專利名稱：六自由度運動模擬器故障保護與退出裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及六自由度運動模擬器的故障保護與故障處理領域。
(二)技術背景六自由度運動模擬器通常采用液壓伺服系統作為動力驅動部分，通過控制六個液壓缸的運動實現六個自由度的運動，它是一種模擬路況、海況以及航天飛行器在一定空間范圍內六個自由度運動的環境模擬裝置，廣泛應用于陸地及航天領域。而當六自由度運動模擬器發生故障時，需要通過液壓伺服系統來完成故障保護，使運動模擬器處于安全的位置。而目前市場上尚沒有一種針對六自由度運動模擬器的故障保護與故障處理的保護裝置。
發明內容本發明提供了一種用于六自由度運動模擬器的故障保護與退出裝置。
本發明的目的是這樣實現的它包括安裝在六自由度運動模擬器伺服閥和液壓缸之間的供油回路上的主回路液控單向閥、設置在液壓回路和液壓缸之間控制回路上的退出功能電磁換向閥、連接退出功能電磁換向閥的退出回路液控單向閥、連接退出回路液控單向閥的節流閥和設置在鎖緊回路上的鎖緊電磁換向閥，主回路液控單向閥的控制端連接鎖緊電磁換向閥連接供油回路，鎖緊回路上設置有鎖緊回路控制電路。
本發明還包括這樣一些結構特征1、所述的退出回路液控單向閥連接鎖緊電磁換向閥連接供油回路；2、所述的鎖緊回路控制電路為報警信號由邏輯轉換控制器IC1的1和2腳輸入，經過IC1的邏輯處理由3腳輸出，該信號輸入總線控制器IC2的控制端、即IC2的1腳和19腳，計算機控制器通過IN1-IN8輸入通過1Y1-1Y4和2Y1-2Y4輸出控制OUT1-OUT8的電平，輸出連接電阻R3-R10連接鎖緊電磁換向閥7。
本發明采用液控單向閥實現故障保護，利用液壓退出回路實現故障后六自由度運動模擬器的退回。系統發生故障時，液控單向閥關閉，使液壓缸處于當前位置，從而保證六自由度運動模器停在安全的位置，實現六自由度運動模擬器的故障保護。然后通過退出回路的電磁換向閥實現液壓缸的縮回，使六自由度運動模擬器退出到最低位置。系統的鎖緊保護是系統的保護之一，其作用是將六自由度平臺固定于當前位置，避免其出現故障。在此基礎上，才能利用退出部分將系統退回到安全位置。
本發明在液壓缸的伺服閥塊上設計了一種用于六自由度運動模擬器的故障保護與退出裝置，它可以實現系統發生故障時的安全保護，本發明結構簡單、實現方便、性能可靠，能夠大大提高提高系統的安全性。
圖1為本發明故障保護與退出裝置液壓原理圖；圖2為具有故障保護與退出裝置的伺服液壓缸的結構示意圖；圖3為鎖緊電路控制原理圖；圖4為退出閥驅動電路。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明結合圖1-2，本實施例包括安裝在六自由度運動模擬器伺服閥1和液壓缸6之間的供油回路上的主回路液控單向閥5、設置在液壓回路和液壓缸6之間控制回路上的退出功能電磁換向閥2、連接退出功能電磁換向閥2的退出回路液控單向閥4、連接退出回路液控單向閥4的節流閥3和設置在鎖緊回路上的鎖緊電磁換向閥7，主回路液控單向閥5的控制端連接鎖緊電磁換向閥7連接供油回路，鎖緊回路上設置有鎖緊回路控制電路。
主回路液控單向閥5安裝在伺服閥1和液壓缸6之間，通過鎖緊功能電磁換向閥7控制主回路液控單向閥5通斷。鎖緊功能電磁換向閥7通電時，主回路液控單向閥5開啟，伺服閥控制液壓缸運動；當系統發生故障時，鎖緊功能電磁換向閥7斷電，主回路液控單向閥5關閉，使液壓缸停止運動，從而使運動模擬器處于安全的位置，實現系統的故障保護。
退出功能電磁換向閥2、節流閥3和退出回路液控單向閥4構成液壓退出回路，與故障時具有固定閥芯偏移的伺服閥共同實現退出功能。系統發生故障停在某個位置后，伺服閥芯處于使液壓缸上腔通高壓的位置，此時使退出功能電磁換向閥2通電，退出回路液控單向閥4開啟，液壓缸縮回，使六自由度運動模擬器退出到最低位置。實現六自由度運動模擬器的安全退出。
鎖緊回路的電控原理圖如圖3所示，鎖緊功能電磁換向閥7的控制可以由控制器(即計算機系統的數字I/O獨立控制通過IN1-IN8輸入)單路控制六自由度運動模擬器的單個鎖緊回路，也可以接收外圍控制信號，同時控制所有回路的鎖緊回路(通過ADVISE IN1或ADVISEIN2控制)，實現臺體的同步鎖緊。
具體的工作原理為，報警信號由邏輯控制與非門IC1(可以同時為多個回路提供控制功能)的1和2腳輸入，經過IC1的邏輯處理由3腳輸出，該信號控制總線控制器IC2的控制端即IC2的1腳和19腳，當1和19腳為“0”時，計算機控制器可以通過IN1-IN8輸入通過1Y1-1Y4和2Y1-2Y4輸出控制OUT1-OUT8的電平，控制鎖緊電磁閥的通斷。當IC2的1和19腳為高電平時1Y1-2Y4腳不受IN1-IN8的控制，輸出由電阻R3-R10下拉至低電平，從而控制鎖緊功能電磁換向閥7最終控制主回路液控單向閥5切斷油路，使六自由度運動模擬器停止與當前位置(即鎖緊)。
結合圖4，退出回路由控制器的數字I/O驅動光電耦合器直接驅動退出功能電磁換向閥2，驅動電路IC3的輸入端通過電阻R1輸入到IC3的2腳，經光電耦合器控制退出功能電磁換向閥2的輸出。
權利要求
1.一種六自由度運動模擬器故障保護與退出裝置，其特征在于它包括安裝在六自由度運動模擬器伺服閥和液壓缸之間的供油回路上的主回路液控單向閥、設置在液壓回路和液壓缸之間控制回路上的退出功能電磁換向閥、連接退出功能電磁換向閥的退出回路液控單向閥、連接退出回路液控單向閥的節流閥和設置在鎖緊回路上的鎖緊電磁換向閥，主回路液控單向閥的控制端連接鎖緊電磁換向閥連接供油回路，鎖緊回路上設置有鎖緊回路控制電路。
2.根據權利要求1所述的一種六自由度運動模擬器故障保護與退出裝置，其特征在于所述的退出回路液控單向閥連接鎖緊電磁換向閥連接供油回路。
3.根據權利要求1或2所述的一種六自由度運動模擬器故障保護與退出裝置，其特征在于所述的鎖緊回路控制電路為報警信號由邏輯轉換控制器IC1的1和2腳輸入，經過IC1的邏輯處理由3腳輸出，該信號輸入總線控制器IC2的控制端、即IC2的1腳和19腳，計算機控制器通過IN1-IN8輸入通過1Y1-1Y4和2Y1-2Y4輸出控制OUT1-OUT8的電平，輸出連接電阻R3-R10連接鎖緊電磁換向閥。
全文摘要
本發明提供了一種用于六自由度運動模擬器的故障保護與退出裝置。它包括安裝在六自由度運動模擬器伺服閥和液壓缸之間的供油回路上的主回路液控單向閥、設置在液壓回路和液壓缸之間控制回路上的退出功能電磁換向閥、連接退出功能電磁換向閥的退出回路液控單向閥、連接退出回路液控單向閥的節流閥和設置在鎖緊回路上的鎖緊電磁換向閥，主回路液控單向閥的控制端連接鎖緊電磁換向閥連接供油回路，鎖緊回路上設置有鎖緊回路控制電路。本發明在液壓缸的伺服閥塊上設計了一種用于六自由度運動模擬器的故障保護與退出裝置，它可以實現系統發生故障時的安全保護，本發明結構簡單、實現方便、性能可靠，能夠大大提高提高系統的安全性。
文檔編號F15B20/00GK1975806SQ20061015113
公開日2007年6月6日 申請日期2006年12月13日 優先權日2006年12月13日
發明者韓俊偉, 葉正茂, 叢大成, 姜洪洲, 張輝, 靳軍, 何景峰, 黃其濤, 鄭淑濤, 趙新通, 代小林, 關廣豐 申請人:哈爾濱工業大學