CN220037144U - 收放筒防卡锁机电作动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出的一种收放筒防卡锁机电作动器,传动效率高。能够通过下述技术方实现:外筒高压腔内壁设有锁定活塞头位移自由度的上位锁块和嵌入塞头的下位锁块,被活塞头上位锁块与下位锁块通过相向对称的下切角斜面配合上位锁衬套、下位锁衬套端面锥角斜面,将锁定弹簧相向对称约束在阶梯随动套筒阶梯台阶轴及锁爪环扣的环面上,锁爪环扣配合防卡塞锁衬套缩颈台阶筒,将锁爪环扣锁止在丝杠螺母内环面锁槽上组成防卡塞锁,防卡塞锁衬套通过二阶内环台阶孔配合双端翻边环套筒啮合丝杠,通过活塞筒内壁将复位弹簧约束在活塞筒小端隔环腔体中,从而构成与防卡塞锁一起组成活塞筒应急收放锁止、解锁和伸出外筒腔端孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
Description
技术领域
本实用新型是关于应用于机电作动器上集成重载收放、重载锁定及非相似能源应急的功能结构,更具体地说,本实用新型是关于可提高机电作动器收放能力、锁定能力及作动器安全性和任务可靠性,在作动器丝杠副卡塞的工况下,非相似能源能够实现卡塞丝杠副与活塞筒隔离,并解锁作动器上位锁,推动活塞筒克服负载伸出的创新结构。
背景技术
机电作动器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。常见的机电作动器的基本构成如下: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。在某些安全性、任务可靠性要求高的应用场合,例如应用于飞机起落架收放的机电作动器,要求其必须具备放下起落架的安全余度。起落架在收上和放下过程中的受到气动载荷较为复杂。电备份机械作动器(EBMA:正常作动为飞机液压源驱动,在出现液压能源失效或其他故障时,电备份机电作动器给起落架作动提供应急动力。该作动简将液压作动功能和电备份机械作动功能集成在一起。在液压作动筒端盖处增加了电动机和减速机构,液压活塞筒内部集成了滚柱丝杠机构。正常作动时,由液压驱动,应急情况下电动机构驱动滚柱丝杠驱动活塞筒伸出,从而实现主起舱门的应急放功能。这种作动器结构形式较为复杂,生产加工难度较高。而且,需要解决电动机构及滚柱丝杆的卡滞问题,否则,一旦卡滞,将直接导致起落架或舱门无法放下。常用的机电作动器多余度设计为备份一个的电机,当主电机失效时备用电机工作而实现应急放下活塞筒,但不能解决丝杠副卡塞的单点故障,任务可靠性低,因而实用性较差。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术存在的不足之处,提供一种结构简单,安全可靠,传动效率高,能够实现重载收放、重载锁定,并在非相似能源能源供应下,应急解锁并伸出活塞筒的方案。有效解决常规重载收放、锁定机电作动器不能解决丝杠副卡塞的单点故障,实现非相似能源余度应急。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种收放筒防卡锁机电作动器,包括:输出轴轴端齿轮伸入一侧机电作动器外筒3下位锁槽密闭腔啮合传动齿轮21带动丝杠1齿轮副旋转的伺服电机20,与丝杠1套合的丝杠螺母5,在外筒1作伸缩运动的活塞筒14,其特征在于:外筒3高压腔内壁设有嵌入上位锁槽6中,锁定活塞头位移自由度的上位锁块7和嵌入塞头13中的下位锁块12,被活塞头上位锁块滑槽8中的上位锁块7与下位锁块12通过相向对称的下切角斜面配合上位锁衬套9、下位锁衬套11端面锥角斜面,将锁定弹簧10相向对称约束在阶梯随动套筒18阶梯台阶轴及锁爪环扣19的环面上,锁爪环扣19配合防卡塞锁衬套17缩颈台阶筒,将锁爪环扣19锁止在丝杠螺母5右侧环筒卡爪扣内环面锁槽上,组成防卡塞锁,防卡塞锁衬套17通过二阶内环台阶孔配合双端翻边环套筒啮合丝杠1,通过活塞筒14内壁环密封的管身台阶环将复位弹簧16约束在活塞筒14小端隔环腔体中,从而构成与防卡塞锁一起组成活塞筒14应急收放锁止、解锁和伸出外筒3腔端环密封出孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
本实用新型相比于现有技术具有如下增益效果:
本实用新型通过上位锁衬套9将安装在活塞筒14中上位锁块7限制在上位锁槽6内,使活塞筒14不能移动而锁定,锁定状态上位锁块7与上位锁衬套9、活塞筒14、上位锁槽6均为面接触承力,使作动器在上位锁定状态能够承受极大的锁定负载;通过下位锁衬套11将安装在活塞筒14中下位锁块12限制在下位锁槽15内,使活塞筒14不能移动而锁定,锁定状态下位锁块12与下位锁衬套11、活塞筒14、下位锁槽15均为面接触承力,使作动器能够承受极大的锁定负载,提高机电作动器收放能力、锁定能力及作动器安全性和任务可靠性。
本实用新型通过给阶梯随动套筒18和丝杠螺母5之间设计可被应急介质开锁的防卡塞锁机构,实现机电作动筒正常时,该机构处于锁定状态。正常工作时通过丝杠螺母5带动阶梯随动套筒18,实现上锁开锁及带动活塞筒克服负载运动,传动效率高。而需要应急操作时,进入作动器的不同于电能的非相似能源,例如高压介质能推动防卡塞锁衬套17从阶梯随动套筒18端内环脱出,进而又带动阶梯随动套筒18及套装的上位锁衬套9从上位锁块7内环脱出,从而实现防卡塞锁和上位锁解锁,活塞筒14在非相似能源作用下伸出。在作动器丝杠副卡塞的工况下,非相似能源能够实现卡塞丝杠副与活塞筒隔离,并解锁作动器上位锁,推动活塞筒克服负载伸出,从而解决了常规重载收放、重载锁定机电作动器无法解决丝杠副卡塞单点故障问题。
附图说明
图1是收放筒防卡锁机电作动器结构剖视图。
图中:1丝杠,2推力角接触球轴承,3外筒,4应急能源进入口,5丝杠螺母,6上位锁槽,7上位锁块,8上位锁块滑槽,9上位锁衬套,10锁定弹簧,11下位锁衬套,12下位锁块,13下位锁槽,14活塞筒,15下位锁槽,16复位弹簧,17防卡塞锁衬套,18阶梯随动套筒,19锁爪环扣,20伺服电机,21传动齿轮。
下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型,但并不因此将本实用新型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实用新型的保护范围。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的优选实施例中,一种收放筒防卡锁机电作动器,包括:输出轴轴端齿轮伸入一侧机电作动器外筒3密闭腔啮合传动齿轮21带动丝杠1齿轮副旋转的伺服电机20,与丝杠1套合的丝杠螺母5,在外筒1作伸缩运动的活塞筒14,其中:外筒3高压腔内壁设有嵌入上位锁槽6中,锁定活塞头位移自由度的上位锁块7和嵌入塞头13中的下位锁块12,被活塞头上位锁块滑槽8中的上位锁块7与下位锁块12通过相向对称的下切角斜面配合上位锁衬套9、下位锁衬套11端面锥角斜面,将锁定弹簧10相向对称约束在阶梯随动套筒18阶梯台阶轴及锁爪环扣19的环面上,锁爪环扣19配合防卡塞锁衬套17缩颈台阶筒,将锁爪环扣19锁止在丝杠螺母5右侧环筒卡爪扣内环面锁槽上,组成防卡塞锁,防卡塞锁衬套17通过二阶内环台阶孔配合双端翻边环套筒啮合丝杠1,通过活塞筒14内壁环密封的管身台阶环将复位弹簧16约束在活塞筒14小端隔环腔体中,从而构成与防卡塞锁一起组成活塞筒14应急收放锁止、解锁和伸出外筒3腔端环密封出孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
外筒3底部设有径向连通高压腔的应急能源进入口4及其设置在高压腔内壁的上位锁槽6,丝杠螺母5通过前置端面上一体相连的环筒锁扣,将设置在活塞头中空腔体中的防卡塞锁进行静态锁联,在可选择的活塞筒14应急伸出中,高压介质气体从应急能源进入口4进入外筒高压腔,通过丝杠螺母5环缝通道,驱动套合在丝杠1的防卡塞锁衬套17右移,将锁扣在上述环筒锁扣上的阶梯随动套筒18的锁爪环扣19推出扣环锁槽,带动嵌入上位锁槽6中的上位锁块7从锁槽圆锥斜面滑出,同时克服复位弹簧16弹力,带动装配在活塞头前置台阶孔中的阶梯随动套筒18,推动活塞筒14克服负载伸出,活塞筒14伸出至极限位置,下位锁块12沿外筒3滑动并径向卡入腔端尾部的15,活塞筒14无法移动而锁定。
防卡塞锁包括:丝杠螺母5通过前置端面上一体相连的环筒锁扣,环筒锁扣锁定的锁爪环扣19,耦合锁爪环扣19内环面的防卡塞锁衬套17,嵌入上位锁槽6和活塞头环体上位锁块滑槽8中的上位锁块7,以及嵌入塞头中环体相邻前置内台阶孔端面16中的下位锁块12,被相向对称的上位锁衬套9、下位锁衬套11约束在阶梯随动套筒18阶梯台阶轴及卡爪扣环面上的锁定弹簧10,锁定弹簧10提供的弹力保持在阶梯随动套筒18阶梯台阶面与相向对称上位锁衬套9、下位锁衬套11形成的环孔之间。
嵌入上位锁块滑槽8内的上位锁块7制有相同的圆锥切角,位锁衬套9及下位锁衬套11相向对称,背端制有与上位锁块7、下位锁块12切角吻合的切角斜面。
阶梯随动套筒18及锁爪环扣19环面配合防卡塞锁衬套17套合双向翻边环套筒,将环筒上的锁爪环扣19锁止在丝杠螺母5环筒锁扣弧环锁槽中,将丝杠螺母5、阶梯随动套筒18锁定在一起。
双向翻边环套筒套合丝杠1被限位在防卡塞锁衬套17内环槽中,防卡塞锁衬套17前端环密封台阶凸环通过活塞头端墙孔伸入活塞筒14运动腔,将复位弹簧16约束在活塞筒14小端隔环腔体中,与防卡塞锁一起组成活塞筒14应急收放锁止、解锁和伸出外筒3腔端环密封出孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
丝杠1通过外筒3环体台轴承容纳腔中装配的推力角接触球轴承2,将尾部台阶轴环槽套合通过阶梯随动套筒18和防卡塞锁衬套17伸入活塞筒14底孔。
作动器正常收回活塞筒时,丝杠1旋转,丝杠螺母5带动双端锁载重的防卡塞锁,由阶梯随动套筒18下端台阶带动活塞筒14克服负载缩回,正常放下活塞筒时,丝杠螺母5推动双端锁载重的防卡塞锁,由阶梯随动套筒18上端阶梯带动上位锁衬套9从上位锁块7内环脱出,阶梯随动套筒18下端台阶推动活塞筒14克服负载伸出,同时上位锁块7沿上位锁块滑槽8径向滑动并从上位锁槽6斜面滑出,活塞筒14伸出至极限位置,下位锁块12在锁定弹簧10弹力作用下被下位锁衬套11推动,沿下位锁槽13径向滑动并卡入下位锁槽15,下位锁衬套11随后卡入下位锁块12内环,活塞筒14无法移动而锁定。
需应急伸出活塞筒时,不同于电能的非相似能源例如高压介质气体从应急能源进入口4进入外筒腔体中,气压作用下防卡塞锁衬套17克服复位弹簧16弹力,上端台阶从阶梯随动套筒18爪端内环脱出后,防卡塞锁衬套17中间台阶带动阶梯随动套筒18,上端阶梯带动上位锁衬套9从上位锁块7内环脱出,高压气体推动活塞筒14克服负载伸出,同时上位锁块7沿上位锁块滑槽8径向滑动并从上位锁槽6斜面滑出,活塞筒14伸出至极限位置,下位锁块12在锁定弹簧10弹力作用下被下位锁衬套11推动,沿下位锁槽13径向滑动并卡入15,下位锁衬套11随后卡入下位锁块12内环,活塞筒14无法移动而锁定。
尽管以上已经示出和描述了本实用新型的实施例,对本实用新型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实用新型;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实用新型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实用新型的限制。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种收放筒防卡锁机电作动器,包括:输出轴轴端齿轮伸入一侧机电作动器外筒(3)密闭腔啮合传动齿轮(21)带动丝杠(1)齿轮副旋转的伺服电机(20),与丝杠(1)套合的丝杠螺母(5),在外筒(3)作伸缩运动的活塞筒(14),其特征在于:外筒(3)高压腔内壁设有嵌入上位锁槽(6)中,锁定活塞头位移自由度的上位锁块(7)和嵌入塞头下位锁槽(13)中的下位锁块(12),被活塞头上位锁块滑槽(8)中的上位锁块(7)与下位锁块(12)通过相向对称的下切角斜面配合上位锁衬套(9)、下位锁衬套(11)端面锥角斜面,将锁定弹簧(10)相向对称约束在阶梯随动套筒(18)阶梯台阶轴及锁爪环扣(19)的环面上,锁爪环扣(19)配合防卡塞锁衬套(17)缩颈台阶筒,将锁爪环扣(19)锁止在丝杠螺母(5)右侧环筒卡爪扣内环面锁槽上,组成防卡塞锁,防卡塞锁衬套(17)通过二阶内环台阶孔配合双端翻边环套筒啮合丝杠(1),通过活塞筒(14)内壁环密封的管身台阶环将复位弹簧(16)约束在活塞筒(14)小端隔环腔体中,从而构成与防卡塞锁一起组成活塞筒(14)应急收放锁止、解锁和伸出外筒(3)腔端环密封出孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
2.如权利要求1所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:外筒(3)底部设有径向连通高压腔的应急能源进入口(4)及其设置在高压腔内壁的上位锁槽(6),丝杠螺母(5)通过前置端面上一体相连的环筒锁扣,将设置在活塞头中空腔体中的防卡塞锁进行静态锁联。
3.如权利要求2所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:在可选择的活塞筒(14)应急伸出中,高压介质气体从应急能源进入口(4)进入外筒高压腔,通过丝杠螺母(5)环缝通道,驱动套合在丝杠(1)的防卡塞锁衬套(17)右移,将锁扣在上述环筒锁扣上的阶梯随动套筒(18)的锁爪环扣(19)推出扣环锁槽,带动嵌入上位锁槽(6)中的上位锁块(7)从锁槽圆锥斜面滑出,同时克服复位弹簧(16)弹力,带动装配在活塞头前置台阶孔中的阶梯随动套筒(18),推动活塞筒(14)克服负载伸出。
4.如权利要求3所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:活塞筒(14)伸出至极限位置,下位锁块(12)沿外筒(3)滑动并径向卡入腔端尾部的下位锁槽(15),活塞筒(14)无法移动而锁定嵌入上位锁块滑槽(8)内的上位锁块(7)制有相同的圆锥切角,位锁衬套(9)及下位锁衬套(11)相向对称,背端制有与上位锁块(7)、下位锁块(12)切角吻合的切角斜面。
5.如权利要求4所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:阶梯随动套筒(18)及锁爪环扣(19)环面配合防卡塞锁衬套(17)套合双向翻边环套筒,将环筒上的锁爪环扣(19)锁止在丝杠螺母(5)环筒锁扣弧环锁槽中,将丝杠螺母(5)、阶梯随动套筒(18)锁定在一起。
6.如权利要求5所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:双向翻边环套筒套合丝杠(1)被限位在防卡塞锁衬套(17)内环槽中,防卡塞锁衬套(17)前端环密封台阶凸环通过活塞头端墙孔伸入活塞筒(14)运动腔,将复位弹簧(16)约束在活塞筒(14)小端隔环腔体中,与防卡塞锁一起组成活塞筒(14)应急收放锁止、解锁和伸出外筒(3)腔端环密封出孔的双端锁承载的防卡塞锁机构。
7.如权利要求1所述的收放筒防卡锁机电作动器,其特征在于:丝杠(1)通过外筒(3)环体台轴承容纳腔中装配的推力角接触球轴承(2),将尾部台阶轴环槽套合通过阶梯随动套筒(18)和防卡塞锁衬套(17)伸入活塞筒(14)底孔。
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