CN201513536U - 机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，主要用来隔离直线输出执行机构的卡死故障，避免对舵面运动造成影响。该设计主要由主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆和相关附件组成。主体的左端通过联轴器与直线输出执行机构的末端固定连接，其右端通过螺纹与端盖固定连接。两位两通电磁阀通过固定安装在主体上方的阀座与主体内的控制腔连通。机电作动器的最终输出端为活塞式输出杆，安装在主体内部，其右端直接与力综合臂固定连接。当机电作动器直线输出执行机构出现卡死故障时，其输出端能够跟随余下正常工作的作动器输出端的运动而运动，而不会对力综合臂产生破坏性扭矩，从而提高了安全可靠性。

Description

机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置

技术领域

本实用新型涉及机载飞控作动系统技术领域，具体涉及到一种适用于机电作动器直线输出执行机构故障隔离装置的结构设计。

背景技术

机载飞控作动系统是指可以在机上实现某些有相当功率输出的、机械动作的、相对独立的一整套系统，通过伺服驱动舵面来控制飞机飞行姿态和飞行轨迹。飞机的关键舵面通常采用的作动器形式有：传统的液压作动器和功率电传作动器。随着多电/全电飞机技术的发展，电能将逐步取代液压能、气压能等成为新一代飞机上的主要能源。因此，功率电传作动器将逐步取代传统的液压作动器，成为新一代飞机上的首选飞控作动系统形式。电动静液作动器和机电作动器是功率电传作动器的两种主要形式。前者与传统的液压作动器相比，虽然不需要中央液压源提供能量，但其仍然需要独立的电机驱动液压泵来提供能量，无法完全摆脱液压能；而后者则完全采用电能进行驱动，完全符合全电飞机的发展趋势。

机电作动器主要由控制器、双向调速电机、齿轮减速器和可实现往复运动的输出执行机构组成。其中，输出执行机构主要由滚珠(滚柱)丝杠直线输出或齿轮旋转输出机构组成。齿轮减速器的作用是将高速小转矩的电机输出转化为低速大转矩的机械转动输出给滚珠(滚柱)丝杠或齿轮旋转执行机构。一般减速器中还装有起安全保护作用的转矩限制机构和摩擦离合器等。摩擦离合器可通过摩擦作用将电机的输出转矩传递到输出执行机构上，当驱动电机发生故障时，通过离合器可以将电机与输出执行机构分离，从而将故障隔离。通常，飞机上的关键舵面都有两套以上的作动器通过力综合臂构成余度作动系统，当其中一套作动器发生故障时，飞控系统将切断对其的控制作用，通过控制余下的作动器来保证对舵面的正常操纵。同时，要求出现故障的作动器不能对力综合臂和舵面的操纵产生影响。但是，当机电作动器的输出执行机构发生卡死故障时，原有的摩擦离合器无法对该故障进行隔离。此时，虽然机电作动器不对力综合臂进行直接控制，但是由于其输出执行机构与力综合臂之间为刚性连接，当余下的作动器继续对力综合臂进行控制时，在力综合臂上将产生具有破坏性的扭矩，最终将对舵面的正常操纵产生影响，进而影响到飞机的飞行安全。

发明内容

针对上述机电作动器存在的直线输出执行机构发生卡死故障时无法实施有效隔离的缺点，本实用新型设计了一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，主要用来隔离直线输出执行机构的卡死故障，避免对舵面运动造成影响。

本实用新型采用的技术方案是：在机电作动器直线输出执行机构的末端增加了一个故障隔离装置，主要由主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆、防尘环、导向环和密封圈组成。主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆、防尘环、导向环、密封圈通过主体集成为一体。主体的左端通过联轴器与直线输出执行机构的末端固定连接，其右端与端盖通过螺纹固定连接。活塞式输出杆安装在主体内部，将主体分为左、右两个控制腔。阀座通过螺钉固定安装在主体上方的安装平台上。两位两通电磁阀通过螺钉固定安装在阀座上方，通过阀座内部的管路分别与主体内的左右两个控制腔连通，其控制信号来自机电作动器的控制器。机电作动器的最终输出端为活塞式输出杆。活塞式输出杆的右端直接与力综合臂固定连接。当机电作动器正常工作时，两位两通电磁阀处于常闭位置，主体的两个控制腔之间不连通，直线输出执行机构带动故障隔离装置直接驱动舵面运动；当机电作动器的直线输出执行机构发生卡死故障时，控制器控制两位两通电磁阀处于打开位置，使主体的两个控制腔连通，从而使得活塞式输出杆可在主体内自由运动。

本实用新型的优点在于：机电作动器在增加该故障隔离装置后，当其直线输出执行机构出现卡死故障时，其输出端能够跟随余下正常工作的作动器输出端的运动而运动，而不会对力综合臂产生破坏性扭矩，从而提高了飞控作动系统的安全可靠性。另外，该故障隔离装置结构简单、加工方便，易于实现。

附图说明

图1是本实用新型故障隔离装置的外形图；

图2是本实用新型故障隔离装置的结构分解图；

图3是图1的剖视图。

图中，1：主体，2：防尘环，3：导向环，4：密封圈，5：阀座，6：两位两通电磁阀，7：端盖，8：活塞式输出杆，9：空腔，10：左控制腔，11：右控制腔，12：左侧管路，13：右侧管路，14：安装平台，15：防尘槽A，16：导向槽A，17：密封槽A，18：导向槽B，19：密封槽B，20：导向槽C，21：密封槽C，22：导向槽D，23：防尘槽B。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型在机电作动器直线输出执行机构的末端增加了一个故障隔离装置，如图1、图2所示。图3中，主体1的左端通过联轴器与直线输出执行机构的末端固定连接，其右端通过螺纹与端盖7固定连接。活塞式输出杆8安装在主体1的内部，将主体1分为左控制腔10和右控制腔11。活塞式输出杆8在主体1中的初始安装位置应使左控制腔10和右控制腔11的容积相同。阀座5通过螺钉固定安装在主体1上方的安装平台14上。两位两通电磁阀6通过螺钉固定安装在阀座5上方，通过阀座5内部的左侧管路12和右侧管路13分别与主体1内的左控制腔10和右控制腔11连通，其控制信号来自机电作动器的控制器。机电作动器的最终输出端为活塞式输出杆8。活塞式输出杆8的右端直接与力综合臂固定连接。当机电作动器正常工作时，两位两通电磁阀6处于常闭位置，主体1的两个控制腔10和11之间不连通，直线输出执行机构带动故障隔离装置直接驱动舵面运动；当机电作动器的直线输出执行机构发生卡死故障时，控制器控制两位两通电磁阀6处于打开位置，使主体1的两个控制腔10和11连通，从而使得活塞式输出杆8可在主体1内自由运动。当活塞式输出杆8向右运动时，空腔9可给其提供足够的运动空间。空腔9的初始长度应与左控制腔10和右控制腔11的初始长度相同。

所述主体1中的空腔9与左控制腔10之间的隔离通过安装在防尘槽A15中的防尘环2、导向槽A16中的导向环3、密封槽A17中的密封圈4和活塞式输出杆8的配合来实现。所述主体1中的左控制腔10与右控制腔11之间的隔离通过安装在导向槽B18中的导向环3、密封槽B19中的密封圈4、导向槽C20中的导向环3和活塞式输出杆8的配合来实现。所述主体1中的右控制腔11与外界之间的隔离通过安装在端盖7上的密封槽C21中的密封圈4、导向槽D22中的导向环3、防尘槽B23中的防尘环2和活塞式输出杆8的配合来实现。所述防尘环2的作用是除去往复运动的活塞式输出杆8露在主体1外部的表面上所附着的污染物，防止其进入主体1内部。所述导向环3的作用是吸收活塞式输出杆8往复运动时所产生的侧向力。所述密封圈4的作用是防止液压油的泄漏。主体1、端盖7、阀座5、两位两通电磁阀6、活塞式输出杆8、防尘环2、导向环3、密封圈4通过主体1集成为一体。

Claims (3)

1.一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，其特征在于：包括主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆、防尘环、导向环、密封圈；

主体的左端通过联轴器与直线输出执行机构的末端固定连接，其右端通过螺纹与端盖固定连接；

活塞式输出杆安装在主体内部，将主体分为左、右两个控制腔；

阀座通过螺钉固定安装在主体上方的安装平台上；

两位两通电磁阀通过螺钉固定安装在阀座上方，通过阀座内部的管路分别与主体内的左右两个控制腔连通；

机电作动器的最终输出端为活塞式输出杆；

活塞式输出杆右端直接与力综合臂固定连接。

2.如权利要求1所述一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，其特征在于：活塞式输出杆在主体中的初始安装位置应使左控制腔和右控制腔的容积相同；空腔的初始长度应与左控制腔和右控制腔的初始长度相同。

3.如权利要求1所述一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，其特征在于：主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆、防尘环、导向环、密封圈通过主体集成为一体。

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