[发明专利]多余度锁定备份机械锁机电作动器

说明书

本发明公开的一种多余度锁定备份机械锁机电作动器，结构简单，安全可靠。本发明通过下述技术方案实现：装配在两个弹簧滑套之间的复位锁弹簧为钢锁球提供保持上锁力，弹簧滑套耦合连接阶梯筒弹簧套，通过台阶体上弹簧座环将助推弹簧约束在滑筒的筒口中，助推弹簧通过滑筒径向支承钢球提供保持上锁力，丝杠带动活塞杆刚体中部上的锁球和尾部上的钢球运动，装配了丝杠螺母的滑套弹簧套筒带着弹簧滑套一起克服复位锁弹簧运动，将锁球径向顶入锁槽，弹簧滑套带着滑筒一起克服助推弹簧运动，将钢球推送到上锁筒锁槽内实现上锁，反之，丝杠反向旋转，带动滑套弹簧套筒、弹簧滑套、阶梯筒弹簧套、滑筒回缩，将锁球、钢球脱离锁环。

技术领域

本发明是应用于机电作动器上的多余度锁定备份装置，更具体地说，本发明是可提 高机电作动器安全性，实现多余度锁定备份的机电作动器。

背景技术

机电作动器作为一种直线运动执行元件，是用来实现工作机构直线往复运动或小于 360°摆动运动的能量转换装置。常见的机电作动器的基本构成包括：电机、减速箱、传动部件、滚珠丝杠副、外筒组件、活塞杆组件、自锁定组件等。由于机电作动器结构复杂且每部分的可靠性各有不同，不同的余度结构设计会导致完全不同的可靠性结果。尤其是带有自 锁装置的机电作动器，在限定位置停止运动时为防止外力作用发生窜动，通常由作动筒内的 机械锁锁住。机械锁的形式常用的为钢球锁和滑块锁，以钢球锁为例，它由钢球、锁槽、锥 形活塞和弹簧等组成。钢球安装在活塞上，锁槽则在外筒上。当机电作动器自锁定并承受重 载时，作动器的强度和刚度将决定其承载能力。活塞杆运动到位后，钢球落入外筒的圆形槽 中，挡环在弹簧力的作用下将钢珠保持在锁槽内实现上锁。载荷作用在活塞杆一端并通过钢 球传递给外筒和挡环，作动器关键结构件中钢球、外筒、挡环受力最为严重，钢球与外筒、 挡环之间为点接触，接触应力较大，承载能力差。滑块锁与钢球锁结构类似，但其上锁承载 时为面接触，接触应力较小，因此滑块锁较钢球锁能承受更严酷的载荷环境。

余度技术是提高飞控系统任务可靠性与安全性的重要手段。液压作动筒可以使用液 压锁来实现锁定备份，即使作动筒内置机械锁失效，液压锁仍能使活塞杆处于锁定状态，而 机电作动器依靠丝杠将电机旋转运动转换为活塞杆直线运动，承受重载时依靠丝杠锁死并不 可靠，仍需使用内置机械锁锁定活塞杆。目前现有的机电作动器多为单余度机械锁结构，对 某些安全性要求较高的应用场合，例如,作为飞机起落架放下后的撑杆的机电作动器，单机 械锁结构因其无多余度的锁定备份而难以被广泛应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单，安全可靠的多余度 锁定备份机电作动器，以解决常规机电作动器单余度锁定装置无法满足高安全性应用工况的 问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多余度锁定备份机械锁机电作动 器，包括：装配在外筒2中，提供上锁锁槽的锁环12和定位在所述锁槽与活塞杆3刚体圆周锁孔之间的锁球13，配合丝杠螺母15通过活塞杆3中空腔体并套装了滑套弹簧套筒1的丝杠14，装配在滑套弹簧套筒1挡环端面与阶梯筒弹簧套6端面之间的相向对称的弹簧滑套5，并且丝杠螺母15被约束在滑套弹簧套筒1台阶孔的端面，台阶孔筒上的下陷台阶约 束在活塞杆3中空腔体端口环槽的内侧端面上，其特征在于：装配在两个弹簧滑套5之间的 复位锁弹簧4为所述弹簧滑套5向径向支承其上钢锁球13提供保持上锁力，弹簧滑套5耦 合连接阶梯筒弹簧套6，阶梯筒弹簧套6通过台阶体上弹簧座环将助推弹簧7约束在滑筒8 的筒口中，助推弹簧7通过被螺套10轴向约束的滑筒8径向支承钢球9，提供保持上锁力， 丝杠14将旋转运动转化为活塞杆3直线运动，并带动活塞杆3刚体中部上的锁球13和尾部 上的钢球9运动，锁球13和钢球9通过活塞杆3刚体圆周上的锁孔径向滚动，装配了丝杠 螺母15的滑套弹簧套筒1带着弹簧滑套5一起克服复位锁弹簧4运动，将锁球13径向顶入 锁环12的锁槽中，弹簧滑套5推动阶梯筒弹簧套6带着滑筒8一起克服助推弹簧7运动， 将钢球9推送到上锁筒11锁槽内实现上锁，反之，丝杠14反向旋转，带动滑套弹簧套筒1、 弹簧滑套5、阶梯筒弹簧套6、滑筒8回缩，将锁球13、钢球9脱离锁环12、上锁筒11锁 槽实现开锁。