[發明專利]一種帶抗沖擊鎖定裝置的精密作動器

有效

• 申請號: 201711381039.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107979222B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 趙鐵石;王唱;賀星宇;丁實興
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02K7/06
• 分類號: H02K7/06;H02K11/22;G02B23/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 崔鳳英

一種帶抗沖擊鎖定裝置的精密作動器，其包括抗沖擊鎖定裝置、光柵尺擺動安裝塊、伸出桿安裝頭、伸出桿、驅動絲杠、驅動螺母、螺母緊固件、第一電機軸承、主驅動電機、第二電機軸承、主殼體、電機上殼體和底座。本發明具有抗沖擊鎖定功能，由于鎖定狀態下鎖緊塊與伸出桿之間通過配合的溝槽實現鎖定，對沖擊的承載為接觸形式，能夠提高抗沖擊能力，采用熔斷機構減少了額外的電機控制，降低了控制難度；帶有位置反饋全閉環的同時能夠滿足伸出桿小角度自由旋轉，而不影響其測量精度，能夠使得作動器適合應用于多維調姿平臺中。

技術領域

本發明屬于精密儀器技術領域，特別涉及一種精密作動器。

背景技術

空間環境下實現精密直線運動的作動器在空間望遠鏡、空間精密指向機構中應用非常廣泛，例如哈勃望遠鏡的次鏡調整機構、空間站對地觀測相機調姿機構等，均需要線性作動器驅動。由于空間環境的復雜性及發射沖擊需要，對應用于空間環境下的精密作動器的要求非?？量?。例如，在火箭發射時產生的沖擊加速度、振動都會對精密的作動器產生巨大影響，若設計結構或強度不合理，會導致該作動器的傳動系統發生塑性變形，從而嚴重影響精度。同時在多維調姿平臺中，一般不僅要求作動器具有直線運動驅動，而且要求作動器的輸出軸具有一定的轉動自由度?，F有技術無法有效地解決上述提出的問題。專利201520118532.5中提出了一種LVDT式到幾點作動器，該作動器將LVDT位移傳感器與伸出桿頭部固連，這種布置形式由于不符合阿貝原則，存在精度問題，并且該作動器無法實現抗鎖定沖擊功能及輸出軸的旋轉自由度。專利200810219979.6提出了一種精密主軸鎖緊裝置，該裝置能夠保證主軸的精密抱閘鎖緊，但是該裝置鎖緊時的抗沖擊性能不佳，同時該裝置的驅動形式為液壓缸驅動，結構比較龐大。

發明內容

本發明的目的在于發明一種具有精度高、抗沖擊、無沖擊抱閘、斷電自鎖、允許輸出軸自由旋轉的帶抗沖擊鎖定裝置的精密作動器。

本發明的技術方案如下：

本發明包括抗沖擊鎖定裝置、光柵尺擺動塊、伸出桿安裝頭、伸出桿、驅動絲杠、驅動螺母、螺母緊固件、第一電機軸承、主驅動電機、第二電機軸承、主殼體、電機上殼體和底座，其中伸出桿安裝頭與伸出桿的一端通過精密細牙螺紋擰緊配合，抗沖擊鎖定裝置通過固定銷軸固定在主殼體上側端面，伸出桿的上部設有帶有斜面的整周梯形溝槽，中間為階梯孔，主驅動螺母通過鍵嵌入在伸出桿內部，并通過螺母緊固件將伸出桿與驅動螺母緊固到一起，通過鎖緊螺釘將伸出桿與鎖緊螺母緊固件鎖緊；光柵尺擺動安裝塊設在伸出桿的側面的主殼體上，主殼體通過螺紋連接與電機上殼體的上表面固連，第一電機軸承外圈嵌入電機上殼體內部的軸承安裝位上，驅動絲杠位于伸出桿內，并通過花鍵或平鍵與驅動電機固連，驅動絲杠下端軸肩與第二電機軸承的內圈配合，第二電機軸承外圈與底座固連，電機上殼體的下表面與底座通過螺栓固連。

抗沖擊鎖定裝置有三種結構：

第一種結構：抗沖擊鎖定裝置包括回字形鎖定裝置外殼以及設在外殼內的兩個結構相同對稱布置的鎖定傳動分支、熔斷絲、解鎖彈簧，其中每個鎖定傳動分支包括鎖緊塊、半月形夾緊杠桿、固定銷軸和移動銷軸，兩個半月形夾緊絲杠弧形相對，半月形夾緊杠桿的一端通過轉動副與回字形鎖定裝置外殼連接，回字形鎖定裝置外殼與主殼體固連，半月形夾緊杠桿中部設有安裝槽，鎖緊塊設在安裝槽中并以轉動副與夾緊杠桿連接，鎖緊塊內側為圓弧面，與伸出桿鎖緊溝槽圓弧面配合，兩個半月形夾緊絲杠另一端的中間設有解鎖彈簧，熔斷絲緊密纏繞住兩個夾緊杠桿末端，將解鎖彈簧壓縮，當需要解除鎖定時，熔斷絲斷裂，解鎖彈簧將半月形夾緊杠桿打開，從而解除鎖定狀態。

鎖緊塊能夠與伸出桿頭部的鎖緊溝槽配合實現抗沖擊鎖定動作，當抗沖擊鎖定裝置處于鎖定狀態時，伸出桿的位移限制是通過鎖緊塊下面與伸出桿溝槽下面之間的接觸和伸出桿安裝頭下表面與主殼體上表面接觸來實現的，所以能夠實現抗沖擊鎖定；當抗沖擊鎖定裝置處于開閘狀態時，伸出桿可以通過主驅動電機的轉動實現移動控制，并實現一定的自由轉動。