[发明专利]一种基于级联式行星滚柱丝杠副的多余度全电作动装置

摘要

本发明为一种基于级联式行星滚柱丝杠副的多余度全电作动装置，包括：行星滚柱丝杠副组件、冗余作动组件、中空传动轴、缓冲组件、安装壳体和电机等。中空传动轴安装在安装壳体上，主电机和副电机安装在安装壳体上，通过齿轮驱动中空传动轴旋转；两级滚柱丝杠副组成了级联式行星滚柱丝杠副，当某级丝杠副发生卡滞时，另一级丝杠副仍可实现传动；冗余作动组件的蜗轮与一级丝杠末端固连，在主电机和副电机同时发生故障时，冗余作动组件带动一级丝杠旋转，实现系统的直线输出；缓冲环安装在推力轴承和背紧螺母中间用于减缓中空传动轴及一级丝杠的到位冲击。本发明能够防止舵面伺服驱动系统的机械卡滞及卡死，并实现多余度全电驱动，提高系统的可靠性。

主权项

1.一种基于级联式行星滚柱丝杠副的多余度全电作动装置，其特征在于：由一级行星滚柱丝杠副组件(1)，一级丝杠(1-1)，一级滚动副(1-2)，一级限位块(1-3)；一级缓冲组件(2)，一级缓冲环1(2-1)，一级缓冲环2(2-2)，一级缓冲环3(2-3)，一级缓冲环4(2-4)，小推力轴承(2-5)，小背紧螺母(2-6)；二级行星滚柱丝杠副组件(3)，二级螺母(3-1)，二级滚动副(3-2)，二级限位块(3-3)；二级缓冲组件(4)，二级缓冲环1(4-1)，二级缓冲环2(4-2)，二级缓冲环3(4-3)，二级缓冲环4(4-4)，大推力轴承(4-5)，大背紧螺母(4-6)；冗余作动组件(5)，备份电机(5-1)，蜗杆轴(5-2)，蜗轮(5-3)，舵面连接壳体1(5-4)，辅助刹车(5-5)，舵面连接壳体2(5-6)；中空传动轴(6)；安装壳体(7)；主电机(8)；副电机(9)组成；/n中空传动轴(6)通过轴承等安装在安装壳体(7)上，主电机(8)和副电机(9)安装在安装壳体(7)上，通过齿轮驱动中空传动轴(6)旋转；/n一级行星滚柱丝杠副组件(1)包括一级丝杠(1-1)、一级滚动副(1-2)及一级限位块(1-3)，一级滚动副(1-2)安装在中空传动轴(6)内部，与一级丝杠(1-1)组成了一级行星滚柱丝杠副，一级限位块(1-3)安装在中空传动轴(6)末端，用于防止一级丝杠(1-1)旋出；/n一级缓冲组件(2)包括一级缓冲环1(2-1)、一级缓冲环2(2-2)、一级缓冲环3(2-3)、一级缓冲环4(2-4)、小推力轴承(2-5)和小背紧螺母(2-6)，小推力轴承(2-5)座圈紧贴一级丝杠(1-1)轴肩安装，一级缓冲环安装在小推力轴承(2-5)和小背紧螺母(2-6)中间，用于减缓一级丝杠(1-1)的到位冲击；一级缓冲组件(2)中的缓冲环，在轴向作用力的挤压下会发生径向弹性变形，当一级丝杠(1-1)运动到极限位置时，一部分冲击产生的能量会被缓冲环的弹性变形吸收，另一部分被相邻缓冲环之间的摩擦力转化为热能耗散掉；/n二级行星滚柱丝杠副组件(3)包括二级螺母(3-1)、二级滚动副(3-2)及二级限位块(3-3)，二级滚动副(3-2)安装在中空传动轴(6)外侧，与二级螺母(3-1)组成了二级行星滚柱丝杠副，二级限位块(3-3)安装在二级螺母(3-1)末端，用于防止中空传动轴(6)旋出；/n二级缓冲组件(4)包括二级缓冲环1(4-1)、二级缓冲环2(4-2)、二级缓冲环3(4-3)、二级缓冲环4(4-4)、大推力轴承(4-5)和大背紧螺母(4-6)，大推力轴承(4-5)座圈紧贴中空传动轴(6)的轴肩安装，二级缓冲环安装在大推力轴承(4-5)和大背紧螺母(4-6)中间用于减缓中空传动轴(6)的到位冲击；二级缓冲组件(4)中的缓冲环，在轴向作用力的挤压下会发生径向弹性变形，当中空传动轴(6)运动到极限位置时，一部分冲击产生的能量会被缓冲环的弹性变形吸收，另一部分被相邻缓冲环之间的摩擦力转化为热能耗散掉；/n一级滚柱丝杠副(1)和二级滚柱丝杠副(3)组成了级联式行星滚柱丝杠副，当某级行星滚柱丝杠副发生卡滞或卡死时，另一级行星滚柱丝杠副仍可进行传动；/n主电机(8)和副电机(9)采用转矩综合模式驱动系统输出，正常工作状态下由主电机(8)驱动系统，当主电机(8)发生故障，副电机(9)仍可驱动系统进行输出；/n冗余作动组件(5)包括备份电机(5-1)、蜗杆轴(5-2)、蜗轮(5-3)、舵面连接壳体1(5-4)、辅助刹车(5-5)和舵面连接壳体2(5-6)，备份电机(5-1)和辅助刹车(5-5)分别通过蜗杆轴(5-2)两端齿轮驱动蜗杆轴(5-2)，蜗杆(5-1)和蜗杆轴(5-2)通过轴承安装在舵面连接壳体1(5-4)和舵面连接壳体2(5-6)内部，并相互啮合；冗余作动组件(5)的蜗轮(5-3)与一级丝杠(1-1)末端固连，在主电机(8)和副电机(9)同时发生故障时，冗余作动组件(5)的备份电机(5-1)驱动蜗轮(5-3)蜗杆轴(5-2)带动一级丝杠(1-1)旋转，实现系统的直线位移和力的输出。/n