一种可扩展性气动刹车控制系统及其应用的制作方法

本发明涉及航空，尤其是涉及一种可扩展性气动刹车控制系统及其应用。

背景技术：

1、在当前的飞行器平台系统中，刹车系统是飞行器起降、滑跑过程的关键系统，是飞行器安全运行必不可少的重要组成。其中，采用多冗余度刹车控制是提高刹车系统可靠性的有效方法。

2、在以空气压力作为动力的有人机/无人机刹车系统中，飞行员或伺服设备控制冷气分配器或类似的调压设备向刹车机构输出带有一定压力的空气，通过空气压力的调节控制刹车力度，实现飞机在地面上的滑行方向修正、转向和减速停机等操作。但传统系统往往仅有一套冷气调压回路，与左右刹车机构相连的供气及调压系统无冗余设计，无论是调压设备的损坏还是任一管路元件的破损都将导致整个刹车系统失效，带来极大的安全隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种可扩展性气动刹车控制系统，设有两套或多套完全独立的刹车系统，构成简单，结构可靠，易于实现故障隔离与拓展应用，有效提高刹车系统的稳定性。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种可扩展性气动刹车控制系统，所述可扩展性气动刹车控制系统用于飞行器的控制，其特征在于：包括刹车系统、状态监测系统、控制系统和拓展系统；

3、所述刹车系统用于对飞行器轮胎的制动；

4、所述状态监测系统用于对不同阶段的冷气状态监测，获得冷气反馈数据；

5、所述控制系统用于接收冷气反馈数据与上位机指令，控制所述刹车系统输出指定功能；

6、所述拓展系统用于叠加控制设备，实现双余度或多余度冷气输入、双余度或多余度冷气输出等控制。

7、进一步地，所述刹车系统包括高压常开阀、减压阀、伺服阀、两位三通阀以及连接管道；

8、所述状态监测系统包括高压冷气压力传感器i、高压冷气压力传感器ii、低压冷气压力传感器i、低压冷气压力传感器ii、低压冷气压力传感器iii；

9、所述控制系统包括刹车控制器；

10、所述拓展系统包括对外冷气管路接头与管路堵头。

11、进一步地，所述刹车系统中，使用连接管道依次连接高压常开阀、减压阀、伺服阀、两位三通阀；

12、所述高压常开阀用于控制冷气输入使能；

13、所述减压阀用于冷气减压至最大使用冷气压力；

14、所述伺服阀用于控制输出冷气压力；

15、所述两位三通阀用于控制冷气输出使能。

16、进一步地，所述刹车控制器用于接受所述状态监测系统中各压力传感器的反馈数据，控制电磁阀工作状态，调节控制伺服阀输出的冷气压力，并在伺服阀输出冷气压力的同时接收伺服阀输出压力反馈。

17、进一步地，所述拓展系统的对外冷气管路接头包括输入端冷气管路外螺纹接头、输入端冷气管路内螺纹接头、输出端冷气管路外螺纹接头、输出端冷气管路内螺纹接头；

18、输入端冷气管路外螺纹接头与输入端冷气管路内螺纹接头能够螺纹连接，且输入端冷气管路外螺纹接头、输入端冷气管路内螺纹接头中任一接头均能够作为冷气输入端，另一输入端使用管路堵头堵住；

19、输出端冷气管路外螺纹接头与输出端冷气管路内螺纹接头能够螺纹连接，且输出端冷气管路外螺纹接头、输出端冷气管路内螺纹接头中任一接头均能够作为冷气输出端，另一输出端使用管路堵头堵住。

20、进一步地，通过所述拓展系统，所述可扩展性气动刹车控制系统能够形成：

21、单套性气动刹车控制系统，其中，输入端冷气管路内螺纹接头、输出端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；

22、单一气源输入端扩展的多套刹车控制系统，由一路气源输入，控制一路气源输出，包括首套刹车控制系统、尾套刹车控制系统以及n套中间刹车控制系统，n≥0，其中，中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输入端冷气管路外螺纹接头与前套刹车控制系统的输入端冷气管路内螺纹接头连接，尾套刹车控制系统的输入端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输出端冷气管路外螺纹接头均与首套刹车控制系统的输出端冷气管路内螺纹接头连接，且中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输出端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；

23、多路气源输入端扩展的多套刹车控制系统，由多路独立气源输入，控制一路气源输出，包括首套刹车控制系统、尾套刹车控制系统以及n套中间刹车控制系统，n≥0，其中，首套刹车控制系统、尾套刹车控制系统以及中间刹车控制系统的输入端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输出端冷气管路外螺纹接头均与首套刹车控制系统的输出端冷气管路内螺纹接头连接，且中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输出端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；

24、输出端扩展的多套刹车控制系统，由一路气源输入，控制多路气源输出，其中，包括首套刹车控制系统、尾套刹车控制系统以及n套中间刹车控制系统，n≥0，其中，中间刹车控制系统和尾套刹车控制系统的输入端冷气管路外螺纹接头与前套刹车控制系统的输入端冷气管路内螺纹接头连接，尾套刹车控制系统的输入端冷气管路内螺纹接头使用管路堵头堵住；首套刹车控制系统、尾套刹车控制系统以及中间刹车控制系统的输出端冷气管路内螺纹接头均使用管路堵头堵住。

25、进一步地，所述单套性气动刹车控制系统工作方式如下：

26、单套气动刹车控制系统，高压常开阀打开，即输入冷气通过高压常开阀进入减压阀，输出指定压力的冷气连通至伺服阀，并由两位三通阀的第一通路对外输出冷气压力；

27、刹车控制器实时接收上位机指令，采集不同阶段冷气压力，控制伺服阀输出指定压力。

28、进一步地，所述单一气源输入端扩展的多套刹车控制系统和多路气源输入端扩展的多套刹车控制系统工作方式如下：

29、开启首套刹车控制系统，输入冷气通过高压常开阀进入减压阀，输出指定压力的冷气连通至伺服阀，并由两位三通阀的第一通路对外输出冷气压力；

30、当首套刹车控制系统的刹车控制器检测到首套刹车控制系统发生故障时，关闭首套刹车控制系统，开启第二套刹车控制系统，即由第二套刹车控制系统的刹车控制器控制第一套刹车控制系统的高压常开阀关闭、第二套刹车控制系统的高压常开阀开启、第一套刹车控制系统的两位三通阀第二通路开启，由此对外输出冷气压力；

31、当第二套刹车控制系统的刹车控制器检测到第二套刹车控制系统发生故障时，关闭第二套刹车控制系统，开启第三套刹车控制系统，即由第三套刹车控制系统的刹车控制器控制第二套刹车控制系统的高压常开阀关闭、第三套刹车控制系统的高压常开阀开启、第二套刹车控制系统的两位三通阀第二通路开启，由此对外输出冷气压力；

32、以此类推。

33、进一步地，所述输出端扩展的多套刹车控制系统工作方式如下：

34、开启多套刹车系统，输入冷气通过高压常开阀进入减压阀，输出指定压力的冷气连通至伺服阀，并由两位三通阀的第一通路对外输出两路冷气压力，刹车控制器实时接收上位机指令，分别采集各自不同阶段冷气压力，分别控制各自伺服阀输出指定压力；

35、当刹车控制器检测到刹车系统发生故障时，关闭本套刹车系统，即由刹车控制器控制高压常开阀关闭、两位三通阀第二通路开启，切断对外输出冷气压力。

36、根据本发明的第二方面，提供了一种如以上任一方面所述的一种可扩展性气动刹车控制系统在飞行器中的应用。

37、相对于现有技术，本发明所述的一种可扩展性气动刹车控制系统及方法具有以下优势：

38、(1)设计具有可扩展性，可根据实际使用要求实现多余度输入、输出气动刹车控制。

39、(2)可实现完全双余度或多余度设计，除输入输出管道及设备壳体、框架等固定结构件外，其余部件均采用双余度或多余度设计。两组或多组气动刹车系统的控制、驱动、反馈及通信完全相互独立，当一路控制器彻底失效时，通过对控制阀的通断仍可实现余度切换。

40、(3)用于刹车控制系统切换选择构成简单，结构可靠，由通断控制阀组成，可通过简单的上电、断电操作实现刹车系统切换，易于实现故障隔离。