[發明專利]防卡滯的液壓備份式機電作動器及其控制方法

有效

• 申請號: 202110207724.3
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113028017B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 喬冠;廖榮;郝志鵬;劉哲銘
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22;F15B15/14;H02K7/06;H02K7/14
• 代理公司: 重慶項乾光宇專利代理事務所(普通合伙) 50244
• 代理人: 高姜

本發明提供一種防卡滯的液壓備份式機電作動器及其控制方法，用于解決現有技術中行星滾柱絲杠副等絲杠傳動裝置可能發生卡滯的問題。一種防卡滯的液壓備份式機電作動器，包括：電機本體和輸出軸，所述電機本體驅動所述輸出軸轉動；絲杠、滾柱和螺母，所述絲杠為中空結構，所述絲杠和所述輸出軸通過花鍵結構同軸配合，所述絲杠和所述輸出軸之間設有徑向鎖定機構，所述徑向鎖定機構用于鎖定或者斷開所述絲杠和所述輸出軸的軸向相對位移；中空桿，所述中空桿和所述螺母固定，所述絲杠能夠同軸伸入所述中空桿內；缸體和油箱，所述絲杠、滾柱和螺母置于所述缸體內，所述螺母作為所述缸體的活塞將所述缸體分為兩個油腔，兩個所述油腔通過管道和閥門系統與所述油箱連通。

技術領域

本發明涉及基于行星滾柱絲杠副的機電作動器技術領域，具體為航空航天領域中安全備份作動系統中的電動作動技術領域，特別是涉及一種防卡滯的液壓備份式機電作動器及其控制方法。

背景技術

近年來多電飛機/全電飛機的概念推動了電動作動系統的發展，隨著“功率電傳”思想的引入，電動作動系統可在如飛行舵面控制、推力矢量控制、飛機剎車和工業過程控制等廣泛領域代替現有的液壓作動系統。采用功率電傳作動器的電動作動系統，如機電作動器和電動靜液作動器等，使飛機第二能源系統至作動系統各執行機構之間的功率傳輸，通過電導線以電能量傳輸，取代現行的通過液壓管路來傳遞功率，這將大大改善飛行器的操縱性能。

機電作動器中的運動轉化和功率傳遞主要通過絲杠傳動實現，包括滾珠絲杠副和行星滾柱絲杠副。行星滾柱絲杠副是一種將旋轉運動轉換為直線運動的新型傳動裝置，由于其具有承載能力大、精度高、效率高、無污染、便于維護等優點，逐漸應用于航空航天、車輛和精密機床等工業領域。但是近年來，行星滾柱絲杠副的卡滯問題(如長時間工作磨損后間隙過大導致的零件間卡滯)，是阻礙其進一步發展的主要原因之一，尤其是當其應用在航空航天領域中的機電作動器時，亟待解決。

在專利CN 111306271A中，機電作動器通過串并聯模塊化的方式，根據不同的場合，不同的組合方式，快速組裝，以滿足各種工況下的使用。但是其未考慮，串并聯情況下，由于某一個或某幾個作動器中的機械卡滯，如行星滾柱絲杠副的卡滯，帶來整體裝置的受力不均勻，導致結構失效。因此，開發設計一種可防止機械卡滯的機電作動器具有重要意義。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種防卡滯的液壓備份式機電作動器及其控制方法，用于解決現有技術中行星滾柱絲杠副可能發生卡滯的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種防卡滯的液壓備份式機電作動器，包括：

電機，所述電機包括電機本體和輸出軸，所述電機本體驅動所述輸出軸轉動；

絲杠、滾柱和螺母，所述絲杠為中空結構，所述絲杠和所述輸出軸通過花鍵結構同軸配合，所述絲杠和所述輸出軸之間設有徑向鎖定機構，所述徑向鎖定機構用于鎖定或者斷開所述絲杠和所述輸出軸的軸向相對位移；

中空桿，所述中空桿和所述螺母固定，所述絲杠能夠同軸伸入所述中空桿內；

缸體和油箱，所述絲杠、滾柱和螺母置于所述缸體內，所述電機本體將所述缸體的一端密封，所述中空桿穿過所述缸體另一端的端蓋，且所述中空桿和所述缸體活動密封連接，所述螺母作為所述缸體的活塞將所述缸體分為兩個油腔，兩個所述油腔通過管道和閥門系統與所述油箱連通。

可選的，所述輸出軸為中空結構，所述輸出軸貫穿所述電機本體，所述輸出軸一端和所述絲杠配合，所述輸出軸另一端通過轉動接頭和液壓系統連通；

所述徑向鎖定機構通過輸出軸內的液壓加壓或者減壓驅動鎖定或者斷開鎖定。

可選的，所述輸出軸的側壁上設有臺階通孔，所述絲杠內壁上設有定位孔；

所述徑向鎖定機構包括中心柱、小活塞、彈性件和鎖定蓋；