[发明专利]一种可串并联的模块化多余度机电作动器

说明书

本发明公开了一种可串并联的模块化多余度机电作动器，其采用多个机电作动器串联或并联构型，以机电作动器为独立单元，行星滚柱丝杠副作为执行机构；机电作动器的丝杠与联轴器固连，螺母与转子过盈配合且随转子转动，滚柱在螺母的带动下围绕自身轴线旋转同时，绕着丝杠的轴线旋转，丝杠在滚柱的带动下实现直线输出，并通过轴承带动端盖、壳体和推盘作平移运动。将多个机电作动器与并联器进行并联连接，可将作动器的功率集中，通过并联器合并输出，实现功率叠加。通过丝杠和螺母的运动转换关系，以螺母作为主动件驱动滚柱和丝杠的方式，实现运动转化；根据使用场合，以串联和并联形式灵活组合装配。

技术领域

本发明涉及电驱动机电作动器技术，具体地说，涉及一种可串并联的模块化多余度机电作动器。

背景技术

机械装备全电化是未来发展趋势；机电作动器以其结构紧凑、无液压油源污染、易维护、效率高的特点，成为军民工业领域机械装备中需要直线伺服作动的关键装置，可广泛应用于飞行器舵面、起竖设备以及高档数控机床、医疗器械、精密仪器、工业机器人诸多领域。

目前市场上的大部分机电作动器功率较小、行程有限，在一些重载、大行程场合难以发挥作用；而一些大型的机电作动器价格昂贵、拆装不便、维护困难，难以大规模装备使用。对于小型、大型机电作动器自身均存有缺陷，设计出一种能根据使用场合灵活组装、可实现多级串联或并联的多余度机电作动器具有重要意义。

中国专利201210243168.6提出一种机电作动器，该机电作动器通过两级行星滚柱丝杠副的串联实现扩大其行程，但该机电作动器的串联属于单个机电作动器内部传动机构的串联，机电作动器无法根据需求自行组合，且单个机电作动器体积过大无法实现简单的模块化。在发明专利201910200494.0公开一种机电作动器，该机电作动器内部的两个电机通过椭轮连接，合并输出，相当于并联输出，但该机电作动器的并联属于单个机电作动器内部电机的并联，为电机双余度，但系统输出仍为单余度；同样，该机电作动器无法根据需求自由组合，且单个机电作动器体积过大。

现有机电作动器无法实现多个独立模块的串联或并联，能够内部串联或并联的机电作动器体积较大，行程、功率叠加的程度有限，无法实现串联和并联且根据需求灵活组合装配。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种可串并联的模块化多余度机电作动器；该机电作动器采用模块化构型设计，可根据使用场合，以串联和并联的形式灵活组装，有利于节省安装空间和灵活布局。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括联轴器、第一端盖、毡圈、套筒、深沟球轴承、螺栓、六角螺母、壳体、接线盒、定子、第二端盖、螺钉、推盘、并联器、电机、执行机构和限位感应机构，采用多个机电作动器串联或并联构型，以机电作动器为单元，行星滚柱丝杠副作为执行机构，其特征在于所述执行机构包括丝杠、转子、滚柱、保持架、螺母，所述丝杠一端与联轴器固连，丝杠另一端穿过第一端盖、毡圈、套筒、保持架与滚柱配合连接，螺母与转子过盈配合，且随转子转动，滚柱在螺母的带动下，围绕自身轴线旋转的同时，绕着丝杠的轴线旋转，丝杠在滚柱的带动下实现直线输出，并通过深沟球轴承带动第一端盖、壳体、第二端盖和推盘作平移运动，推盘产生直线输出，推动下一级机电作动器或并联器平移运动，实现行程或功率叠加；

所述第一端盖内嵌有毡圈用于密封，壳体上部设有接线盒使控制器与定子连通，壳体两端分别与第一端盖、第二端盖通过螺栓、六角螺母配合连接，第二端盖与推盘通过螺钉连接，螺母的直线位移通过轴承传递到机电作动器的外部结构；

所述限位感应机构包括感应定子、感应转子、出线盒，电机与控制器连接，控制器控制定子线圈通电产生旋转磁场，转子相对于磁场相对运动，转子在磁场中受力转动并带动螺母旋转，感应转子与螺母过盈配合，并随螺母转动，感应定子感知感应转子的旋转，产生电信号并将电信号通过出线盒反馈给控制器，控制器通过控制定子线圈中的电流来控制转子转动，保证推盘输出的位移不大于机电作动器的额定行程，实现闭环控制。