在活塞31上安裝有三道活塞動(dòng)密封32，壓力平衡活塞桿38一端設(shè)置壓力平衡活塞桿螺紋連接孔29，一端開(kāi)有適合磁環(huán)支架33安裝的孔徑及位移傳感器移動(dòng)孔，磁環(huán)支架33安裝在壓力平衡活塞桿38上，位移傳感器固定端34與磁環(huán)支架33連接，同時(shí)，位移傳感器固定端34固定在位移傳感器固定孔35上。

所述缸筒組合件3將液壓缸14及壓力平衡罐15整體設(shè)計(jì)，兩個(gè)耳軸13分別安裝在液壓缸14及壓力平衡罐15上，用戶安裝接口16與壓力平衡罐15整體設(shè)計(jì)，壓力平衡罐15在系統(tǒng)內(nèi)作為蓄能器及儲(chǔ)放平衡油液使用，在液壓缸14的端口設(shè)計(jì)有三道活塞桿動(dòng)密封17。

所述閥塊及壓力平衡裝置組合件4將活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋25與閥塊主體件20整體設(shè)計(jì)而成，柱塞泵19與閥塊主體件20直連無(wú)管路，直流無(wú)刷電機(jī)18與柱塞泵19傳動(dòng)連接，兩個(gè)平衡閥21、旁通閥22、伺服閥23及兩個(gè)模式選擇閥24安裝在閥塊主體件20上，伺服閥23一端與應(yīng)急管接頭8連接，一端與一個(gè)模式選擇閥24連接，作為應(yīng)急備用裝置。

所述壓力平衡罐15內(nèi)部平衡高壓油液與活塞桿壓力平衡筒及缸底蓋25通過(guò)內(nèi)部油路孔39貫通。

該裝置工作原理：伺服電機(jī)18帶動(dòng)柱塞泵19轉(zhuǎn)動(dòng)，伸出端活塞桿2動(dòng)作，整個(gè)系統(tǒng)的油液在閥塊主體件20及閥塊及壓力平衡裝置組合件4內(nèi)流動(dòng)，無(wú)需管連接，當(dāng)主動(dòng)裝置發(fā)生故障，兩個(gè)模式選擇閥24相反動(dòng)作，伺服閥啟動(dòng)，由外部油液連通應(yīng)急管接頭，保證裝置的正常動(dòng)作。

為保證內(nèi)外壓力平衡，在系統(tǒng)內(nèi)部充入高壓油液，本裝置將閥塊及壓力平衡裝置組合件4及伸出端活塞桿2的壓力平衡活塞桿放在高壓油液內(nèi)部，通過(guò)平衡活塞9與外部海水隔離的辦法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的壓力平衡。

對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對(duì)實(shí)施方式所進(jìn)行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。