防抱死制动系统的制作方法

本发明涉及飞行器制动系统，并且更具体地，涉及飞行器防抱死制动系统。防抱死或防滑系统旨在在被制动轮打滑的情况下修正制动力。

背景技术：

1、飞行器制动器的当前技术状态是集中供应的液压制动器、电液致动器(eha)制动器，以及最近出现的机电(ema)制动器。对于液压制动器(中央供应或eha)，防滑功能是通过计量进入和离开制动致动器的液压流体以修正制动压力来实现的。

2、防滑控制是一种高度动态的应用，需要致动器的快速响应。然而，常规制动系统的响应性和分辨率是有限的，并且这些系统的动态运行导致能量损失，从而使得防抱死制动系统的有效性和效率较低。此外，使用常规液压系统来提供防滑保护需要伺服阀的严格公差制造，并且ema系统经常由于振荡控制而磨损。

技术实现思路

1、发明人已经发现，压电致动器的高刚度使得它们更适合于高动态应用和快速响应时间，如防抱死制动系统中所要求的。压电致动器具有高分辨率(能够进行非常精细的控制)，并且由于没有流体返回到储罐，因此能量损失较小。然而，在没有实质性放大的情况下，压电致动器不能实现用作高行程致动器所需的高位移，这导致损失力能力。

2、为了减轻这一问题和其它问题，发明人已经分离开高位移和高精度/响应这两个相互冲突的需求。该解决方案本质上使用与压电制动器相结合的传统制动系统，如中央供应液压系统、eha或ema。

3、常规的高行程致动器负责关闭制动器的制动活塞与定子之间的初始间隙的相对大的行程，并且可选地还施加期望的制动压力。一旦达到“满”制动压力，就可以通过使用低行程、高力的压电致动器来实现防滑控制。

4、根据本发明的一个方面，提供了一种用于飞行器的防抱死制动系统，包括：制动致动器，其构造成将制动压力施加到制动器定子；以及压电致动器，其与制动致动器成整体，其中，能操作压电致动器以修正施加到制动定子的制动压力，以提供防滑保护。

5、可选地，压电致动器与制动致动器串联连接。通过串联连接，意味着制动致动器和压电致动器是机械连接的，使得各致动器的相应位移结合。换言之，压电致动器的延伸轴线(由致动器的延伸限定的纵向轴线)与制动致动器的延伸轴线对齐并平行。

6、制动压力的修正可以是制动压力的减小和/或制动压力的调制(例如高频交替)。压电致动器可以包括压电元件，较佳地压电叠堆，以及构造成控制压电元件的电子驱动单元。压电元件与振荡高电压/低电流电源一起。控制可以是纯粹电源打开(on)/电源关闭(off)。

7、以此布置，可以提供一种改进的防抱死制动系统。具体地，可以实现更灵敏的防抱死制动系统，该系统能够进行更精细的控制并且在动态操作时能量损失减少。该系统也可以不太容易磨损，并且可以更可靠。此外，与现有技术的布置相比，该系统的复杂性、尺寸和/或质量可以降低。

8、防抱死制动系统可以在第一阶段和第二阶段中操作。第一阶段可称为“正常”或“高行程”制动阶段，其可负责闭合制动活塞与定子之间的初始间隙的相对较大的行程，并施加所需的制动压力。制动压力可以由从第一延伸状态延伸到第二(更大)延伸状态的制动致动器施加。压电致动器也在第一延伸状态与第二延伸状态之间可操作。在第一阶段中，压电致动器布置成处于延伸状态。当由电子驱动单元通电时(即，当电压施加到压电元件时)，压电致动器可以呈现延伸状态。在第二阶段中，制动致动器构造成保持在第二延伸状态，并且压电致动器构造成从延伸状态缩回到缩回状态。换言之，一旦达到“满”制动压力，高行程制动致动器就可以固定在其当前行程，并且可以通过压电致动器缩回来提供防滑功能，以修正(在这种情况下，降低)施加到制动定子的制动压力。当压电致动器断电时(即，当电子驱动单元停止将电压施加到压电元件时)，压电致动器可以缩回。替代地，压电致动器可以构造成当被电子驱动单元断电时呈现延伸状态，并且当通电时缩回。

9、在第二阶段中，制动致动器可以布置成锁定在第二延伸状态中。在制动致动器是液压致动器的情况下，可以通过控制液压流体进入和离开制动致动器的主动腔室而将制动致动器锁定在第二延伸状态。以此布置，当在第二阶段操作时，系统的刚度增加，这增加了响应性并减少了能量损失。当制动致动器是ema时，可以通过使用例如制动器或马达来保持延伸，从而将制动致动器锁定就位。该布置可以避免精细制造以处理ema中的机械间隙的需要，并且可以减少由于机械变速器上的极小振荡而引起的磨损。

10、制动致动器可以是液压致动器，如中央供应液压致动器或eha。替代地，制动致动器可以是ema。

11、制动致动器和压电致动器可以布置成使得制动致动器定位成与制动定子相邻。换言之，制动致动器可以定位在压电致动器与制动定子之间。替代地，制动致动器和压电致动器可以布置成使得压电致动器定位成邻近制动定子，处于制动致动器与制动定子之间。如将理解的，当不应用制动器时，在制动致动器/压电致动器与制动器定子之间可能存在机械间隙。

12、优选地，制动致动器是液压致动器，并且压电致动器还构造成当修正制动压力以提供防滑保护时锁定液压制动致动器。以此布置，压电致动器可以同时提供锁定功能和防滑保护，从而降低系统的复杂性和/或单独部件的数量。这可以提高可靠性，并在锁定时增加系统的刚度，提升压电致动器的性能。

13、可操作压电致动器以通过控制液压流体进入和离开制动致动器的主动腔室来锁定液压制动致动器。例如，可操作压电致动器以通过物理地阻挡液压流体进出主动腔室来锁定制动致动器。

14、可操作压电致动器以锁定液压制动致动器，并通过在液压制动致动器的主动腔室内运动来修正施加到制动定子的制动压力。压电致动器可操作以至少在第一位置、第二位置与第三位置之间运动。在第一位置中，压电致动器可以允许液压流体进入和离开主动腔室。在第二位置和第三位置中，压电致动器可以阻挡液压流体进入和离开主动腔室。可操作压电致动器以通过在第二位置与第三位置之间运动来修正施加到制动器定子的制动压力，以提供防滑保护。这样，制动致动器可以在防滑操作期间由压电致动器液压锁定。

15、压电致动器的第二位置可以是比第一位置更大的延伸状态，并且压电致动器的第三位置可以是比第二位置更大的延伸状态。例如，第一位置可以是缩回(例如，断电)状态，其中，压电致动器占据液压制动致动器的主动腔室内的最小空间。通过向压电叠堆施加增加的电压使压电致动器在主动腔室中占据更多的空间，从而增加主动腔室中的液压，压电致动器可以延伸到第二位置，随后延伸到第三位置。

16、液压制动致动器可以包括一个或多个端口，用于将液压制动致动器的主动腔室流体连接到液压流体供应部(例如，供应管线或返回管线)。可操作压电致动器以通过阻塞(即，以流体密封的方式覆盖或遮挡)一个或多个端口来锁定液压制动致动器。可以在考虑所需流量和液压制动致动器的强度的情况下选择端口的数量。如将理解的，更多数量的端口可以增加进入和离开主动腔室的流速，而更少的端口可以提高气缸的强度。

17、压电致动器可以包括压电叠堆和活塞组件(例如，联接到压电叠堆的金属盘)。活塞组件可以在压电堆的影响下运动，以锁定液压制动致动器并修正制动压力。压电致动器可以布置成使得活塞组件提供压电叠堆与主动腔室中的液压流体之间的界面。

18、防抱死制动系统还可以包括二元流体控制阀，能操作二元流体调节阀以选择性地将液压制动致动器连接在液压流体源管线与液压流体返回管线之间。

19、根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器起落架，其包括根据任一上述描述的防抱死制动系统。根据本发明的另一方面，提供了一种飞行器，该飞行器包括该飞行器起落架。