专利名称：六自由度运动模拟器故障保护与退出装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及六自由度运动模拟器的故障保护与故障处理领域。
(二)技术背景六自由度运动模拟器通常采用液压伺服系统作为动力驱动部分，通过控制六个液压缸的运动实现六个自由度的运动，它是一种模拟路况、海况以及航天飞行器在一定空间范围内六个自由度运动的环境模拟装置，广泛应用于陆地及航天领域。而当六自由度运动模拟器发生故障时，需要通过液压伺服系统来完成故障保护，使运动模拟器处于安全的位置。而目前市场上尚没有一种针对六自由度运动模拟器的故障保护与故障处理的保护装置。
发明内容本发明提供了一种用于六自由度运动模拟器的故障保护与退出装置。
本发明的目的是这样实现的它包括安装在六自由度运动模拟器伺服阀和液压缸之间的供油回路上的主回路液控单向阀、设置在液压回路和液压缸之间控制回路上的退出功能电磁换向阀、连接退出功能电磁换向阀的退出回路液控单向阀、连接退出回路液控单向阀的节流阀和设置在锁紧回路上的锁紧电磁换向阀，主回路液控单向阀的控制端连接锁紧电磁换向阀连接供油回路，锁紧回路上设置有锁紧回路控制电路。
本发明还包括这样一些结构特征1、所述的退出回路液控单向阀连接锁紧电磁换向阀连接供油回路；2、所述的锁紧回路控制电路为报警信号由逻辑转换控制器IC1的1和2脚输入，经过IC1的逻辑处理由3脚输出，该信号输入总线控制器IC2的控制端、即IC2的1脚和19脚，计算机控制器通过IN1-IN8输入通过1Y1-1Y4和2Y1-2Y4输出控制OUT1-OUT8的电平，输出连接电阻R3-R10连接锁紧电磁换向阀7。
本发明采用液控单向阀实现故障保护，利用液压退出回路实现故障后六自由度运动模拟器的退回。系统发生故障时，液控单向阀关闭，使液压缸处于当前位置，从而保证六自由度运动模器停在安全的位置，实现六自由度运动模拟器的故障保护。然后通过退出回路的电磁换向阀实现液压缸的缩回，使六自由度运动模拟器退出到最低位置。系统的锁紧保护是系统的保护之一，其作用是将六自由度平台固定于当前位置，避免其出现故障。在此基础上，才能利用退出部分将系统退回到安全位置。
本发明在液压缸的伺服阀块上设计了一种用于六自由度运动模拟器的故障保护与退出装置，它可以实现系统发生故障时的安全保护，本发明结构简单、实现方便、性能可靠，能够大大提高提高系统的安全性。
图1为本发明故障保护与退出装置液压原理图；图2为具有故障保护与退出装置的伺服液压缸的结构示意图；图3为锁紧电路控制原理图；图4为退出阀驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明结合图1-2，本实施例包括安装在六自由度运动模拟器伺服阀1和液压缸6之间的供油回路上的主回路液控单向阀5、设置在液压回路和液压缸6之间控制回路上的退出功能电磁换向阀2、连接退出功能电磁换向阀2的退出回路液控单向阀4、连接退出回路液控单向阀4的节流阀3和设置在锁紧回路上的锁紧电磁换向阀7，主回路液控单向阀5的控制端连接锁紧电磁换向阀7连接供油回路，锁紧回路上设置有锁紧回路控制电路。
主回路液控单向阀5安装在伺服阀1和液压缸6之间，通过锁紧功能电磁换向阀7控制主回路液控单向阀5通断。锁紧功能电磁换向阀7通电时，主回路液控单向阀5开启，伺服阀控制液压缸运动；当系统发生故障时，锁紧功能电磁换向阀7断电，主回路液控单向阀5关闭，使液压缸停止运动，从而使运动模拟器处于安全的位置，实现系统的故障保护。
退出功能电磁换向阀2、节流阀3和退出回路液控单向阀4构成液压退出回路，与故障时具有固定阀芯偏移的伺服阀共同实现退出功能。系统发生故障停在某个位置后，伺服阀芯处于使液压缸上腔通高压的位置，此时使退出功能电磁换向阀2通电，退出回路液控单向阀4开启，液压缸缩回，使六自由度运动模拟器退出到最低位置。实现六自由度运动模拟器的安全退出。
锁紧回路的电控原理图如图3所示，锁紧功能电磁换向阀7的控制可以由控制器(即计算机系统的数字I/O独立控制通过IN1-IN8输入)单路控制六自由度运动模拟器的单个锁紧回路，也可以接收外围控制信号，同时控制所有回路的锁紧回路(通过ADVISE IN1或ADVISEIN2控制)，实现台体的同步锁紧。
具体的工作原理为，报警信号由逻辑控制与非门IC1(可以同时为多个回路提供控制功能)的1和2脚输入，经过IC1的逻辑处理由3脚输出，该信号控制总线控制器IC2的控制端即IC2的1脚和19脚，当1和19脚为“0”时，计算机控制器可以通过IN1-IN8输入通过1Y1-1Y4和2Y1-2Y4输出控制OUT1-OUT8的电平，控制锁紧电磁阀的通断。当IC2的1和19脚为高电平时1Y1-2Y4脚不受IN1-IN8的控制，输出由电阻R3-R10下拉至低电平，从而控制锁紧功能电磁换向阀7最终控制主回路液控单向阀5切断油路，使六自由度运动模拟器停止与当前位置(即锁紧)。
结合图4，退出回路由控制器的数字I/O驱动光电耦合器直接驱动退出功能电磁换向阀2，驱动电路IC3的输入端通过电阻R1输入到IC3的2脚，经光电耦合器控制退出功能电磁换向阀2的输出。
权利要求
1.一种六自由度运动模拟器故障保护与退出装置，其特征在于它包括安装在六自由度运动模拟器伺服阀和液压缸之间的供油回路上的主回路液控单向阀、设置在液压回路和液压缸之间控制回路上的退出功能电磁换向阀、连接退出功能电磁换向阀的退出回路液控单向阀、连接退出回路液控单向阀的节流阀和设置在锁紧回路上的锁紧电磁换向阀，主回路液控单向阀的控制端连接锁紧电磁换向阀连接供油回路，锁紧回路上设置有锁紧回路控制电路。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度运动模拟器故障保护与退出装置，其特征在于所述的退出回路液控单向阀连接锁紧电磁换向阀连接供油回路。
3.根据权利要求1或2所述的一种六自由度运动模拟器故障保护与退出装置，其特征在于所述的锁紧回路控制电路为报警信号由逻辑转换控制器IC1的1和2脚输入，经过IC1的逻辑处理由3脚输出，该信号输入总线控制器IC2的控制端、即IC2的1脚和19脚，计算机控制器通过IN1-IN8输入通过1Y1-1Y4和2Y1-2Y4输出控制OUT1-OUT8的电平，输出连接电阻R3-R10连接锁紧电磁换向阀。
全文摘要
本发明提供了一种用于六自由度运动模拟器的故障保护与退出装置。它包括安装在六自由度运动模拟器伺服阀和液压缸之间的供油回路上的主回路液控单向阀、设置在液压回路和液压缸之间控制回路上的退出功能电磁换向阀、连接退出功能电磁换向阀的退出回路液控单向阀、连接退出回路液控单向阀的节流阀和设置在锁紧回路上的锁紧电磁换向阀，主回路液控单向阀的控制端连接锁紧电磁换向阀连接供油回路，锁紧回路上设置有锁紧回路控制电路。本发明在液压缸的伺服阀块上设计了一种用于六自由度运动模拟器的故障保护与退出装置，它可以实现系统发生故障时的安全保护，本发明结构简单、实现方便、性能可靠，能够大大提高提高系统的安全性。
文档编号F15B20/00GK1975806SQ20061015113
公开日2007年6月6日 申请日期2006年12月13日 优先权日2006年12月13日
发明者韩俊伟, 叶正茂, 丛大成, 姜洪洲, 张辉, 靳军, 何景峰, 黄其涛, 郑淑涛, 赵新通, 代小林, 关广丰 申请人:哈尔滨工业大学