CN115978156A - 具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，可提高重载收放机电作动器安全性，实现不同工作介质的多余度应急放下活塞筒。本发明通过下述技术方案实现：指形锁爪缩颈槽将活塞筒内壁上制有的凸台锁环径向嵌入缩颈槽中，端头凸缘锁爪内环紧贴被弹簧约束在活塞筒环腔中的上锁衬套外环面，将端头上的凸缘锁爪保持在凸台锁环的锁槽内，形成可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构；当丝杠副卡死需要应急伸出活塞筒时，高压介质推动上锁衬套克服弹簧弹力从指形锁爪锁筒的凸缘锁爪内环脱出,滑动脱出移开到松锁位解锁，指形锁爪锁筒与活塞筒脱离，高压介质推动活塞筒伸出，实现机电作动器的应急伸出活塞筒。

Description

具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器

技术领域

本发明涉及广泛应用于各种动力装置中的作动器，尤其是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重载收放机电作动器安全性，实现利用不同于电能的非相似能源，例如高压介质实现应急开锁和放下活塞筒的创新结构。

背景技术

通常飞行器的收放作动机构主要是采用液压作动筒提供作动力，液压作动筒在动力源失效的情况下能够利用旁通阀或排气阀释压后，起落架靠自身重力和辅助气动力自由放下并上锁的构型实现应急放下。传统的起落架液压收放系统表现出重量大、故障率高、效率低等不足，严重影响飞行器性能的提高。随着技术的发展和进步，电作动筒在起落架收放方面得到应用。电动收放系统是机电作动系统在飞机起落架的一种特殊应用，其除了必须具备直线驱动功能外，还必须具备在指定位置的锁定并承受较大载荷的功能。电动收放作动筒是完成起落架收放的主要功能件。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、外筒组件、活塞筒组件、自锁定组件等。带有自锁装置的电动作动筒，在限定位置停止运动时能防止外力作用而发生窜动，通常由作动筒内的机械锁锁住。机械锁的形式常用的为钢球锁，它由钢球、锁槽、锥形活塞和弹簧等组成。起落架电动收放作动筒工作频繁、收放次数多。当起落架收放系统出现故障时，起落架能够应急放下，因此电动收放作动筒必须具备应急放功能。起落架收放系统在静置状态下中，可能出现起落架收放作动筒活塞杆自发伸出的现象。活塞杆伸出约

3mm，收放作动筒活塞杆端未发生相对位移，而传统电动作动筒主要通过电机抱刹来实现，当作动筒在末端位置时电机断电，抱刹机构也断电，此时，抱刹在弹簧的作用下刹住电机。这种锁定装置的缺点是难以承受飞机落地时的巨大冲击载荷；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，往往不采用作动器内置机械锁承载，而采用外置机械锁承受重载，该锁定装置即撑杆锁，在起落架收上时撑杆折叠，起落架放下时撑杆展开，锁定起落架，承受飞机着陆载荷。因此要求作动器必须具备一定的安全余度，在应急状况下，仍能使起落架顺利放下。常用的机电作动器多余度设计为备份一个电机，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筒，常规的重载收放机电作动器单余度设计而安全性不够，该结构无法解决丝杠、齿轮、减速器等卡死时实现应急放下或收回。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术无法解决丝杠、齿轮、减速器等卡死时实现应急放下或收回的问题，提供一种结构简单，可提高重载收放机电作动器安全性，实现不同工作介质的多余度应急放下活塞筒，且能够实现不依赖于电力的应急放下活塞筒的方案。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。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，包括：外筒2一侧齿轮箱通过伺服电机主轴连接齿轮径向连接的齿轮减速传动机构，装配在带有应急进气孔1的外筒2中，与外筒2内壁形成锁槽5的活塞筒3，通过滚珠轴承和丝杠螺母7伸入活塞筒3中的丝杠8，其特征在于：丝杠螺母7端部外圆上螺接有以尾部台阶筒的方式相连的指形锁爪锁筒4，活塞筒3内壁凸台锁环径向嵌入在指形锁爪锁筒4的所述缩颈槽中，指形锁爪锁筒4内环面径向耦合提供上锁力的上锁衬套6，活塞筒3内壁凸台锁环前置台阶孔环密封上锁衬套6端头台阶凸环，将套装在上锁衬套6小端筒体上的弹簧9约束在活塞筒台阶环腔端面上，形成可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构；当丝杠副卡死需要应急伸出活塞筒3时，不同于电能的非相似能源,例如应急高压介质从外筒2的进气孔1进入作动器内腔,高压介质推动上锁衬套6克服弹簧9弹力从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出,所述凸缘锁爪从锁槽5内环圆弧面滑动脱出移开到松锁位解锁，指形锁爪锁筒4与活塞筒3脱离，高压介质推动活塞筒3伸出，实现机电作动器的应急伸出活塞筒3。

齿轮传动机构带动丝杠8旋转，通过丝杠螺母7同步带动与之螺纹连接的指形锁爪锁筒4作直线同步运动，推动凸台锁环台阶锁紧面带动活塞筒3运动，实现机电作动器的正常收放活塞筒3。

本发明相比于现有技术具有如下增益效果：

本发明采用装配在带有应急进气孔1的外筒2中，带有锁槽5的活塞筒3，通过伺服电机主轴连接齿轮径向连接的齿轮减速传动机构，通过滚珠轴承和丝杠螺母7伸入活塞筒3中空腔体中的丝杠8，螺接在丝杠螺母7端部外圆上且制有缩颈槽的指形锁爪锁筒4，耦合指形锁爪锁筒4并提供上锁力的上锁衬套6，所组成的重载收放机电作动器结构简单，性能可靠,机械强度高，由于指形锁爪锁筒4台阶推动活塞筒3为面接触，指形锁爪锁筒4凸缘锁爪拉动活塞筒3为面接触，使机电作动器可承受重载收放。因此可以承受较大的稳定载荷和动载荷。可提高重载收放机电作动器安全性。

本发明通过指形锁爪锁筒4端头凸缘锁爪内环紧贴上锁衬套6外环面，将指形锁爪锁筒4端头上的凸缘锁爪保持在上述凸台锁环的锁槽5内。所形成的可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构，能够有效防止现卡塞现象，可避免因作动筒内的丝杠副等传动部件卡死根本无法打开而造成设备严重性事故，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。实现机电作动筒正常时，该锁紧机构处于锁定状态。丝杠螺母7带动与之螺纹连接的指形锁爪锁筒4直线同步运动，从而通过指形锁爪锁筒4凸缘锁爪带动活塞筒3克服重载运动。而需应急操作时，进入作动器的应急介质能推动上锁衬套6从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出，使指形锁爪锁筒4凸缘锁爪从锁槽5内脱出，从而实现活塞筒3与指形锁爪锁筒4之间开锁，并将活塞筒3推出。由于指形锁爪锁筒4台阶推动活塞筒3为面接触，指形锁爪锁筒4凸缘锁爪拉动活塞筒3为面接触，使机电作动器可承受重载收放。当传动部件卡死或失电需要应急伸出活塞筒3时，应急高压气体或其他高压介质从外筒2的进气孔1进入作动器内部，高压气体推动上锁衬套6克服弹簧9弹力从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出，使指形锁爪锁筒4凸缘锁爪可从活塞筒3的锁槽5内脱出解锁，高压介质推动活塞筒3伸出，实现应急伸出。有效解决了常规重载收放机电作动器单余度设计而安全性不够的问题。

本发明利用不同于电能的非相似能源,例如应急高压介质从外筒2的进气孔1进入作动器内腔,高压介质推动上锁衬套6克服弹簧9弹力从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出,所述凸缘锁爪从锁槽5内环圆弧面滑动脱出移开到松锁位解锁，指形锁爪锁筒4与活塞筒3脱离，高压介质推动活塞筒3伸出。这种分离迅速而彻底的分离迅速平稳的开锁，动作准确，这使应急放下或收回，无需通电。本发明适用于重载收放机电作动器的非相似能源应急作动方案。

本发明利用不同于电能的非相似能源对丝杠副等运动部件卡塞等故障进行隔离，并应急伸出活塞筒3的方法，通过在活塞筒3与丝杠螺母7之间构建可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构，实现丝杠副卡塞等应急工况下锁紧机构被应急介质开锁，活塞杆3与丝杠螺母7之间联接脱离。可提高重载收放机电作动器安全性，实现利用不同于电能的非相似能源，例如高压介质实现应急开锁和放下活塞筒。

附图说明

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。

图1是具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器正常工作状态结构示意图。

图2是图1机电作动器指形锁爪锁筒示意图。

图中：1进气孔，2外筒，3活塞筒，4指形锁爪锁筒，5锁槽，6上锁衬套，7丝杠螺母，8丝杠，9弹簧。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下描述的优选实施例中，一种具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，包括：外筒2一侧齿轮箱通过伺服电机主轴连接齿轮径向连接的齿轮减速传动机构，装配在带有应急进气孔1的外筒2中，与外筒2内壁形成锁槽5的活塞筒3，通过滚珠轴承和丝杠螺母7伸入活塞筒3中的丝杠8，其特征在于：丝杠螺母7端部外圆上螺接有以尾部台阶筒的方式相连的指形锁爪锁筒4，活塞筒3内壁凸台锁环径向嵌入在指形锁爪锁筒4的所述缩颈槽中，指形锁爪锁筒4内环面径向耦合提供上锁力的上锁衬套6，活塞筒3内壁凸台锁环前置台阶孔环密封上锁衬套6端头台阶凸环，将套装在上锁衬套6小端筒体上的弹簧9约束在活塞筒台阶环腔端面上，形成可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构；当丝杠副卡死需要应急伸出活塞筒3时，应急高压介质从外筒2的进气孔1进入作动器内腔,高压介质推动上锁衬套6克服弹簧9弹力从指形锁爪锁筒4的凸缘锁爪内环脱出，所述凸缘锁爪从锁槽5内环圆弧面滑动脱出移开到松锁位解锁，指形锁爪锁筒4与活塞筒3脱离，高压介质推动活塞筒3伸出，实现机电作动器的应急伸出活塞筒3。

上锁衬套6为环密封在活塞筒3大端中空台阶中与前置小端中空封口台阶孔中的阶梯筒体，并通过大端台阶环上的密封环和下端端头上密封环将弹簧9封装在大端台阶环端面与活塞筒3大端中空台阶端面之间。

指形锁爪锁筒4台阶推动活塞筒3的凸台锁环吻合接触面，指形锁爪锁筒4凸环锁爪同步拉动活塞筒3，在传动部件卡死或失电需要应急伸出活塞筒3时，应急高压气体或其他高压介质从外筒2的进气孔1进入作动器内部，[Z1]推动指形锁爪锁筒4耦合的上锁衬套6，克服弹簧9弹力，从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出，指形锁爪锁筒4凸缘锁爪从活塞筒3的锁槽5内脱出解锁，高压介质推动活塞筒3应急伸出。

高压气体推动上锁衬套6克服弹簧9弹力从指形锁爪锁筒4凸缘锁爪内环脱出，使指形锁爪锁筒4凸缘锁爪可从活塞筒3的锁槽5内脱出解锁，高压介质推动活塞筒3伸出，实现应急伸出。

尽管以上已经示出和描述了本发明的实施例，对本发明实施例进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明；同时，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，包括：外筒(2)一侧齿轮箱通过伺服电机主轴连接齿轮径向连接的齿轮减速传动机构，装配在带有应急进气孔(1)的外筒(2)中，与外筒(2)内壁形成锁槽(5)的活塞筒(3)，通过滚珠轴承和丝杠螺母(7)伸入活塞筒(3)中的丝杠(8)，其特征在于：丝杠螺母(7)端部外圆上螺接有以尾部台阶筒的方式相连的指形锁爪锁筒(4)，活塞筒(3)内壁凸台锁环径向嵌入在指形锁爪锁筒(4)的所述缩颈槽中，指形锁爪锁筒(4)内环面径向耦合提供上锁力的上锁衬套(6)，活塞筒(3)内壁凸台锁环前置台阶孔环密封上锁衬套(6)端头台阶凸环，将套装在上锁衬套(6)小端筒体上的弹簧(9)约束在活塞筒台阶环腔端面上，形成可被应急介质开锁的应急开锁机构和应急强制解锁功能的锁紧机构；当丝杠副卡死需要应急伸出活塞筒(3)时，应急高压介质从外筒(2)的进气孔(1)进入作动器内腔,高压介质推动上锁衬套(6)克服弹簧(9)弹力从指形锁爪锁筒(4)的凸缘锁爪内环脱出，所述凸缘锁爪从锁槽(5)内环圆弧面滑动脱出移开到松锁位解锁，指形锁爪锁筒(4)与活塞筒(3)脱离，高压介质推动活塞筒(3)伸出，实现机电作动器的应急伸出活塞筒(3)。

2.如权利要求1所述的具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，其特征在于：齿轮传动机构带动丝杠(8)旋转，通过丝杠螺母(7)同步带动与之螺纹连接的指形锁爪锁筒(4)作直线同步运动，推动凸台锁环台阶锁紧面带动活塞筒(3)运动，实现机电作动器的正常收放活塞筒(3)。

3.如权利要求1所述的具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，其特征在于：上锁衬套(6)为环密封在活塞筒(3)大端中空台阶中与前置小端中空封口台阶孔中的阶梯筒体，并通过大端台阶环上的密封环和下端端头上密封环将弹簧(9)封装在大端台阶环端面与活塞筒(3)大端中空台阶端面之间。

4.如权利要求1所述的具备非相似能源应急伸出功能的重载收放机电作动器，其特征在于：指形锁爪锁筒(4)台阶推动活塞筒(3)的凸台锁环吻合接触面，指形锁爪锁筒(4)凸环锁爪同步拉动活塞筒(3)，在传动部件卡死或失电需要应急伸出活塞筒(3)时，应急高压气体或其他高压介质从外筒(2)的进气孔(1)进入作动器内部，推动指形锁爪锁筒(4)耦合的上锁衬套(6)，克服弹簧(9)弹力，从指形锁爪锁筒(4)凸缘锁爪内环脱出，指形锁爪锁筒(4)凸缘锁爪从活塞筒(3)的锁槽(5)内脱出解锁，高压介质推动活塞筒(3)应急伸出。

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