[發(fā)明專利]由力傳感器和滾珠絲杠集成的電剎車作動器

有效

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• 申請日: 2014-11-17
• 公開（公告）號: CN104443368A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁斌;張潔;喬勇;李萍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安航空制動科技有限公司
• 主分類號: B64C25/42
• 分類號: B64C25/42;B60T13/74
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛機電剎車作動器，具體是將力傳感器和滾珠絲杠集成的飛機電剎車作動器結(jié)構(gòu)。

技術(shù)背景

飛機電剎車是近年來開始得到應(yīng)用的新技術(shù)，電剎車使用機電作動器作為剎車執(zhí)行機構(gòu)。機電作動器一般由驅(qū)動電機、減速齒輪和滾珠絲杠等部件組成。機電作動器工作時產(chǎn)生作動力，通過擠壓剎車盤使動、靜剎車盤相互摩擦產(chǎn)生制動力矩。機電作動器采用多級減速，傳動鏈復(fù)雜，要使機電作動器產(chǎn)生的作動力滿足一定的控制精度要求，需要在機電作動器中使用力傳感器進行閉環(huán)控制。

目前，國內(nèi)外常用的機電作動器力傳感器都是布置在滾珠絲杠和機電作動器殼體之間，通過滾珠絲杠或作動器殼體之間的反作用力對剎車作動力進行間接測量。

美國專利7565953中，將力應(yīng)變片布置在頂蓋和殼體上蓋之間的橫梁上，剎車時，滾珠絲杠通過作用力與反作用力原理將力傳遞到頂蓋，頂蓋通過螺釘將力傳遞到橫梁。橫梁的兩邊凸臺受到殼體上蓋向下的力，中間部位受到螺釘向上的力，因此發(fā)生變形，貼在橫梁上的應(yīng)變片通過感應(yīng)橫梁的變形進行測力。這種結(jié)構(gòu)的缺點是：機電作動器殼體在受載時會不規(guī)則變形，變形會影響傳感器的測力精度；殼體的變形會對減速齒輪的定位中心距產(chǎn)生影響，進而影響作動器傳動效率和使用壽命。

中國專利ZL201210010192.5中，力傳感器位于殼體上蓋與滾珠絲杠組件的導(dǎo)桿之間。剎車時，電機經(jīng)減速后，驅(qū)動螺母做旋轉(zhuǎn)運動，螺母的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過滾珠和螺紋滾道變?yōu)榻z杠的直線力，絲杠帶動活塞進行剎車。滾珠絲杠所受到的反作用力通過滾珠絲母和平面軸承作用在導(dǎo)桿定位鍵的傳力板上，繼而傳遞給位于導(dǎo)桿傳力板與壓蓋之間的測力傳感器上。這種結(jié)構(gòu)的缺點是傳感器的軸向尺寸會明顯增加作動器軸向安裝空間。

針對這些問題，本發(fā)明提出了一種將力傳感器和滾珠絲杠集成的電剎車作動器結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特征為：將力傳感器與滾珠絲杠集成，力傳感器位于滾珠絲杠的內(nèi)孔中中或力傳感器與滾珠絲杠做成一體式結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的傳動效率低、使用壽命短，以及結(jié)構(gòu)體積較大的不足，本發(fā)明提出了一種由力傳感器和滾珠絲杠集成的電剎車作動器。

本發(fā)明包括殼體、滾珠絲杠組件、滾針軸承、力傳感器組件、數(shù)據(jù)線、頂桿、推力滾針軸承、深溝球軸承、預(yù)緊彈簧、彈簧墊、卡圈、動密封圈和隔熱墊。

所述的殼體包括中殼體、下殼體和殼體上蓋，滾珠絲杠組件位于殼體內(nèi)。所述滾珠絲杠組件包括絲杠、螺母和滾珠。滾珠絲杠組件中的螺母外圓周表面的上部通過滾針軸承與中殼體內(nèi)表面配合；該螺母下端外圓周表面的齒輪盤的上表面通過滾針推力軸承與中殼體的最大孔徑處的上孔壁的內(nèi)表面配合；該螺母下端端頭處的外圓周表面通過深溝球軸承與下殼體的內(nèi)表面配合。所述頂桿位于滾珠絲杠組件內(nèi)，并且該頂桿的下端位于隔熱墊的中心槽內(nèi)，該頂桿的上端與力傳感器組件配合。力傳感器組件位于絲杠內(nèi)孔的上端。

所述隔熱墊位于滾珠絲杠組件的下端，并使該隔熱墊中心的凹槽壁位于絲杠內(nèi)。在所述隔熱墊中心的凹槽壁外表面與所述絲杠內(nèi)表面之間安裝有預(yù)緊彈簧。

在螺母內(nèi)表面和絲杠外表面分別加工有螺旋狀半圓槽，并且分別位于螺母內(nèi)表面和絲杠外表面上的螺旋狀半圓槽的半徑相同，螺旋角度亦相同，當(dāng)螺母內(nèi)表面和絲杠外表面上的螺旋狀半圓槽配合形成整圓的螺旋槽后，形成了閉合螺旋滾道，使?jié)L珠在該閉合螺旋滾道中滾動。

滾針軸承位于所述中殼體的內(nèi)表面與螺母的外表面之間的軸承安裝面上。

所述螺母為圓筒狀。該螺母的內(nèi)表面為螺旋狀半圓槽。該螺母的上端端口內(nèi)表面有徑向凸出的限位臺階，通過該限位臺階的內(nèi)表面實現(xiàn)對絲杠的軸向定位。在該螺母下部的外圓周表面有徑向凸出的齒輪盤，該齒輪盤的圓周表面與電機減速齒輪嚙合。該齒輪盤的上表面形成了推力滾針軸承的安裝面。

絲杠為殼體狀，在該絲杠上端端面有力傳感器組件的安裝定位面。所述絲杠的外圓周表面亦為階梯狀，在該絲杠上部外圓周表面有螺旋狀半圓槽，并且該螺旋狀半圓槽在絲杠軸向的長度為該絲杠長度的1/3。在所述絲杠下端靠近端頭處的內(nèi)表面有用于嵌裝卡圈的凹槽。

所述頂桿的上端有徑向凸出的上支撐盤，頂桿裝入絲杠內(nèi)孔中，通過該支撐盤的外圓周表面與絲杠內(nèi)孔表面滑動配合；在所述支撐盤的上表面中心有圓柱形凸臺，凸臺上表面為凹球面，與力傳感器組件下端球面點接觸。在所述下支撐盤的外端面有軸向凸出的環(huán)形槽，該環(huán)形槽槽壁的外表面為螺紋面，用于安裝隔熱墊。

所述卡圈的外徑與位于絲桿內(nèi)表面的嵌裝卡圈的凹槽的內(nèi)徑相同；卡圈的內(nèi)表面與所述隔熱墊上的安裝面間隙配合。在該卡圈的上表面安放有彈簧墊。