专利名称:有平衡输出的液压促动器系统的制作方法
本发明一般有关液压促动器系统，具体涉及用平衡连接的多个促动器的液压促动器系统。
液压促动器，特别是用来定位的装置，例如控制飞机翼面时使被促动器械定位的装置，常常成对使用。每一对里的一个促动器可以独立地给器械定位，因此，当一个促动器发生故障时，另一个乃可保持对器械的控制。当一个促动器不能单独提供足够的输出力来推动被促动的器械时，也需要有促动器对。在这两种情况下，重要的是把两促动器输出之间的配合失调减少到最低程度。换言之，就是促动器的冲程必须稳定。当促动器在并排的方向上平行刚性连接时，促动器输出的这种配合失调，造成系统中促动器的负荷分担不平均，使整个促动器系统偏向一侧。熟悉本行技艺的人理解不平均的分担会使承担大负荷的促动器过度受力，而系统的侧向偏转不但会使促动器受到某种方式的机械负荷，使其不能提供有用的促动器输出，而且往往使柱塞在动力缸中咬死，从而影响促动器的可靠性和使用寿命。
在多数情况下，刚性连接的液压促动器之间的输出配合失调，是因为促动器的加压不均恒。典型的情况是系统的各个促动器由一个相关的控制阀控制，该阀可以按选择从促动器柱塞的一侧输入加压液体，而从另一侧排泄压液。促动器通常和阀有机械连接，使促动器有将阀调零的动作。切断促动器的继续加压或排泄。当促动器系统操纵一个飞机飞行控制翼面时，这种控制阀有与之相关的极大压力增益。就是，在阀的调节有极小的变化时，可以促使促动器的加压产生极大的变化，因而促动器的输出有极大的变化。事实上，与这种控制阀有连系的压力增益，经常是很高的，使得一对调零的促动器产生作用力对抗。这时，使两个促动器各向相反的方向加压一个向着伸长的方向加压，而另一个则向退缩的方向加压。这当然对促动器加了对于促动器系统输出不起有益作用的负荷，并且抑制了促动器对输出信号的反应，因为促动器输出必须修正控制阀的错误调节才能作出有用的工作。
在现有技术领域：
中，为了作到多促动器系统的平衡运转，使用过各种技术。在这些技术中有一种使用一个额外的液压控制器，这器械也叫“压力同步系统”，用以解决控制阀造成的促动器不均衡。在史密斯等人的美国第4.231，284号专利中，提出了一种有特殊联动装置的促动器对，这种联动装置利用一根反馈杠杆，当促动器侧向偏折时，该反馈杠杆侧向变形，重行调节控制阀，以得到均衡的促动器加压。虽然这技术可能在改善平衡的促动器运转方面比压力同步系统更为可取，但是，在需对促动器作重复反馈时，单独一根反馈杠杆便可能不相宜了。此外，史密斯等人的联动装置必需能接受相当大的侧向负荷和变形才能正确运转。在不能容许有这样的负荷和/或变形时，就要求有其他的措施代替史密斯等人的系统。在用控制阀来平衡促动器加压方面作提高精确性的试探未尝间断，而本说明书中提出的发明已取得成功。
本发明的目的是提出一种刚性连接的、平行液压促动器的改进系统。
本发明的另一个目的，是提出一种液压促动器系统，其特点为提高系统中使用的促动器输出的稳定性。
本发明的另一个目的，是提出一种液压促动器系统，在促动器和控制促动器加压的阀之间有许多的反馈。
本发明的又一个目的是提出一种液压促动器系统，在采用此系统时，不管是由于促动器的不平衡运转，还是由于利用从促动器向促动器控制阀供给机械反馈信号而造成的侧向负荷，都可以减为最低。
本发明还有一个目的是提出一种液压促动器系统，其特点为可以提高运转的精确度和简化结构。
上文所述的各种目的，以及尚有其他的目的，均可由本发明取得。在本发明的促动器系统中，每一对刚性连接的平行液压促动器一般有一根纵向的分立反馈杠杆，独立地将一个机械反馈信号从促动器向与之连系的控制阀传递，从而调节控制阀，使促动器之间的不平衡减到最低程度，同时，把促动器和与促动器相连的联动装置上的侧向负荷减少很多。由于联动装置上的侧向负荷减低，便提高了从促动器传递到与该促动器有关的控制阀的反馈信号的精确度。此外，因为采用了独立的反馈杠杆，所以，一个反馈联动装置的运转失灵，不会对任何其他的联动装置、促动器或控制阀的运转有不利的影响。在理想的实施方案中，两反馈杠杆在其侧向隔开的相邻的端部外，用枢轴和促动器柱塞推杆的端部连接。反馈杠杆的相对两端，和一对用枢轴安装在促动器压力缸上的分立惰轮杠杆相连。有一个输入联动装置也和惰轮杠杆相连，并将控制阀和一个向控制阀供给机械输入信号的装置连接。惰轮杠杆有一对连接臂安装在它上面，从惰轮杠杆向内延伸。连接臂可以增加促动器连接装置的侧向强度。连接臂的自由端之间可以用销子连在一起，以限制连接臂之间的相对旋转运动。
图1为本发明促动器系统的侧视图;
图2为促动器系统的顶视图;
图3为促动器系统的立体图，概略表示促动器和用以与促动器配合的控制阀之间的液体管路的细节，图中所示为系统的平衡运转形式;
图4为图3所示的，促动器和反馈联动装置的简略顶视图;
图5为与图3相似的立体图，但是不同之处乃在表示不平衡的运转形式，并用向系统中所用的液压控制阀供给反馈信号作修正的情况;
图6为图5所示的促动器和反馈联动装置的简略顶视图;
图7为与图5相似的立体图，但表示的是向相反方向的不平衡运转形式，用向液压控制阀供给的反馈作修正;
图8为图7所示的促动器和反馈联动装置的简略顶视图。
如附图所示，本发明的液压促动器系统，其一般形式如标号10所示，有一对平行的并排安放的液压促动器15和20。为了便于讨论，假定每一个促动器有一个液压缸，其中有一个往复移动的柱塞25和连杆30，连杆上有促动器输出组件，这些在图3、5、7中清晰可见。两个液压缸可以用整体形成的办法，铸造或锻造成一个组件，然后进行机加工。也可以用铸造或煅造技术分别制造，然后合并装配，如用图中35处的螺栓装配。促动器对的端部40有一个有眼的耳圈，用这耳圈把促动器系统通过适当尺寸的U形环连接器(图中未示)固定在基础上，连杆30的自由端用第二个耳圈45连接。这耳圈45上有横向隔开的直立臂47。由这促动器系统10操作的器械用耳圈45和促动器系统连接。
熟悉本行技艺的人将理解促动器15和20按通常的方式工作，在液压缸右端加压时(如图3、5和7所示)，左端排泄，使促动器伸长，于是柱塞推杆和耳圈45向外移动。与此相似，在液压缸的左端加压时，其右端排泄，使促动器退缩，从而柱塞推杆及耳圈45向里移动。促动器15和20的加压和排泄，分别由控制阀50及55控制，每一个控制阀有一个在壳体60里滑动的阀柱57，壳体有进口65，排液口67和出口孔70及75。出口孔70通过液体管路80和促动器15及20的左手(外)端相连，控制阀的出口孔75通过管路85和促动器15及20的另一端相连。如图1及图2所示，阀壳可以和促动器的压力缸形成一个整体，但这不是本发明的必须条件。
相应的控制阀阀柱的端部为一个U形环，用枢轴和连杆95的中间部份连接，连杆95用枢轴在促动器压力缸的100处上定位。连杆95的另一端为U形环105，用枢轴和连杆110连接。如图示，连杆110的长度可以调节，每一根上有套管螺丝115，使连杆95和一个输入联动装置117相连。输入联动装置117有一个多臂杆，其上有竖立的臂杆120。向促动器系统输入的机械输入信号，便通过图中用虚线125简单示意的联动装置，传送到竖杆120上。竖杆120的下部未端，为一共体的横臂130，后者的两端形成U形环135和向下伸展的共体杆臂140。杆臂140尾端形成U形环145，用枢轴和连杆110相连。U形环135通过枢轴与支撑在减臂轴承152的惰轮联动装置150相连。该惰轮联动装置包括一对惰轮杠杆155。插在输入连接装置117壳体部份157中的短轴156，在惰轮杠杆155中松弛穿过，通过限制联动装置117相对于惰轮杆的旋转运动，限制联动装置117的输入冲程。每一根惰轮杠杆在相应的一个压力缸的160处以枢轴形式定位，惰轮杠杆并有附在上面的向内部伸展的斜臂165。两斜臂165在167处用短轴或其他的转轴方式连在一起，以提高惰轮联动装置的侧向强度。惰轮臂与压力缸的连接和两斜臂165之间的连接有共同的轴线。惰轮杠杆155上部的尾端通过枢轴175与有横向距离的分立的第一和第二反馈用枢轴和耳圈45上的竖立臂47连接。
为了便于说明，假定促动器系统10保持平衡，这系统的运转方式如下参看图3及图4、有一个机械输入信号通过一个连接装置125，传递给输入联动装置117，使输入联动装置117绕它和惰轮联动装置150在U形环135处的连接点旋转。这样的旋转使可调连杆110作轴向运动，从而推动连杆95绕它的定位连接点100旋转，并调节控制阀阀柱的位置。这种对图3所示的位置的调节，增高了促动器15和20相应端的压力，而使另一端因排液而减压、从而使柱塞推杆30运动。因此耳圈45推动被促的器械，这运动对反馈杠杆180和185作推或拉，从而推动惰轮杠杆155，绕它和促动器压力缸定位的连接点旋转，并使输入联动装置117绕它和杠杆125的连接点旋转。输入联动装置的这种运动推动连杆110和连杆95，把控制阀的阀柱重新定位，从而在连杆25和30完成了要求的动作后，将控制阀调零，如图3所示，通过管路80和85阻止压力缸再加压或排泄。
如已在上文论述，由于制造时的允许误差造成的。促动器相互时的(输出)力的配合失调，以及由之而产生的缺陷是无可避免的，而且在调零后，促动器之间作用力的对抗也是不可避免的。促动器输出的配合失调，或作用力对抗，在图5-8中有图示意。上文已有论述，如本处所表述的那种促动器系统的输出配合失调，是由促动器间加压不均衡的结果。这种系统里的平行促动器之间的作用力对抗，作为阐述起见，可以作为促动器之间输出配合失调的极端举例来看待。假使对控制阀调节错误，从它们调零的位置变为加压和排泄的相对的二个极端位置，即一个促动器的一端加压，而另一个促动器的相应端排泄，那么在这种调零的促动器对中就要出现作用力的对抗。这情况如图6所示，图中阀55的阀柱被从调零的位置错误调节，使液压缸20的左端加压而右端排泄。和这情况相似，处于调零状态的控制阀50被错误调节，使促动器15的右端加压，而其左端排泄。在促动器中这种向相反的方向加压，造成促动器系统中箭头200所表示做力矩(见图5)，促使整个系统有象图中所示的弯曲。同样，假如对阀55和60作了从调零状态向相反方向的错误调节，对促动器作了相反方向的加压，便给予系统以图7箭头205所示方向的扭矩，从而促使整个系统作如图8所示的弯曲。图6和图8所示的系统弯曲，为了便于表达和讨论，是经过夸张的。
在已有技术领域：
中，为了针对输出配合失调和作用力对抗，争取保持稳定的加压和系统输出，采取的措施是利用压力同步系统和可变形反馈联动装置。根据本发明，使用独立的，一般纵向伸展，有横向间隔的分立反馈杠杆180和185，便可以避免上文所述讨论，已有技艺领域里的系统上的缺点。参看图5和6，在图6所示的系统挠曲的情况下，反馈杠杆180一般被相对于系统的各连接点，向左侧推动，而反馈杠杆185则被纵向拉向右侧。这些动作把惰轮杠杆向相反的方向转动，从而，由于控制阀通过连杆95及110、和输入连动装置117的杆臂140与惰轮杠杆连接，对控制阀55和60重新调整。这种调节由控制阀50的阀元件向左移动，控制阀55的阀组件向右移动表明。这样造成了图5所示的控制阀调定，减低促动器加压端的压力，而增高促动器排泄端的压力，从而把促动器之间的作用力对抗下降到最低限度，结果减小了系统的挠曲。熟悉本行技艺的人会了解，系统在图7和图8所示的状况下的挠曲，也会有相似的减低。
于是可以认识到有了独立的，有横向间隔的分立反馈杠杆，可以不用附加的压力同步系统，不给促动器系统里所用的任何联动装置造成侧向变形，而把控制阀的失调的定位重新调整，以提高运转的精确度和可重复性。此外，独立反馈杠杆还有提供重复信号的系统，这在使用单一的可侧向变形的反馈联动装置的已有技艺领域中是没有的。虽然惰轮臂向相反方向的旋转，会造成输入联动装置在与系统纵向轴平行的平面内略微转动，但这种转动的幅度是微小的，并很容易被在惰轮臂和输入联动装置连接处的减摩轴承吸收去的。同样，在反馈杠杆和耳圈45的连接处，以及在反馈杠杆和惰轮联动装置的连接处的减摩轴承(假如配备了的话)的自由浮动，可以调节在平行于系统纵向轴线的平面里的那些组件间的旋转运动。虽然在这系统的运转中，不要求任何联动装置作侧向的变形，但是在控制阀被反馈杠杆重行调节以前，系统确实经受到一些侧向的负荷。为了提高联动装置耐受这种负荷的强度，要使从惰轮杠杆155悬垂的斜臂165互相挤压贴合，以对抗这种负荷，而使系统的这些组件不发生较大的变形。惰轮臂之间的短轴连接，使它们之间必要的相对旋转运动得以实现，这种运动是因为反馈杠杆的相反方向的纵向运动，而产生惰轮臂向相反方向的旋转所造成。但是，由于惰轮臂的短轴连接和主惰轮杠杆在促动器压力缸上的定位连接点160是同轴线布置，惰轮臂之间的旋转运动可以保持最低量。这种旋转运动幅度之低微，因此可以用一根简单的短轴把惰轮臂165连接，毋需使用旋转轴承。
在把本发明的一个特殊实施方案作了叙述和图解后，便可以认识到凡是熟悉本行技艺的人，根据本文中的叙述和绘图，都能得到启发作出各种修改。例如，当本文介绍特定的枢轴连接和组件形式时，应可能看到，对其他的类似形式的枢轴连接和组件形式也已经考虑到了的。以下的权利要求
，目的在于概括一切属于本发明的精神实质和范围内的修改方案。
勘误表
补正85103699 CPME854185
勘误表
勘误表
权利要求
1、一种液力促动器系统，内有一对平行放放置的液压促动器(10，20)，每具促动器有一个压力缸，与另一个促动器的压力缸有刚性连接，并有一个输出元件(30)，可作相对于压力缸的往复位移，这输出元件与另一促动器的输出元件(90)刚性连接；
上述促动器系统又有一对控制阀(50，55)，各控制毗连的促动器(10，20)的加压；
一个惰轮联动装置(150)；
一个输入联动装置(117)与上述控制阀(50，55)连接，并和上述惰轮联动装置(150)相连，以便在其上运动，上述输入联动装置(117)可以把一个输入信号同时传递到两个上述的控制阀(50，55)上；
有一个反馈联动装置和上述输出元件(30，30)连接，并连接上述惰轮联动装置(150)，以便按照上述输出元件(30，30)的动作作出反应，从而通过上述惰轮及输入联动装置(150，117)，向上述控制阀(50，55)供给一个反馈信号；上述液压促动器系统有特点如下
上述惰轮联动装置(150)有第一和第二个独立活动的分立惰轮杠杆(155，155)，分别用枢轴在上述第一和第二个促动器(10，20)上定位；
上述反馈联动装置有第一和第二横向隔开的分立反馈杠杆(180，185)，分别和第一及第二惰轮杠杆(155，155)用枢轴连接，并和上述输出元件相连；
因此，造成上述相连输出元件(30，30)纵向位移的上述促动器系统的不平衡运转，促使上述反馈杠杆(180，185)作被此相对的独立纵向位移，给上述控制阀(50，55)单独而反复地传送上述反馈信号，不但可提高准确度和预测性，而且可以降低联动装置的应力。
2、如权利要求
第1项中的液压促动器系统，特点为上述输出元件(30，30)有一对一般为平行的柱塞推杆，在其相邻的端部用一个连结器连接，上述反馈杠杆(180，185)在其横向间隔的位置上，用枢轴与上述连结器相连。
3、如权利要求
第1项中之液压促动器系统，特点为每一根上述惰轮杠杆(155，155)有一根附在它上面的向内伸展的杆臂(165)，上述惰轮杠杆(155，155)的相应端，和上述液压缸相连，而上述杆臂(165，165)的自由端相互连结、彼此压靠在一起，因此当上述惰轮联动装置(150)承受侧向负荷时，以提高其侧向强度。
4、如权利要求
第3项中之液压促动器系统，特点为上述惰轮臂(165，165)的互相连接，以及上述惰轮杠杆(155，155)和促动器压力缸连接的位置，一般都在共同的轴线上。
5、如权利要求
第3项中之液压促动器系统，其特点为在上述惰轮杆臂(165，165)之间，有无轴承的旋转连接，使它们之间有有限的相对旋转运动。
专利摘要
一个平行放置的液压促动器(15)及(20)系统(10)，其中有一对有横向间距的纵向伸展、分立反馈杠杆(180)及(185)，分别向一对促动器控制阀(50)及(55)供给反馈信号，有提高的准确性并能使系统的侧向负荷降为最低。
文档编号F15B11/22GK85103699SQ85103699
公开日1986年11月12日 申请日期1985年5月14日
发明者巴恩斯 申请人:联合工艺公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan