一种火箭摆杆的液压控制系统

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，特别是指一种火箭摆杆的液压控制系统。

背景技术

火箭摆杆是火箭发射支持系统中的重要设备，主要用于提供液体燃料加注管路、连接电缆、空调管路等设备的支撑和固定，并在发射前，当电缆插头、电连接器等设备脱离后，将其摆动到安全范围，为火箭起飞让开安全通道。目前火箭摆杆采用的液压系统，冗余度不高，若其中某执行机构发生故障时，会干扰火箭飞行通道，甚至造成飞行任务失败。

发明内容

本发明提供一种火箭摆杆的液压控制系统。解决了传统火箭摆杆的液压系统的冗余度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明的实施例提供一种火箭摆杆的液压控制系统，包括：

至少一个液压缸和至少一个液压马达，所述液压缸和所述液压马达均可控制火箭摆杆的转动；

其中，每个液压缸均连接一个第一控制模块，每个所述液压马达均连接一个第二控制模块；

每个所述第一控制模块和每个所述第二控制模块均与能源供给模块连接；

当任一个液压缸或液压马达工作时，其余液压缸与液压马达均跟随工作的液压缸或工作的液压马达自由转动。

可选的，所述液压缸的第一端与火箭摆杆固定连接，所述液压缸的第二端与支撑台固定连接，所述液压缸通过第一端的伸缩，控制所述火箭摆杆的转动；

所述液压马达设置在所述火箭摆杆与发射台的连接处，所述液压马达通过传动轴和减速器将所述火箭摆杆与所述发射台连接，所述液压马达通过所述传动轴控制所述火箭摆杆在发射台上的转动。

可选的，所述第一控制模块包括：第一油路、第二油路以及第一电磁比例阀；

其中，所述第一油路的出油口与所述液压缸的无杆腔连通，所述第二油路的出油口与所述液压缸的有杆腔连通；

所述第一油路的进油口和第二油路的进油口分别与第一电磁比例阀连通，所述第一电磁比例阀与所述能源供给模块的高压出液油路和所述能源供给模块的回油路连通。

可选的，所述第一控制模块还包括：

设置在所述第一油路上的第一液控单向阀，所述第一液控单向阀的出油口与所述液压缸的无杆腔连通，所述第一液控单向阀的进油口与所述第一电磁比例阀连通；

设置在所述第二油路上的第二液控单向阀，所述第二液控单向阀的出油口与所述液压缸的有杆腔连通，所述第二液控单向阀的进油口与所述第一电磁比例阀连通。

可选的，所述第一控制模块还包括：

第一先导油路，所述第一先导油路的出油口分别与所述第一液控单向阀的出油口、所述第一液控单向阀的进油口、所述第二液控单向阀的出油口以及所述第二液控单向阀的进油口连通；

所述第一先导油路的进油口通过第一电磁换向阀和第一减压阀与所述高压出液油路连通。

可选的，所述第一控制模块还包括：第二电磁换向阀和第三电磁换向阀；

其中，所述第二电磁换向阀的进油口与第一液控单向阀的进油口连通，所述第二电磁换向阀的出油口与第二液控单向阀的进油口连通；

所述第三电磁换向阀的进油口与所述第二电磁换向阀的出油口连通，所述第三电磁换向阀的出油口与所述回油路连通。

可选的，所述第一控制模块还包括：

第一卸油油路，所述第一卸油油路的进油口通过第一平衡阀与所述第一液控单向阀的出油口连通，通过第二平衡阀与所述第二液控单向阀的出油口连通，所述第一卸油油路的出油口与所述能源供给模块中的油箱连通。

可选的，所述能源供给模块包括：油箱以及分别与所述油箱连通的高压出液油路和回油路；

其中，所述高压出液油路上设置有压力表、出油过滤器、单向阀、油泵以及与所述油泵连接的电机；

溢流阀，所述溢流阀的进油口与所述高压出液油路连通，所述溢流阀的出油口与回油路连通。

可选的，所述火箭摆杆的液压控制系统，还包括：设置在每个液压缸上的位移传感器和设置在每个液压马达上的角度传感器。

可选的，所述第二控制模块包括：第三油路、第四油路以及第二电磁比例阀；

其中，所述第三油路的出油口与所述液压马达的第一端口连通，所述第四油路的出油口与所述液压马达的第二端口连通；

所述第三油路的进油口和第四油路的进油口分别与第二电磁比例阀连通，所述第二电磁比例阀与所述能源供给模块的高压出液油路和所述能源供给模块的回油路连通。

本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

本发明所述的火箭摆杆的液压控制系统，包括：至少一个液压缸和至少一个液压马达，所述液压缸和所述液压马达均可控制火箭摆杆的转动；其中，每个液压缸均连接一个第一控制模块，每个所述液压马达均连接一个第二控制模块；每个所述第一控制模块和每个所述第二控制模块均与能源供给模块连接；当任一个液压缸或液压马达工作时，其余液压缸与液压马达均跟随工作的液压缸或液压马达自由转动。通过安装多个执行机构形成多冗余液压控制系统，提高了火箭摆杆的液压系统的冗余度，为火箭的成功发射提供了保障。

附图说明

图1是本发明的火箭摆杆的液压控制系统的一个液压缸和一个液压马达情况下的液压系统结构示意图；

图2是本发明的火箭摆杆的液压控制系统的单个液压缸和单个液压马达与火箭摆杆的连接示意图；

图3是本发明的火箭摆杆的液压控制系统的单个液压缸和单个液压马达与火箭摆杆的连接示意图的局部放大图。

附图标记说明：

1、液压缸；111、第一液控单向阀；121、第二液控单向阀；13、第一电磁比例阀；14、第一先导油路；141、第一电磁换向阀；142、第一减压阀；151、第二电磁换向阀；152、第三电磁换向阀；16、第一卸油油路；161、第一平衡阀；162、第二平衡阀；2、液压马达；211、第三液控单向阀；221、第四液控单向阀；23、第二电磁比例阀；24、第二先导油路；241、第四电磁换向阀；242、第二减压阀；251、第五电磁换向阀；252、第六电磁换向阀；26、第二卸油油路；261、第三平衡阀；262、第四平衡阀；31、高压出液油路；311、压力表；312、出油过滤器；313、单向阀；314、油泵；315、电机；32、回油路；33、油箱；34、溢流阀；35、空气过滤器；36、液位计；4、火箭摆杆；41、发射台；42、支撑台；5、减速器；61、位移传感器；62、角度传感器。

实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图3所示，本发明的实施例提出一种火箭摆杆的液压控制系统，包括：

至少一个液压缸1和至少一个液压马达2，所述液压缸1和所述液压马达2均可控制火箭摆杆4的转动；

其中，每个液压缸1均连接一个第一控制模块，每个所述液压马达2均连接一个第二控制模块；

每个所述第一控制模块和每个所述第二控制模块均与能源供给模块连接；

当任一个液压缸1或液压马达2工作时，其余液压缸1和液压马达2均跟随工作的液压缸1或工作的液压马达2自由转动。

本发明的一个可选的实施例中，所述液压缸1的第一端与火箭摆杆4固定连接，所述液压缸1的第二端与支撑台42固定连接，所述液压缸1通过第一端的伸缩控制所述火箭摆杆4的转动；

所述液压马达2设置在所述火箭摆杆4与发射台41的连接处，所述液压马达2通过传动轴和减速器5将所述火箭摆杆4与所述发射台41连接，所述液压马达2通过所述传动轴控制所述火箭摆杆4在发射台41上的转动。

本发明的一个可选的实施例中，所述第一控制模块包括：第一油路、第二油路以及第一电磁比例阀13；

其中，所述第一油路的出油口与所述液压缸1的无杆腔连通，所述第二油路的出油口与所述液压缸1的有杆腔连通；

所述第一油路的进油口和第二油路的进油口分别与第一电磁比例阀13连通，所述第一电磁比例阀13与所述能源供给模块的高压出液油路31和所述能源供给模块的回油路32连通。

本实施例中，所述第一电磁比例阀13用于调节所述第一油路、第二油路、高压出液油路31以及回油路32的连通；所述第一电磁比例阀13为三位四通的电磁比例阀，当所述第一电磁比例阀13位于左位时，可控制所述液压缸1的第一端伸长，当所述第一电磁比例阀13位于右位时，可控制所述液压缸1的第一端缩回，第一电磁比例阀13处于中间位时为断开状态。

该实施例中，当所述液压缸1的第一端需要伸长时，首先将所述第一电磁比例阀13调节至左位，使所述第一油路的进油口与所述高压出液油路31连通，所述第二油路的进油口与所述回油路32连通，使得所述高压出液油路31内的高压液压油进入所述第一油路，并通过第一油路出油口进入所述液压缸1的无杆腔中，并推动所述液压缸1内的活塞，使所述液压缸1的第一端伸长，同时使所述液压缸1的无杆腔内的液压油通过第二油路的出油口和第一电磁比例阀13回流到回油路32中；

当所述液压缸1的第一端需要缩回（即将所述火箭摆杆4摆动到安全位置）时，首先将所述第一电磁比例阀13调节至右位，使所述第一油路的进油口与所述回油路32连通，所述第二油路的进油口与所述高压出液油路31连通，使得所述高压出液油路31内的高压液压油进入所述第二油路，并通过第二油路的出油口进入所述液压缸1的有杆腔中，并推动所述液压缸1内的活塞，使所述液压缸1的第一端收缩，同时使所述液压缸1的有杆腔内的液压油通过第一油路的出油口和第一电磁比例阀13回流到回油路32中。

本发明的一个可选的实施例中，所述第一控制模块还包括：

设置在所述第一油路上的第一液控单向阀111，所述第一液控单向阀111的出油口与所述液压缸1的无杆腔连通，所述第一液控单向阀111的进油口与所述第一电磁比例阀13连通；

设置在所述第二油路上的第二液控单向阀121，所述第二液控单向阀121的出油口与所述液压缸1的有杆腔连通，所述第二液控单向阀121的进油口与所述第一电磁比例阀13连通。

本发明的一个可选的实施例中，所述第一控制模块还包括：

第一先导油路14，所述第一先导油路14的出油口分别与所述第一液控单向阀111的出油口、所述第一液控单向阀111的进油口、所述第二液控单向阀121的出油口以及所述第二液控单向阀121的进油口连通；

所述第一先导油路14的进油口通过第一电磁换向阀141和第一减压阀142与所述高压出液油路31连通。

该实施例中，所述第一电磁换向阀141的出油口通过第一先导油路14与所述第一液控单向阀111和所述第二液控单向阀121连通，所述第一电磁换向阀141的进油口与所述第一减压阀142的出油口连通，所述第一减压阀142的进油口与所述高压出液油路31连通；

所述第一先导油路14用于解除第一液控单向阀111和第二液控单向阀121的锁死状态，所述第一液控单向阀111和第二液控单向阀121工作前首先需要打开第一电磁换向阀141和第一减压阀142，使得高压液压油进入所述第一液控单向阀111和第二液控单向阀121中，解除第一液控单向阀111和第二液控单向阀121的锁死状态，使得所述第一液控单向阀111和第二液控单向阀121打开，从而使得所述第一电磁比例阀13能够通过左右位来调节所述高压液压油的进出。

本发明的一个可选的实施例中，所述第一控制模块还包括：第二电磁换向阀151和第三电磁换向阀152；

其中，所述第二电磁换向阀151的进油口与第一液控单向阀111的进油口连通，所述第二电磁换向阀151的出油口与第二液控单向阀121的进油口连通；

所述第三电磁换向阀152的进油口与所述第二电磁换向阀151的出油口连通，所述第三电磁换向阀152的出油口与所述回油路32连通。

本实施例中，当所述第二电磁换向阀151和第三电磁换向阀152打开时，所述第一液控单向阀111和所述第二液控单向阀121相互导通，使得经过所述第一液控单向阀111和所述第二液控单向阀121的液压油均可通过第三电磁换向阀152直接回流到回油路32中，使得所述液压缸1的有杆腔和无杆腔内均无压力，从而可使所述液压缸1的第一端处于自由伸缩状态，使得所述液压缸1可以跟随其它执行机构做自由伸缩；因此当所述液压缸1在伸缩过程中，所述第一电磁比例阀13出现故障，或者所述液压缸1无需伸缩时，则可打开所述第二电磁换向阀151和第三电磁换向阀152，使所述液压缸1不会出现锁死的情况，同时还能使得所述液压缸1能够跟随其它驱动自由转动。

本发明的一个可选的实施例中，所述第一控制模块还包括：

第一卸油油路16，所述第一卸油油路16的进油口通过第一平衡阀161与所述第一液控单向阀111的出油口连通，通过第二平衡阀162与所述第二液控单向阀121的出油口连通，所述第一卸油油路16的出油口与所述能源供给模块中的油箱33连通。

本实施例中，所述第一平衡阀161主要用于防止所述第一液控单向阀111的出油口油管的爆裂，所述第二平衡阀162主要用于防止所述第二液控单向阀121的出油口油管的爆裂，使用时首先需要对所述第一平衡阀161和所述第二平衡阀162设置预设压力值，下面以第一液控单向阀111为例进行举例说明具体工作原理：当所述第一液控单向阀111的第二端油管的压力值达到所述预设压力值时，所述第一平衡阀161自动打开，然后通过第一卸油油路16将所述第一液控单向阀111的出油口油管内的液压油导入到油箱33中，从而降低所述第一液控单向阀111的出油口油管内的压力，当所述第一液控单向阀111的出油口油管内的压力低于所述预设值时，则所述第一平衡阀161自动关闭。

本发明的一个可选的实施例中，所述能源供给模块包括：油箱33以及分别与所述油箱33连通的高压出液油路31和回油路32；

其中，所述高压出液油路31上设置有压力表311、出油过滤器312、单向阀313、油泵314以及与所述油泵314连接的电机315；

溢流阀34，所述溢流阀34的进油口与所述高压出液油路31连通，所述溢流阀34的出油口与回油路32连通，所述溢流阀34用于调节所述高压出液油路31的输出压力值。

本发明的一个可选的实施例中，所述能源供给模块还包括：设置所述油箱33上的空气过滤器35和液位计36。

本发明的一个可选的实施例中，所述火箭摆杆的液压控制系统，还包括：设置在每个液压缸1上的位移传感器61和设置在每个液压马达2上的角度传感器62。

本实施例中，所述位移传感器61用于实时监测所述液压缸1的转动情况，所述角度传感器62用于实时监测所述液压马达2的转动情况，通过所述位移传感器61和所述角度传感器62可监测所述火箭摆杆4是否已撤离至安全区域。

本发明的一个可选的实施例中，所述第二控制模块包括：第三油路、第四油路以及第二电磁比例阀23；

其中，所述第三油路的出油口与所述液压马达2的第一端口连通，所述第四油路的出油口与所述液压马达2的第二端口连通；

所述第三油路的进油口和第四油路的进油口分别与第二电磁比例阀23连通，所述第二电磁比例阀23与所述能源供给模块的高压出液油路31和所述能源供给模块的回油路32连通。

本实施例中，所述第二电磁比例阀23用于调节所述第三油路、第四油路、高压出液油路31以及回油路32的连通；所述第二电磁比例阀23为三位四通的电磁比例阀，当所述第二电磁比例阀23位于左位时，可控制所述液压马达2正转，当所述第二电磁比例阀23位于右位时，可控制所述液压马达2反转，当第二电磁比例阀23处于中间位时为断开状态。

该实施例中，当需要所述液压马达2正转时，首先将所述第二电磁比例阀23调节至左位，使所述第三油路的进油口与所述高压出液油路31连通，所述第四油路的进油口与所述回油路32连通，使得所述高压出液油路31内的高压液压油进入所述第三油路，通过第三油路出油口进入所述液压马达2中，并通过所述第四油路的出油口和第二电磁比例阀23回流到回油路32中，所述高压液压油在流转过程中，会带动所述液压马达2内的齿轮转动，从而使所述液压马达2的传动轴正转；同理，当所述液压马达2需要反转时，只需将所述第二电磁比例阀23调至右位即可。

本发明的一个可选的实施例中，所述第二控制模块还包括：

设置在所述第三油路上的第三液控单向阀211，所述第三液控单向阀211的出油口与所述液压马达2的第一端口连通，所述第三液控单向阀211的进油口与所述第二电磁比例阀23连通；

设置在所述第四油路上的第四液控单向阀221，所述第四液控单向阀221的出油口与所述液压马达2的第二端口连通，所述第四液控单向阀221的进油口与所述第二电磁比例阀23连通。

本发明的一个可选的实施例中，所述第二控制模块还包括：

第二先导油路24，所述第二先导油路24的出油口分别与所述第三液控单向阀211的出油口、所述第三液控单向阀211的进油口、所述第四液控单向阀221的出油口以及所述第四液控单向阀221的进油口连通；

所述第二先导油路24的进油口通过第四电磁换向阀241和第二减压阀242与所述高压出液油路31连通。

本实施例中，所述第四电磁换向阀241的出油口通过第二先导油路24与所述第三液控单向阀211和所述第四液控单向阀221连通，所述第四电磁换向阀241的进油口与所述第二减压阀242的出油口连通，所述第二减压阀242的进油口与所述高压出液油路31连通；

所述第二先导油路24用于解除第三液控单向阀211和第四液控单向阀221的锁死状态，所述第三液控单向阀211和第四液控单向阀221工作前首先需要打开第四电磁换向阀241和第二减压阀242，使得高压液压油进入所述第三液控单向阀211和第四液控单向阀221中，解除所述第三液控单向阀211和第四液控单向阀221的锁死状态，从而使得所述第二电磁比例阀23能够通过左右位来调节所述高压液压油的进出。

本发明的一个可选的实施例中，所述第二控制模块还包括：第五电磁换向阀251和第六电磁换向阀252；

其中，所述第五电磁换向阀251的进油口与第三液控单向阀211的进油口连通，所述第五电磁换向阀251的出油口与第四液控单向阀221的进油口连通；

所述第六电磁换向阀252的进油口与所述第五电磁换向阀251的出油口连通，所述第六电磁换向阀252的出油口与所述回油路32连通。

本实施例中，所述第五电磁换向阀251和第六电磁换向阀252主要用于所述第三液控单向阀211和所述第四液控单向阀221的相互导通，当所述液压缸1工作时，可通过打开所述第五电磁换向阀251和第六电磁换向阀252，使得所述液压马达2处于自由运动状态，从而能够跟随所述液压缸1一起运动。

本发明的一个可选的实施例中，所述第二控制模块还包括：

第二卸油油路26，所述第二卸油油路26的进油口通过第三平衡阀261与所述第三液控单向阀211的出油口连通，通过第四平衡阀262与所述第四液控单向阀221的出油口连通，所述第二卸油油路26的出油口与所述能源供给模块中的油箱33连通。

本实施例中，所述第三平衡阀261主要用于防止所述第三液控单向阀211的出油口油管的爆裂，所述第四平衡阀262主要用于防止所述第四液控单向阀221的出油口油管的爆裂。

本发明所述的火箭摆杆的液压控制系统的具体工作原理为：

在所述火箭摆杆4需要撤离发射台41时，当通过液压缸1来控制火箭摆杆4的撤离时，此时地面控制系统发出第一控制信号，所述火箭摆杆的液压控制系统接收到第一控制信号后，首先启动电机315，通过电机315带动油泵314转动，从油箱33中吸油并通过高压出液油路31输出高压液压油，然后打开第一电磁换向阀141、第一减压阀142、第四电磁换向阀241以及第二减压阀242，将所述高压出液油路31中的高压液压油通过第一先导油路14输送到第一液控单向阀111和第二液控单向阀121中，使第一液控单向阀111和第二液控单向阀121导通，同理通过所述第二先导油路24将所述第三液控单向阀211和第四液控单向阀221导通，然后将第五电磁换向阀251和第六电磁换向阀252打开，使得所述液压马达2处于自由转动状态，然后将所述第一电磁比例阀13调至右位，使得所述第一油路的进油口与所述回油路32连通，所述第二油路的进油口与所述高压出液油路31连通，使得所述高压出液油路31内的高压液压油进入所述第二油路，并通过第二油路的出油口进入所述液压缸1的有杆腔中，并推动所述液压缸1内的活塞，使所述液压缸1的第一端收缩，从而带动所述火箭摆杆4撤离，使用过程中当所述液压缸1侧的系统出现故障，无法实现伸缩时，此时地面控制系统则可发出第二控制信号，所述火箭摆杆的液压控制系统接收到第二控制信号后，首先打开第二电磁换向阀151和第三电磁换向阀152，使得所述液压缸1处于自由伸缩状态，同时关闭第五电磁换向阀251和第六电磁换向阀252，然后将所述第二电磁比例阀23调节至右位，然后通过所述液压马达2将所述火箭摆杆4撤离到安全区域。

本发明所述的火箭摆杆的液压控制系统，通过多个执行机构和控制阀的设计，提高了火箭摆杆的液压系统的冗余度，有效的防止了火箭摆杆4在摆动过程中因某一个执行机构失效造成火箭摆杆4无法摆动或摆动不到位，从而影响火箭发射的情况，为火箭的成功发射提供了保障。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。