CN112636528B - 多余度应急功能机电作动器 - Google Patents

多余度应急功能机电作动器 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种多余度应急功能机电作动器，可实现对被控对象机械限位锁定解锁应急放下或收回。本发明通过下述技术方案实现：自锁定组件上设有连接衬套的锁环，装配在锁环锁槽内，并由螺纹销轴保持在衬套导向槽内的锁块，依靠二阶滑筒背端台阶面的复位压缩弹簧提供弹力，将二阶滑筒缩颈台阶外环面保持在滑块内圈，以及装配在活塞杆导向孔可径向滚动的钢球，装配在衬套外环面和活塞杆内环面之间，通过端盖螺母保持背靠在两个滑套之间提供上锁弹力的压缩弹簧，使滑套外环面紧贴钢球并使之保持在外筒锁槽内，实现活塞杆机械锁定，丝杠螺母上的自锁定组件开锁，高压气体推动活塞杆伸出，带动衬套与丝杠螺母脱开，活塞杆在高压气体作用下伸出。

Description

多余度应急功能机电作动器
技术领域
本发明是关于应用于机电作动器上的应急放结构，更具体地说，本发明是关于可提高机电作动器安全性，实现多介质应急开锁和放下活塞杆的多余度应急功能机电作动器。
背景技术
电动作动筒作为一种直线运动执行元件，是用来实现工作机构直线往复运动或小于360°摆动运动的能量转换装置。常见的电动作动筒的基本构成如下：电机、减速箱、传动部件、滚珠丝杠副、机电作动筒、活塞杆组件、自锁定组件等。带有自锁装置的机电作动器，在限定位置停止运动时能防止外力作用而发生窜动，通常由机电作动器内的机械锁锁住。机械锁的形式常用由钢球、锁槽、锥形活塞和弹簧等组成的钢球锁。在民航客机控制领域,机电作动系统发挥了重要的作用。但这个系统复杂程度较高,容易在各种因素的影响下出现故障,且故障模式及影响较为复杂,在某些安全性要求较高的应用场合，例如应用于飞机起落架收放的机电作动器，要求其必须具备一定的安全余度。常规的液压作动筒，在活塞杆上加载荷的条件下，起落架从收上腔和放下腔输入油压，对主起落架作动筒分别向“收上”、放下”的液压，实现内置机械锁开锁，并收上、放下起落架。除了正常工况下使用液压介质，应急状态下可使用冷气代替液压油，驱动作动筒上位锁开锁，并推动活塞杆运动，放下起落架。
目前常用的机电作动器多余度设计为备份一个的电机，其中，常规双余度机电作动器仍需依赖电力实现应急放，且丝杠、齿轮、减速器等传动部件卡死时无法工作。当主电机失效时备用电机工作而实现应急放下或收回活塞杆，但该结构无法解决丝杠、齿轮、减速器等卡死时实现活塞杆应急放下或收回。比如中国申请号2019102004940针对现有的双余度机电作动器存在一定的不足：其第一电机和第二电机之间的距离不便于根据实际需要进行调节，从而达到不能调节第二齿轮和行星减速器与惰轮的啮合度，经长时间使用容易出现第二齿轮和行星减速器与惰轮出现分离，造成不啮合的现象发生，导致行星减速器失去效用，给使用带来极大的不便，不能满足使用需求的问题。公开的一种余度机电作动器，该余度机电作动器采用了包括两个第一电机输出轴上分别固定安装有行星减速器和第一齿轮，且第一齿轮和行星减速器之间啮合有同一个惰轮，两个第一电机的顶部均固定安装有电磁式制动器，两个第一电机的上方设有同一个安装板，且安装板的底部固定安装有矩形框架板，两个第一电机均位于矩形框架板内，两个第一电机相互远离的一侧均接触有弧形推板的作动器本体，这种余度机电作动器，两个第一电机均位于矩形框架板内，两个第一电机相互远离的一侧均接触有弧形推板，并在矩形框架板的内部两侧均开设有顶部为开口设置的安装槽，两个安装槽相互远离的一侧内壁上均开设有第一圆孔，且第一圆孔的顶部内壁和底部内壁上固定安装有同一个支撑杆)，两个支撑杆相互靠近的一侧均固定安装有定位杆，且定位杆上活动套装有螺杆，两个螺杆对称设置，螺杆靠近对应的弧形推板的一端与弧形推板固定连接，螺杆上螺纹套设有与对应的第一圆孔转动安装的第一转轴，且第一转轴的一端延伸至对应的安装槽内，第一转轴上固定套设有第一链轮，安装板的底部开设有安装孔和两个方槽，安装孔位于两个方槽之间，所述安装孔内设有第二转轴，且第二转轴的两端分别延伸至对应的方槽内，所述方槽内设有固定套设在第二转轴)上的第二链轮，且第二链轮与对应的第一链轮上传动连接有同一个第一链条，安装孔的两侧内壁上固定安装有同一个方杆，且方杆活动套设在第二转轴上，方杆上活动套装有两个连接座，且连接座的底部延伸至安装板的下方并与对应的电磁式制动器的顶部固定安装，安装板的底部一侧固定安装有伺服电机，且伺服电机的输出轴上固定套设有第三链轮，两个方槽中的一个方槽内设有固定套设在第二转轴上的第四链轮，且第四链轮与第三链轮上传动连接有同一个第二链条。这种余度机电作动器不仅复杂，而且不能解决常规余度机电作动器仍需依赖电力实现应急放，且丝杠、齿轮、减速器等传动部件卡死时无法工作的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足之处，提供一种结构简单，传动效率高，使用环境的适应性强，可实现对被控对象机械限位锁定解锁应急放下或收回，不依赖于电力的应急放下活塞杆的技术方案，以解决机电作动器单余度设计而安全性不够的问题，有效解决常规双余度机电作动器仍需依赖电力实现应急放，且丝杠、齿轮、减速器等传动部件卡死时无法工作的问题，实现不同工作介质的多余度应急功能机电作动器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多余度应急功能机电作动器，包括：装配在减速箱由电机带动的传动部件和装配在机电作动器外筒12中通过联轴器连接电机的滚珠丝杠副、活塞杆组件和设置在丝杠螺母2上的自锁定组件，其中，滚珠丝杠副驱动活塞杆组件实现机械运动，其特征在于：自锁定组件上设有连接衬套16的锁环5，装配在锁环5锁槽17内围绕二阶滑筒4缩颈台阶外环面均匀分布，并由螺纹销轴7保持在衬套16导向槽内的锁块6，依靠二阶滑筒4背端台阶面的复位压缩弹簧3提供弹力，将二阶滑筒4缩颈台阶外环面保持在滑块6内圈，以及装配在活塞杆11导向孔10可径向滚动的钢球8，装配在衬套16外环面和活塞杆11内环面之间，通过端盖螺母13保持背靠在两个滑套15之间提供上锁弹力的压缩弹簧14，使滑套15外环面紧贴钢球8并使之保持在外筒12锁槽9内，实现活塞杆11机械锁定，高压气体通过冷气管嘴18进入作动器放下腔，高压气体推动密封圈密封的滑套15克服压缩弹簧(14)弹力，从钢球8内圈脱出，活塞杆机械锁定装置开锁，同时高压气体推动密封圈密封的二阶滑筒4克服复位压缩弹簧3弹力，从滑块6内圈脱出，丝杠螺母2上的自锁定组件开锁，高压气体推动活塞杆11伸出，带动衬套16与丝杠螺母2脱开，活塞杆11在高压气体作用下伸出。
本发明相比于现有技术具有如下增益效果：
本发明通过给丝杠螺母2和衬套16之间设计可被高压气体开锁的自锁定组件，包括连接衬套16的锁环5，装配在锁环5的锁槽17内围绕二阶滑筒4缩颈台阶外环面均匀分布，并由螺纹销轴7保持在衬套16导向槽内的锁块6，依靠二阶滑筒4背端台阶面的复位压缩弹簧3提供弹力，将二阶滑筒4缩颈台阶外环面保持在滑块6内圈，结构简单，传动效率高。
本发明在活塞杆11和外筒12之间同样设计可被高压气体开锁的机械锁，包括装配在活塞杆11导向孔10可径向滚动的钢球8，装配在衬套16外环面和活塞杆11内环面之间，通过端盖螺母13保持背靠在两个滑套15之间提供上锁弹力的压缩弹簧14，使滑套15外环面紧贴钢球8并使之保持在外筒12的锁槽9内；，传动效率高，使用环境的适应性强，可实现对被控对象机械限位锁定解锁应急放下或收回，不依赖于电力的应急放下活塞杆，有效解决了机电作动器单余度设计而安全性不够的问题。
本发明机电作动器正常工作时，丝杠螺母2与衬套16之间的自锁定组件处于锁定状态，丝杠螺母2带动衬套16上的导向滑套15运动，使活塞杆11与外筒12之间用于作动器承载用的机械锁上锁、开锁，而需应急操作时，通过冷气管嘴18进入作动器放下腔的高压气体能够驱动丝杠螺母2与衬套16之间的自锁定组件和活塞杆机械锁开锁，并将活塞杆11推出，从而解决了常规机电作动器无多介质应急操作的问题。
附图说明
图1是本发明多余度应急功能机电作动器锁定状态的结构示意图。
图中：1丝杠，2丝杠螺母，3复位压缩弹簧，4二阶滑筒，5锁环，6锁块，7螺纹销轴，8钢球，9锁槽，10导向孔，11活塞杆，12外筒，13端盖螺母，14压缩弹簧，15滑套，16衬套，17锁槽，18冷气管嘴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。
参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种多余度应急功能机电作动器，包括：装配在减速箱由电机带动的传动部件和装配在机电作动器外筒12中通过联轴器连接电机的滚珠丝杠副、活塞杆组件和设置在丝杠螺母2上的自锁定组件，其中，滚珠丝杠副驱动活塞杆组件实现机械运动，其特征在于：自锁定组件上设有连接衬套16的锁环5，装配在锁环5锁槽17内围绕二阶滑筒4缩颈台阶外环面均匀分布，并由螺纹销轴7保持在衬套16导向槽内的锁块6，依靠二阶滑筒4背端台阶面的复位压缩弹簧3提供弹力，将二阶滑筒4缩颈台阶外环面保持在滑块6内圈，以及装配在活塞杆11导向孔10可径向滚动的钢球8，装配在衬套16外环面和活塞杆11内环面之间，通过端盖螺母13保持背靠在两个滑套15之间提供上锁弹力的压缩弹簧14，使滑套15外环面紧贴钢球8并使之保持在外筒12锁槽9内，实现活塞杆11机械锁定，高压气体通过冷气管嘴18进入作动器放下腔，高压气体推动密封圈密封的滑套15克服压缩弹簧14弹力，从钢球8内圈脱出，活塞杆机械锁定装置开锁，同时高压气体推动密封圈密封的二阶滑筒4克服复位压缩弹簧3弹力，从滑块6内圈脱出，丝杠螺母2上的自锁定组件开锁，高压气体推动活塞杆11伸出，带动衬套16与丝杠螺母2脱开，活塞杆11在高压气体作用下伸出。
上文已详尽描述了本发明专利的实施例，本领域内的技术人员在了解其基本创造性概念后，则可对本实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明专利的设计精神和范围。本发明专利权利要求包含这些修改和变型。

Claims (1)

1.一种多余度应急功能机电作动器，包括：装配在减速箱由电机带动的传动部件和装配在机电作动器外筒(12)中通过联轴器连接电机的滚珠丝杠副、活塞杆组件和设置在丝杠螺母(2)上的自锁定组件，其中，滚珠丝杠副驱动活塞杆组件实现机械运动，其特征在于：自锁定组件上设有连接衬套(16)的锁环(5)，装配在锁环(5)的锁槽(17)内，围绕二阶滑筒(4)缩颈台阶外环面均匀分布，并由螺纹销轴(7)保持在衬套(16）导向槽内的锁块(6)，依靠二阶滑筒(4)背端台阶面的复位压缩弹簧(3)提供弹力，将二阶滑筒(4)缩颈台阶外环面保持在锁块(6)内圈，以及装配在活塞杆(11)的导向孔(10)可径向滚动的钢球(8)，装配在衬套(16)外环面和活塞杆(11)内环面之间，通过端盖螺母(13)保持背靠在两个滑套(15)之间，提供上锁弹力的压缩弹簧(14)，使滑套(15)外环面紧贴钢球(8)并使之保持在外筒(12)锁槽(9)内，实现活塞杆(11)机械锁定，高压气体通过冷气管嘴(18)进入作动器放下腔，高压气体推动密封圈密封的滑套(15)克服压缩弹簧(14)弹力，从钢球(8)内圈脱出，活塞杆机械锁定装置开锁，同时高压气体推动密封圈密封的二阶滑筒(4)克服复位压缩弹簧(3)弹力，从锁块(6)内圈脱出，丝杠螺母(2)上的自锁定组件开锁，高压气体推动活塞杆(11)伸出，带动衬套(16)与丝杠螺母(2)脱开，活塞杆(11)在高压气体作用下伸出。
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