[發(fā)明專利]蝸輪蝸桿式飛機(jī)電剎車系統(tǒng)及工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510059533.1
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104670482A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶宏;尹喬之;王永全;魏小輝;鄧健
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64C25/42
• 分類號: B64C25/42;B60T13/74
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及剎車系統(tǒng)及工作方法領(lǐng)域，具體是一種蝸輪蝸桿式飛機(jī)電剎車系統(tǒng)及工作方法。

技術(shù)背景

隨著電傳操縱系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展與電子驅(qū)動裝置的技術(shù)進(jìn)步，“多電或全電”的設(shè)計(jì)思路被逐漸運(yùn)用到飛機(jī)設(shè)計(jì)中。傳統(tǒng)飛機(jī)普遍采用液壓剎車機(jī)構(gòu)，而全電剎車機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是更加安全，不會發(fā)生由于液壓油泄漏而引起的火災(zāi)，對環(huán)境的污染減小，節(jié)約能源，發(fā)熱小、部件磨損小，可靠性增加，重量減小。

國外對于電剎車的研究與應(yīng)用起步比國內(nèi)早，雖然技術(shù)成熟，但在極少數(shù)可查到的關(guān)于全電剎車系統(tǒng)的公開專利與文獻(xiàn)中，為了得到大傳動比，剎車電作動機(jī)構(gòu)使用的都是多級齒輪傳動機(jī)構(gòu)，作動機(jī)構(gòu)中齒輪數(shù)量多而結(jié)構(gòu)復(fù)雜。本發(fā)明采用傳動比較大而結(jié)構(gòu)簡單的蝸輪蝸桿式電作動機(jī)構(gòu)，使裝置重量減小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜度降低。

國內(nèi)對于電剎車的研究起步較晚，近幾年逐漸發(fā)展起來。公開號為CN103711819A的《一種含信號調(diào)理模塊的電剎車作動器》涉及的是一種帶雙聯(lián)齒輪傳動的電作動機(jī)構(gòu)。該傳動機(jī)構(gòu)中通過雙聯(lián)齒輪與大圓柱齒輪嚙合傳遞電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，然而這種方式作動機(jī)構(gòu)占用空間較大，本發(fā)明采用聯(lián)軸器將電機(jī)軸與蝸桿軸相連，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中電機(jī)軸與滾珠絲杠同向的空間占用問題，改變了電機(jī)的位置布置，節(jié)約了安裝空間。

由于飛機(jī)著陸時(shí)的剎車制動是整個(gè)飛行過程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其關(guān)系到飛機(jī)是否能夠安全高效地剎停，所以考慮余度設(shè)計(jì)以確保剎車機(jī)構(gòu)工作時(shí)的可靠性十分關(guān)鍵。公開號為CN102700542A的《一種飛機(jī)雙余度電剎車裝置和控制方法》中提出了一種飛機(jī)雙余度電剎車控制方法。但未給出實(shí)際剎車裝置的布局，實(shí)際設(shè)計(jì)中由于空間不足，可能會出現(xiàn)作動機(jī)構(gòu)布置干涉問題。專利號為CN203698261U的《一種無人機(jī)用電剎車裝置》中給出了一種電剎車裝置的設(shè)計(jì)方案，其中僅包含2個(gè)機(jī)電作動器。而本發(fā)明采用蝸輪蝸桿式傳動，使得該電剎車機(jī)構(gòu)可以容納4個(gè)機(jī)電作動器，實(shí)現(xiàn)雙余度設(shè)計(jì)。

近十年，國內(nèi)對于飛機(jī)全電剎車系統(tǒng)的理論研究及數(shù)值仿真逐步發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到比較高的水平。然而實(shí)際剎車機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和剎車地面試驗(yàn)與理論研究和計(jì)算機(jī)仿真水準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)。以往的全電剎車機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中，僅提到了壓力傳感器的安裝與含有壓力值反饋的剎車閉環(huán)控制系統(tǒng)，本發(fā)明中同時(shí)涉及了全電剎車機(jī)構(gòu)中壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的安裝，可實(shí)現(xiàn)壓力和轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)反饋剎車控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：本發(fā)明采用全電作動方式，提高了系統(tǒng)的安全性，降低了齒輪傳動的機(jī)構(gòu)復(fù)雜度，提供了一種減少了空間占用率、減輕機(jī)構(gòu)重量、可實(shí)現(xiàn)雙余度設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)速閉環(huán)雙反饋的蝸輪蝸桿式飛機(jī)電剎車系統(tǒng)及工作方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種蝸輪蝸桿式飛機(jī)電剎車系統(tǒng)包括支撐蓋和機(jī)輪軸，支撐蓋右側(cè)中心位置固定有扭力管，所述機(jī)輪軸穿過扭力管和支撐蓋的左右兩端并與扭力管相對固定。該系統(tǒng)還包括位于支撐蓋左側(cè)的機(jī)電作動器組；位于支撐蓋右側(cè)從左向右依次安裝于機(jī)輪軸上的熱庫組件、機(jī)輪、轉(zhuǎn)速測量組件。機(jī)電作動器組由若干個(gè)沿機(jī)輪軸周向均布的機(jī)電作動器組成；每一機(jī)電作動器均包括固定于支撐蓋左側(cè)的作動器外殼，安裝于作動器外殼之中由作動器外殼固定的電機(jī)，通過聯(lián)軸器與電機(jī)相連接的蝸桿，與蝸桿相嚙合的蝸輪，通過鍵與蝸輪固定的滾珠絲杠，套在滾珠絲杠上與滾珠絲杠配合的滾珠螺母，與滾珠螺母固定連接的外筒，安裝于外筒端頭的壓力傳感器，上述滾珠絲杠平行于所述機(jī)輪軸；上述支撐蓋具有與所述外筒對應(yīng)的限制槽；所述外筒穿過該限制槽，使得外筒沿軸線的轉(zhuǎn)動自由度被限制在限制槽中，使得滾珠螺母帶動外筒只能沿滾珠絲杠軸向平動，從而控制絲杠的前進(jìn)后退。熱庫組件包括左側(cè)開口的剎車盤外殼，扭力管通過該開口伸入到剎車盤外殼中；該熱庫組件還包括從左向右依次安裝于扭力管上的第一靜盤、動/靜盤組，其中第一靜盤、動/靜盤組中的全部靜盤均與扭力管采用軸向鍵槽方式配合且與剎車盤外殼內(nèi)側(cè)不接觸，使得第一靜盤、動/靜盤組中的靜盤不能相對扭力管轉(zhuǎn)動；剎車盤外殼向內(nèi)側(cè)面還具有開槽，動/靜盤組中的動盤具有與該開槽配合的外緣凸起的鍵，動/靜盤組中的動盤與扭力管不接觸，使得動盤能與剎車盤外殼一起轉(zhuǎn)動；該熱庫組件還包括固定在扭力管的右側(cè)端部的承壓盤。機(jī)輪通過軸承安裝在機(jī)輪軸上，上述熱庫組件的剎車盤外殼右側(cè)與機(jī)輪左側(cè)相固定。