[發(fā)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

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• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN113028017B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 喬冠;廖榮;郝志鵬;劉哲銘
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)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(fā)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(xiàn)有技術(shù)中行星滾柱絲杠副等絲杠傳動裝置可能發(fā)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(qū)動所述輸出軸轉(zhuǎn)動；絲杠、滾柱和螺母，所述絲杠為中空結(jié)構(gòu)，所述絲杠和所述輸出軸通過花鍵結(jié)構(gòu)同軸配合，所述絲杠和所述輸出軸之間設有徑向鎖定機構(gòu)，所述徑向鎖定機構(gòu)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(nèi)；缸體和油箱，所述絲杠、滾柱和螺母置于所述缸體內(nèi)，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(tǒng)與所述油箱連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于行星滾柱絲杠副的機電作動器技術(shù)領(lǐng)域，具體為航空航天領(lǐng)域中安全備份作動系統(tǒng)中的電動作動技術(shù)領(lǐng)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(shù)

近年來多電飛機/全電飛機的概念推動了電動作動系統(tǒng)的發(fā)展，隨著“功率電傳”思想的引入，電動作動系統(tǒng)可在如飛行舵面控制、推力矢量控制、飛機剎車和工業(yè)過程控制等廣泛領(lǐng)域代替現(xiàn)有的液壓作動系統(tǒng)。采用功率電傳作動器的電動作動系統(tǒng)，如機電作動器和電動靜液作動器等，使飛機第二能源系統(tǒng)至作動系統(tǒng)各執(zhí)行機構(gòu)之間的功率傳輸，通過電導線以電能量傳輸，取代現(xiàn)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(zhuǎn)化和功率傳遞主要通過絲杠傳動實現(xiàn)，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(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)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(yōu)點，逐漸應用于航空航天、車輛和精密機床等工業(yè)領(lǐng)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(fā)展的主要原因之一，尤其是當其應用在航空航天領(lǐng)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(lián)模塊化的方式，根據(jù)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(lián)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(jié)構(gòu)失效。因此，開發(fā)設計一種可防止機械卡滯的機電作動器具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)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(xiàn)有技術(shù)中行星滾柱絲杠副可能發(fā)生卡滯的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)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(qū)動所述輸出軸轉(zhuǎn)動；

絲杠、滾柱和螺母，所述絲杠為中空結(jié)構(gòu)，所述絲杠和所述輸出軸通過花鍵結(jié)構(gòu)同軸配合，所述絲杠和所述輸出軸之間設有徑向鎖定機構(gòu)，所述徑向鎖定機構(gòu)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(nèi)；

缸體和油箱，所述絲杠、滾柱和螺母置于所述缸體內(nèi)，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(tǒng)與所述油箱連通。

可選的，所述輸出軸為中空結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)動接頭和液壓系統(tǒng)連通；

所述徑向鎖定機構(gòu)通過輸出軸內(nèi)的液壓加壓或者減壓驅(qū)動鎖定或者斷開鎖定。

可選的，所述輸出軸的側(cè)壁上設有臺階通孔，所述絲杠內(nèi)壁上設有定位孔；

所述徑向鎖定機構(gòu)包括中心柱、小活塞、彈性件和鎖定蓋；