[发明专利]机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置

说明书

技术领域

本发明涉及机载飞控作动系统技术领域，具体涉及到一种适用于机电作动器直线输出执行机构故障隔离装置的结构设计。

背景技术

机载飞控作动系统是指可以在机上实现某些有相当功率输出的、机械动作的、相对独立的一整套系统，通过伺服驱动舵面来控制飞机飞行姿态和飞行轨迹。飞机的关键舵面通常采用的作动器形式有：传统的液压作动器和功率电传作动器。随着多电/全电飞机技术的发展，电能将逐步取代液压能、气压能等成为新一代飞机上的主要能源。因此，功率电传作动器将逐步取代传统的液压作动器，成为新一代飞机上的首选飞控作动系统形式。电动静液作动器和机电作动器是功率电传作动器的两种主要形式。前者与传统的液压作动器相比，虽然不需要中央液压源提供能量，但其仍然需要独立的电机驱动液压泵来提供能量，无法完全摆脱液压能；而后者则完全采用电能进行驱动，完全符合全电飞机的发展趋势。

机电作动器主要由控制器、双向调速电机、齿轮减速器和可实现往复运动的输出执行机构。其中，执行机构主要由滚珠(滚柱)丝杠直线输出或齿轮旋转输出机构组成。齿轮减速器的作用是将高速小转矩的电机输出转化为低速大转矩的机械转动输出给滚珠(滚柱)丝杠或齿轮旋转执行机构。一般减速器中还装有起安全保护作用的转矩限制机构和摩擦离合器等。摩擦离合器可通过摩擦作用将电机的输出转矩传递到输出执行机构上，当驱动电机发生故障时，通过离合器可以将电机与输出执行机构分离，从而将故障隔离。通常，飞机上的关键舵面都有两套以上的作动器通过力综合臂构成余度作动系统，当其中一套作动器发生故障时，飞控系统将切断对其的控制作用，通过控制余下的作动器来保证对舵面的正常操纵。同时，要求出现故障的作动器不能对力综合臂和舵面的操纵产生影响。但是，当机电作动器的输出执行机构发生卡死故障时，原有的摩擦离合器无法对该故障进行隔离。此时，虽然机电作动器不对力综合臂进行直接控制，但是由于其输出执行机构与力综合臂之间为刚性连接，当余下的作动器继续对力综合臂进行控制时，在力综合臂上将产生具有破坏性的扭矩，最终将对舵面的正常操纵产生影响，进而影响到飞机的飞行安全。

发明内容

针对上述机电作动器存在的直线输出执行机构发生卡死故障时无法实施有效隔离的缺点，本发明设计了一种应用于机电作动器直线输出执行机构的故障隔离装置，主要用来隔离直线输出执行机构的卡死故障，避免对舵面运动造成影响。

本发明采用的技术方案是：在机电作动器直线输出执行机构的末端增加了一个故障隔离装置，主要由主体、端盖、阀座、两位两通电磁阀、活塞式输出杆和相关附件组成。主体的左端通过联轴器与直线输出执行机构的末端固定连接，其右端与端盖通过螺纹固定连接。活塞式输出杆安装在主体内部，将主体分为左、右两个控制腔。阀座通过螺钉固定安装在主体上方的安装平台上。两位两通电磁阀通过螺钉固定安装在阀座上方，通过阀座内部的管路分别与主体内的左右两个控制腔连通，其控制信号来自机电作动器的控制器。机电作动器的最终输出端为活塞式输出杆。活塞式输出杆的右端直接与力综合臂固定连接。当机电作动器正常工作时，两位两通电磁阀处于常闭位置，主体的两个控制腔之间不连通，直线输出执行机构带动故障隔离装置直接驱动舵面运动；当机电作动器的直线输出执行机构发生卡死故障时，控制器控制两位两通电磁阀处于打开位置，使主体的两个控制腔连通，从而使得活塞式输出杆可在主体内自由运动。

本发明的优点在于：机电作动器在增加该故障隔离装置后，当其直线输出执行机构出现卡死故障时，其输出端能够跟随余下正常工作的作动器输出端的运动而运动，而不会对力综合臂产生破坏性扭矩，从而提高了飞控作动系统的安全可靠性。另外，该故障隔离装置结构简单、加工方便，易于实现。

附图说明

图1是本发明故障隔离装置的外形图；

图2是本发明故障隔离装置的结构分解图；

图3是图1的剖视图。

图中，1：主体，2：防尘换，3：导向环，4：密封圈，5：阀座，6：两位两通电磁阀，7：端盖，8：活塞式输出杆，9：空腔，10：左控制腔，11：右控制腔，12：左侧管路，13：右侧管路，14：安装平台，15：防尘槽A，16：导向槽A，17：密封槽A，18：导向槽B，19：密封槽B，20：导向槽C，21：密封槽C，22：导向槽D，23：防尘槽B。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。