本申請涉及航空液壓作動(dòng)，尤其涉及一種直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、直升機(jī)作為一種獨(dú)特的飛行器，兩個(gè)旋翼之間沒有氣動(dòng)重構(gòu)能力，任意一個(gè)旋翼失控，直升機(jī)都將無法操控，導(dǎo)致災(zāi)難性事故，因此，直升機(jī)舵機(jī)必須具備很高的安全性。為了保證直升機(jī)舵機(jī)的高安全性要求，通常設(shè)計(jì)途徑為余度設(shè)計(jì)。三余度舵機(jī)架構(gòu)，監(jiān)控覆蓋率不足，傳感器無法實(shí)現(xiàn)自監(jiān)控，無法滿足更多安全余度需求。四余度舵機(jī)架構(gòu)，舵機(jī)體積大，成本高。

2、因此，有必要提出一種方案以改善上述相關(guān)技術(shù)方案中存在的一個(gè)或者多個(gè)問題。

3、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于加強(qiáng)對本申請的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請實(shí)施例提供一種直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，包括：

2、3×2余度馬達(dá)、3×2余度閥傳感器以及3×2余度筒傳感器；

3、所述3×2余度馬達(dá)包含三個(gè)馬達(dá)，每個(gè)馬達(dá)包含兩路馬達(dá)線圈，每路馬達(dá)線圈接受伺服電流指令，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，閥輸出流量壓力驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒運(yùn)動(dòng)；

4、所述3×2余度閥傳感器包含多個(gè)閥傳感器，每個(gè)閥傳感器均與閥芯相連，用于輸出閥的位移信號(hào)；

5、所述3×2余度筒傳感器包含三個(gè)筒傳感器，每個(gè)筒傳感器的定子繞組采用單輸入雙輸出繞組結(jié)構(gòu)，每個(gè)筒傳感器均輸出兩個(gè)作動(dòng)筒的位移信號(hào)；

6、其中，每路馬達(dá)線圈接受伺服電流指令，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子輸出力矩驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，閥輸出流量壓力驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒運(yùn)動(dòng)，閥傳感器輸出閥的位移信號(hào)，筒傳感器輸出作動(dòng)筒的位移信號(hào)，并反饋到伺服回路的綜合口，形成一路閉環(huán)控制，3×2余度馬達(dá)、3×2余度閥傳感器以及3×2余度筒傳感器共同形成六路閉環(huán)控制。

7、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述三個(gè)馬達(dá)中每個(gè)馬達(dá)包含一個(gè)馬達(dá)定子和兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子，一個(gè)馬達(dá)定子中包含兩路馬達(dá)線圈，每路馬達(dá)線圈同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)。

8、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子和馬達(dá)的輸出軸之間設(shè)有離合器，離合器的離合力矩為每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子額定輸出力矩的1.3-1.5倍。

9、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述三個(gè)馬達(dá)中所有馬達(dá)轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，當(dāng)一個(gè)馬達(dá)的一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障，剩余馬達(dá)轉(zhuǎn)子繼續(xù)以第一力矩驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，第一力矩大于舵機(jī)正常運(yùn)行時(shí)閥轉(zhuǎn)動(dòng)的最小力矩。

10、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述三個(gè)馬達(dá)中，在一個(gè)馬達(dá)的一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障，且另一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子也出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障時(shí)，剩余馬達(dá)轉(zhuǎn)子繼續(xù)以第二力矩驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，第二力矩大于等于舵機(jī)正常運(yùn)行時(shí)閥轉(zhuǎn)動(dòng)的最小力矩。

11、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述3×2余度筒傳感器包含三個(gè)筒傳感器，每個(gè)筒傳感器均輸出兩個(gè)作動(dòng)筒的位移信號(hào)，輸出的作動(dòng)筒的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組筒傳感器比較監(jiān)控對。

12、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述3×2余度閥傳感器包含三個(gè)閥傳感器，每個(gè)閥傳感器的定子繞組采用單輸入雙輸出繞組結(jié)構(gòu)，每個(gè)閥傳感器均輸出兩個(gè)閥的位移信號(hào)，輸出閥的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組閥傳感器比較監(jiān)控對。

13、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述3×2余度閥傳感器包含六個(gè)閥傳感器，每個(gè)閥傳感器的定子繞組采用單輸入單輸出繞組結(jié)構(gòu)，六個(gè)閥傳感器輸出的六個(gè)閥的位移信號(hào)，輸出閥的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組閥傳感器比較監(jiān)控對。

14、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述六路閉環(huán)控制分布于三余度的電氣通道，每個(gè)余度的電氣通道包含一個(gè)馬達(dá)，一個(gè)閥傳感器和一個(gè)筒傳感器。

15、本申請的一示例性實(shí)施例中，所述六路閉環(huán)控制分布于三余度的電氣通道，每個(gè)余度的電氣通道包含一個(gè)馬達(dá)，一組閥傳感器和一個(gè)筒傳感器。

16、本申請?zhí)岢龅囊环N直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，一方面，3×2余度馬達(dá)的電氣余度設(shè)計(jì)，故障容錯(cuò)能力強(qiáng)，能夠容忍兩次馬達(dá)機(jī)械卡滯、五次馬達(dá)電氣故障，提升產(chǎn)品安全性；另一方面，閥傳感器和筒傳感器通過輸出信號(hào)的兩兩比對進(jìn)行比較監(jiān)控，提升故障檢測能力，監(jiān)控覆蓋率達(dá)100%，解決了傳統(tǒng)三余度架構(gòu)、四余度架構(gòu)的匹配性和安全性問題，適用于高可靠性要求的直升機(jī)電傳飛控系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.一種直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，包括：3×2余度馬達(dá)、3×2余度閥傳感器以及3×2余度筒傳感器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述三個(gè)馬達(dá)中每個(gè)馬達(dá)包含一個(gè)馬達(dá)定子和兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子，一個(gè)馬達(dá)定子中包含兩路馬達(dá)線圈，每路馬達(dá)線圈同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子和馬達(dá)的輸出軸之間設(shè)有離合器，離合器的離合力矩為每個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子額定輸出力矩的1.3-1.5倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述三個(gè)馬達(dá)中所有馬達(dá)轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，當(dāng)一個(gè)馬達(dá)的一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障，剩余馬達(dá)轉(zhuǎn)子繼續(xù)以第一力矩驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，第一力矩大于舵機(jī)正常運(yùn)行時(shí)閥轉(zhuǎn)動(dòng)的最小力矩。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述三個(gè)馬達(dá)中，在一個(gè)馬達(dá)的一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障，且另一個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)子也出現(xiàn)機(jī)械卡滯故障時(shí)，剩余馬達(dá)轉(zhuǎn)子繼續(xù)以第二力矩驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，第二力矩大于等于舵機(jī)正常運(yùn)行時(shí)閥轉(zhuǎn)動(dòng)的最小力矩。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述3×2余度筒傳感器包含三個(gè)筒傳感器，每個(gè)筒傳感器均輸出兩個(gè)作動(dòng)筒的位移信號(hào)，輸出的作動(dòng)筒的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組筒傳感器比較監(jiān)控對。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述3×2余度閥傳感器包含三個(gè)閥傳感器，每個(gè)閥傳感器的定子繞組采用單輸入雙輸出繞組結(jié)構(gòu)，每個(gè)閥傳感器均輸出兩個(gè)閥的位移信號(hào)，輸出閥的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組閥傳感器比較監(jiān)控對。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述3×2余度閥傳感器包含六個(gè)閥傳感器，每個(gè)閥傳感器的定子繞組采用單輸入單輸出繞組結(jié)構(gòu)，六個(gè)閥傳感器輸出的六個(gè)閥的位移信號(hào)，輸出閥的位移信號(hào)兩個(gè)一組，形成三組閥傳感器比較監(jiān)控對。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述六路閉環(huán)控制分布于三余度的電氣通道，每個(gè)余度的電氣通道包含一個(gè)馬達(dá)，一個(gè)閥傳感器和一個(gè)筒傳感器。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，其特征在于，所述六路閉環(huán)控制分布于三余度的電氣通道，每個(gè)余度的電氣通道包含一個(gè)馬達(dá)，一組閥傳感器和一個(gè)筒傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本申請是一種直升機(jī)電傳舵機(jī)余度架構(gòu)，包括：3×2余度馬達(dá)，每個(gè)馬達(dá)兩路馬達(dá)線圈，每路馬達(dá)線圈驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，閥輸出流量壓力驅(qū)動(dòng)作動(dòng)筒運(yùn)動(dòng)；3×2余度閥傳感器中每個(gè)閥傳感器輸出閥的位移信號(hào)；3×2余度筒傳感器中每個(gè)筒傳感器的定子繞組采用單輸入雙輸出繞組結(jié)構(gòu)，輸出兩組作動(dòng)筒的位移信號(hào)。本申請3×2余度馬達(dá)的電氣余度設(shè)計(jì)，故障容錯(cuò)能力強(qiáng)，能夠容忍兩次馬達(dá)機(jī)械卡滯、五次馬達(dá)電氣故障，提升產(chǎn)品安全性；閥傳感器和筒傳感器通過輸出信號(hào)的兩兩比對進(jìn)行比較監(jiān)控，提升故障檢測能力，監(jiān)控覆蓋率達(dá)100%，解決了傳統(tǒng)三余度架構(gòu)、四余度架構(gòu)的匹配性和安全性問題，適用于高可靠性要求的直升機(jī)電傳飛控系統(tǒng)。

技術(shù)研發(fā)人員：張偉,樊耀輝,夏立群,謝志剛,馬虎,王奕桐,蘇棟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛行自動(dòng)控制研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/6/26