CN106347639A - 一种电动多级作动筒收放锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动多级作动筒收放锁定装置，包括外筒、中间筒、内筒这三节同轴套筒、丝杠以及安装在丝杠外侧的两级钢球锁机构，三节套筒依次相互嵌套，中间筒与内筒分别固定连接两级钢球锁机构，钢球锁机构通过丝杠和上下弹性元件的共同作用来驱动上下锁定滑块与上下滑动套筒的相对运动，从而实现上下钢球的上锁与解锁，同时钢球锁属于机械锁，因此本发明在锁定状态下可承受较大的冲击载荷；由于多级作动筒处于全收起位置时下滑动套筒的内螺纹不与丝杠的外螺纹相啮合，待中间筒与内筒通过上级钢球锁机构完成锁定后，由内筒带动下滑动套筒向上运动从而和丝杠啮合，完成中间筒的展开，因此这种分级展开方式可使得本发明的多级作动筒展开行程长，收放过程中无需人为操作。

Description

一种电动多级作动筒收放锁定装置

技术领域

本发明涉及一种电动多级作动筒收放锁定装置，用于可重复使用的运载器着陆支腿。

背景技术

随着可重复使用运载器的发射并回收成功，可重复使用运载器着陆支腿得到应用。作为着陆支腿的收放部件，多级作动筒的传统收放形式为气/液压传动，随着技术的发展和进步，电动作动筒得到应用。相较于传动电作动筒来说，其全伸长状态下长度与全收起状态下长度的比例通常较小，无法满足可重复使用运载器着陆支腿的收放尺寸要求，因此为了实现作动筒在电机驱动下的大展开行程，需设计多级连续收放机构。同时为了确保多级作动筒能够可靠支撑可重复使用运载器的着陆冲击载荷，需在电动多级作动筒完全展开后可靠锁紧，在运载器回收后能够解锁收起。传统电作动筒锁紧有些通过对电机抱刹来实现，当作动筒伸出到末端位置时，电机断电，与电机同轴连接的抱刹通电，通过刹车片的摩擦力限制电机轴的转动从而实现锁紧作动筒的目的，这种锁紧方式适用于负载较小的情况，在可重复使用运载器着陆过程中巨大冲击载荷的作用下，会导致传动机构的损坏，从而锁紧失效，有些电作动筒锁紧方式通过机械可靠锁紧，但是锁紧装置主要部件内腔形状十分复杂，加工困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种电动多级作动筒收放锁定装置，能够连续展开行程长，能够可靠上锁与解锁，加工难度小。

本发明包括外筒、中间筒、内筒、丝杠以及安装在丝杠外侧的两级钢球锁机构，所述的两级钢球锁机构包括上级钢球锁机构和下级钢球锁机构；

所述的下级钢球锁机构包括下滑动套筒、下解锁套筒、下锁定滑块、下限位滑块、下弹性元件、下键与下钢球，所述的下滑动套筒安装于外筒与下解锁套筒之间，下滑动套筒内壁具有两层台阶，下滑动套筒内壁大台阶端与下锁定滑块之间形成间隙配合，下滑动套筒内壁小台阶端与下解锁套筒之间形成间隙配合，下滑动套筒上端径向均布用于放置下钢球的通孔，下滑动套筒内壁上端开有内螺纹，与中间筒下端的外螺纹相固定连接，所述下解锁套筒安装在丝杠上，下解锁套筒的大台阶外圆面开有凹槽，键放置于下解锁套筒的凹槽与外筒的内壁凹槽组成的空间中，键的宽度与外筒内壁凹槽形成间隙配合，下解锁套筒的上端开有外壁螺纹，下限位滑块通过内壁螺纹与下解锁套筒的外壁螺纹相固定连接，下锁定滑块外壁上端开有与下钢球相配合的环形凹槽，下弹性元件安装在下滑动套筒内壁小台阶端与下锁定滑块内壁台阶之间；

所述的上级钢球锁机构与下级钢球锁机构相似，上级钢球锁机构包括上滑动套筒、上解锁套筒、上锁定滑块、上限位滑块、上弹性元件、上键与上钢球，所述的上滑动套筒安装于外筒与上解锁套筒之间，上滑动套筒内壁具有两层台阶，上滑动套筒内壁大台阶端与上锁定滑块之间形成间隙配合，上滑动套筒内壁小台阶端与上解锁套筒之间形成间隙配合，滑动套筒上端径向均布用于放置上钢球的通孔，其中的上滑动套筒内壁上端螺纹与内筒下端的外壁螺纹相固定连接，上键放置于上解锁套筒的外壁凹槽与中间筒的内壁凹槽组成的空间中，上解锁套筒安装在丝杠上，上锁定滑块外壁上端开有与上钢球相配合的环形凹槽，上弹性元件安装在上滑动套筒内壁小台阶端与上锁定滑块内壁台阶之间。

进一步改进，所述的下解锁套筒开有内壁螺纹，初始安装于丝杠上的外表面螺纹端，所述的上解锁套筒开有内壁螺纹，在初始位置处与丝杠上的外表面螺纹形成螺纹连接。

进一步改进，所述的上弹性元件和下弹性元件为圆柱弹簧或蝶型弹簧。

本发明有益效果在于：将解锁套筒由丝杠带动进行多级作动筒连续展开，使得此机构展开行程大的能力；另外由于完全展开状态下钢球被锁定滑块限位在外筒及中间筒的锁槽中，保证了外筒、中间筒以及内筒锁紧为一体，因此可承受较大的冲击载荷，可靠性高；同时此机构部件加工简单，拆装方便，使用寿命长。

附图说明

图1为本电动多级作动筒收放锁定装置的结构组成示意图。

图2为本电动多级作动筒收放锁定装置内筒展开的结构示意图。

图3为本电动多级作动筒收放锁定装置全展开的结构示意图。

图4为本电动多级作动筒收放锁定装置的下滑动套筒立体示意图。

图5为本电动多级作动筒收放锁定装置的下解锁套筒立体示意图。

图6为本电动多级作动筒收放锁定装置的下锁定滑块立体示意图。

图7为本电动多级作动筒收放锁定装置的下限位滑块立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了一种电动多级作动筒收放锁定装置，该装置结构如图1所示，内筒展开结构如图2所示，全展开结构如图3所示，包括外筒2、中间筒17、内筒18、丝杠19以及安装在丝杠19外侧的两级钢球锁机构，其特征在于：所述的两级钢球锁机构包括上级钢球锁机构和下级钢球锁机构。

所述的下级钢球锁机构包括下滑动套筒5（如图4所示）、下解锁套筒3（如图5所示）、下锁定滑块7（如图6所示）、下限位滑块9（如图7所示）、下弹性元件6、下键4与下钢球8，所述的下滑动套筒5安装于外筒2与下解锁套筒3之间，下滑动套筒5内壁具有两层台阶，下滑动套筒5内壁大台阶端与下锁定滑块7之间形成间隙配合，下滑动套筒5内壁小台阶端与下解锁套筒3之间形成间隙配合，下滑动套筒5上端径向均布用于放置下钢球8的通孔，下滑动套筒5内壁上端开有内螺纹，与中间筒17下端的外螺纹相固定连接，所述下解锁套筒3安装在丝杠19上，下解锁套筒3的大台阶外圆面开有凹槽，键4放置于下解锁套筒3的凹槽与外筒2的内壁凹槽组成的空间中，键4的宽度与外筒2内壁凹槽形成间隙配合，下解锁套筒3的上端开有外壁螺纹，下限位滑块9通过内壁螺纹与下解锁套筒3的外壁螺纹相固定连接，下锁定滑块7外壁上端开有与下钢球8相配合的环形凹槽，下弹性元件6安装在下滑动套筒5内壁小台阶端与下锁定滑块7内壁台阶之间；

所述的上级钢球锁机构与下级钢球锁机构相似，上级钢球锁机构包括上滑动套筒12、上解锁套筒10、上锁定滑块14、上限位滑块16、上弹性元件13、上键11与上钢球15，所述的上滑动套筒12安装于外筒2与上解锁套筒10之间，上滑动套筒12内壁具有两层台阶，上滑动套筒12内壁大台阶端与上锁定滑块14之间形成间隙配合，上滑动套筒12内壁小台阶端与上解锁套筒10之间形成间隙配合，滑动套筒12上端径向均布用于放置上钢球15的通孔，其中的上滑动套筒12内壁上端螺纹与内筒18下端的外壁螺纹相固定连接，上键11放置于上解锁套筒10的外壁凹槽与中间筒17的内壁凹槽组成的空间中，上解锁套筒10安装在丝杠19上，上锁定滑块14外壁上端开有与上钢球15相配合的环形凹槽，上弹性元件13安装在上滑动套筒12内壁小台阶端与上锁定滑块14内壁台阶之间。

如图5所示，下解锁套筒3开有内壁螺纹，初始安装于丝杠19上的无外表面螺纹端，所述的上解锁套筒10开有内壁螺纹，在初始位置处与丝杠19上的外表面螺纹形成螺纹连接。

该机构的工作原理是：当电动多级作动筒处于完全收起状态时，只有上解锁套筒10与丝杠19处于完全啮合状态，下解锁套筒3处于丝杠19的无外螺纹端，此时启动电机展开多级作动筒，电机的转动经由减速装置和传动机构的齿轮1传递给多级作动筒内的丝杠19，丝杠19带动上解锁套筒10、上滑动套筒12以及内筒18一起作直线运动，直至上滑动套筒12中的上钢球15运动至中间筒17上端的锁槽处，在上弹性元件13以及上锁定滑块14的推动下进入锁槽中，上锁定滑块14运动至上限位滑块16处终止，并对上钢球15起到限位作用，如附图2所示，此时内筒18与中间筒17通过钢球锁相互锁定，形成一个整体作直线运动，进而带动下解锁套筒3进入丝杠19外螺纹端并与丝杠19啮合。此后上解锁套筒10与丝杠19脱离啮合状态，丝杠19只带动下解锁套筒3、下滑动套筒5以及中间筒17作直线运动，直至下滑动套筒5中的钢球8运动至外筒2上端的锁槽处，在下弹性元件6及下锁定滑块7的推动下进入锁槽，完成锁定，此时电动多级作动筒收放锁定装置达到全伸长锁定状态，如附图3所示。

当电动多级作动筒收起时，电机反向转动带动下解锁套筒3直线运动，下限位滑块9推动下锁定滑块7运动，使得下钢球8由外筒2上端的锁槽中脱落，从而完成解锁，此时电机带动中间筒17与内筒18一起作收起运动，当运动到一定位置时，上解锁套筒10啮合入丝杠19，之后继续运动至下解锁套筒3脱离丝杠19，此时中间筒17达到收起位置并被限位不再作收起直线运动，进而电机只带动上解锁套筒10、上限位滑块16作直线运动，上限位滑块16推动上锁定滑块14解开上钢球15的锁定，此后内筒18收起，电动多级作动筒收放锁定装置达到全收起状态。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电动多级作动筒收放锁定装置，其特征在于：包括外筒（2）、中间筒（17）、内筒（18）、丝杠（19）以及安装在丝杠（19）外侧的两级钢球锁机构，其特征在于：所述的两级钢球锁机构包括上级钢球锁机构和下级钢球锁机构；

所述的下级钢球锁机构包括下滑动套筒（5）、下解锁套筒（3）、下锁定滑块（7）、下限位滑块（9）、下弹性元件（6）、下键（4）与下钢球（8），所述的下滑动套筒（5）安装于外筒（2）与下解锁套筒（3）之间，下滑动套筒（5）内壁具有两层台阶，下滑动套筒（5）内壁大台阶端与下锁定滑块（7）之间形成间隙配合，下滑动套筒（5）内壁小台阶端与下解锁套筒（3）之间形成间隙配合，下滑动套筒（5）上端径向均布用于放置下钢球（8）的通孔，下滑动套筒（5）内壁上端开有内螺纹，与中间筒（17）下端的外螺纹相固定连接，所述下解锁套筒（3）安装在丝杠（19）上，下解锁套筒（3）的大台阶外圆面开有凹槽，键（4）放置于下解锁套筒（3）的凹槽与外筒（2）的内壁凹槽组成的空间中，键（4）的宽度与外筒（2）内壁凹槽形成间隙配合，下解锁套筒（3）的上端开有外壁螺纹，下限位滑块（9）通过内壁螺纹与下解锁套筒（3）的外壁螺纹相固定连接，下锁定滑块（7）外壁上端开有与下钢球（8）相配合的环形凹槽，下弹性元件（6）安装在下滑动套筒（5）内壁小台阶端与下锁定滑块（7）内壁台阶之间；

所述的上级钢球锁机构包括上滑动套筒（12）、上解锁套筒（10）、上锁定滑块（14）、上限位滑块（16）、上弹性元件（13）、上键（11）与上钢球（15），所述的上滑动套筒（12）安装于外筒（2）与上解锁套筒（10）之间，上滑动套筒（12）内壁具有两层台阶，上滑动套筒（12）内壁大台阶端与上锁定滑块（14）之间形成间隙配合，上滑动套筒（12）内壁小台阶端与上解锁套筒（10）之间形成间隙配合，滑动套筒（12）上端径向均布用于放置上钢球（15）的通孔，其中的上滑动套筒（12）内壁上端螺纹与内筒（18）下端的外壁螺纹相固定连接，上键（11）放置于上解锁套筒（10）的外壁凹槽与中间筒（17）的内壁凹槽组成的空间中，上解锁套筒（10）安装在丝杠（19）上，上锁定滑块（14）外壁上端开有与上钢球（15）相配合的环形凹槽，上弹性元件（13）安装在上滑动套筒（12）内壁小台阶端与上锁定滑块（14）内壁台阶之间。

2.根据权利要求1所述的电动多级作动筒收放锁定装置，其特征在于：所述的下解锁套筒（3）开有内壁螺纹，初始安装于丝杠（19）上的外表面螺纹端，所述的上解锁套筒（10）开有内壁螺纹，在初始位置处与丝杠（19）上的外表面螺纹形成螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的电动多级作动筒收放锁定装置，其特征在于：所述的上弹性元件（13）和下弹性元件（6）为圆柱弹簧或蝶型弹簧。