一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构
一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，包括液压能源系统(1)、伺服控制器(2)、第一通道伺服执行机构(3)、第二通道伺服执行机构(4)、本体和液压阀组(5)。本体和液压阀组(5)上设置有油道，与摆动喷管机构(6)的顶端固定连接，液压能源系统(1)提供液压油，经由油道送至两个通道的伺服执行机构。两个通道的伺服执行机构在伺服控制器(2)的控制下利用液压方式分别带动摆动喷管机构(6)在与其原始轴线相垂直的平面上的两个垂直方向运动，运动合成角度控制摆动喷管机构(6)的俯仰角θ和偏航角ψ。两个通道的伺服执行机构通过预置零位偏移量实现喷管摆心偏移补偿。本发明具有集成度高、轴向尺寸小的特点，可以满足小尺寸空间需求。
发明专利
CN202311431646.0
2023-10-31
CN117469052A
2024-01-30
F02K9/80(2006.01)
上海航天控制技术研究所
孙华旺;马成成;李兴勇;康嘉伟;林秀沪
201109 上海市闵行区中春路1555号
中国航天科技专利中心
陈鹏
上海;31
1.一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：包括液压能源系统(1)、伺服控制器(2)、第一通道伺服执行机构(3)、第二通道伺服执行机构(4)、本体和液压阀组(5)；本体和液压阀组(5)与摆动喷管机构(6)的顶端固定连接，本体和液压阀组(5)上设置有油道，液压能源系统(1)提供液压油，经由所述油道送至第一通道伺服执行机构(3)和第二通道伺服执行机构(4)；第一通道伺服执行机构(3)、第二通道伺服执行机构(4)的两端均同时连接本体和液压阀组(5)和摆动喷管机构(6)的末端，在伺服控制器(2)的控制下利用液压方式分别带动摆动喷管机构(6)在与摆动喷管机构(6)原始轴线相垂直的平面上的两个垂直方向运动，两个方向的运动合成角度控制摆动喷管机构(6)的俯仰角θ和偏航角ψ。 2.根据权利要求1所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的本体和液压阀组(5)安装位置处，在与摆动喷管机构(6)原始轴线相平行的方向上预置位移量Δx，位移量Δx为火箭发动机工作时由于压力所导致的摆动喷管机构(6)所产生的摆心偏移量。 3.根据权利要求2所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的第一通道伺服执行机构(3)、第二通道伺服执行机构(4)的组成结构完全相同。 4.根据权利要求2所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的第一通道伺服执行机构(3)包括高集成非对称液压缸、伺服阀(3.4)、连杆(3.3)、销钉(3.1)、关节轴承(3.2)，高集成非对称液压缸的一端通过销钉(3.1)、关节轴承(3.2)连接连杆(3.3)的下端，连杆(3.3)的上端通过销钉(3.1)、关节轴承(3.2)连接摆动喷管机构(6)的末端，高集成非对称液压缸的另一端连接本体和液压阀组(5)。 5.根据权利要求4所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的高集成非对称液压缸包括伺服阀(3.4)、内衬套(3.5)、电位计(3.6)、非对称活塞(3.7)、端盖(3.8)、电位计螺母(3.9)、下支耳(3.10)，非对称活塞(3.7)为T字形中空结构，安装在本体和液压阀组(5)中，内衬套(3.5)一端与本体和液压阀组(5)固定，内衬套(3.5)另一端伸入非对称活塞(3.7)的中空部分，内衬套(3.5)外壁、非对称活塞(3.7)顶部以及本体和液压阀组(5)内壁共同围成液压缸左容腔(3.16)；端盖(3.8)安装在本体和液压阀组(5)上并与本体和液压阀组(5)内壁、非对称活塞(3.7)外壁共同围成液压缸右容腔(3.17)；电位计(3.6)穿过所述内衬套(3.5)，电位计(3.6)的固定端安装在内衬套(3.5)上，电位计(3.6)的活动杆端通过电位计螺母(3.9)与下支耳(3.10)连接，下支耳(3.10)与非对称活塞(3.7)的底端固定连接；伺服阀(3.4)在伺服控制器(2)的控制下，通过改变液压油的流动方向改变液压缸左容腔(3.16)和液压缸右容腔(3.17)的油量，带动非对称活塞(3.7)产生直线位移；伺服控制器(2)利用电位计(3.6)的活动杆段的位置信号形成位置闭环控制。 6.根据权利要求5所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的非对称活塞(3.7)与本体和液压阀组(5)的接触部分、非对称活塞(3.7)与内衬套(3.5)的接触部分、非对称活塞(3.7)与端盖(3.8)的接触部分均采用动密封(3.12、3.13、3.15)密封。 7.根据权利要求5所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的内衬套(3.5)与本体和液压阀组(5)的接触部分、端盖(3.8)与本体和液压阀组(5)的接触部分均采用静密封(3.11、3.14)密封。 8.根据权利要求5所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的液压能源系统(1)包括电机(1.1)、液压泵(1.2)、钢管(1.3)，通过电机(1.1)驱动液压泵(1.2)旋转排出液压油，通过钢管(1.3)与本体和液压阀组(5)内部的油道连通，为第一通道伺服执行机构(3)、第二通道伺服执行机构(4)提供液压能源。 9.根据权利要求5所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的摆动喷管机构(6)包括第一通道上支耳(6.1)、第二通道上支耳(6.2)、喷管底盘(6.3)和喷管(6.4)，第一通道上支耳(6.1)、第二通道上支耳(6.2)设置在喷管(6.4)的末端，分别用于连接第一通道伺服执行机构(3)的连杆(3.3)上端和第二通道伺服执行机构(4)的连杆上端，喷管底盘(6.3)设置在喷管(6.4)的顶端与本体和液压阀组(5)固定连接。 10.根据权利要求9所述的一种小尺寸双通道矢量喷管液压伺服机构，其特征在于：所述的液压能源系统(1)、伺服控制器(2)、第一通道伺服执行机构(3)的连杆(3.3)下端、第二通道伺服执行机构(4)的连杆下端均通过紧固件与喷管底盘(6.3)固定连接。