[发明专利]使模拟器移动平台的电动移动更安全的装置

说明书

本发明涉及一种能够使移动平台的移动更安全的装置，并且更具体而言涉及一种可以在支撑负载的六脚架定位器中使用的线性致动器。所述致动器由电控制致动，并且包括至少一个位于致动器上的液压缓冲器，使得在极端故障的情况下由缓冲产生的力仅由负载承受并且分散，从而限制力和加速度峰值。

技术领域

本发明涉及线性致动器领域，具体而言涉及一种用于这种致动器的装置，该装置适合于使移动平台的移动更安全。本发明特别地应用在飞行模拟器的领域中，应用于由六脚架定位器驱动的具有六个自由度的移动平台。

背景技术

飞行模拟器机舱所受到的移动需要高水平的性能，特别是高速度。机舱安装在移动平台上，该移动平台由可以由不同驱动单元驱动的系统移动。用于模拟器的移动平台有多种类型，包括一种称为“Stewart平台”的平台，该平台基于六脚架定位器的使用而允许具有六个自由度的移动。六脚架定位器通常包括将移动舱面连接到固定基座的六个支腿或线性致动器。例如，致动支腿从而改变长度并且改变舱面的方向。在已知的六脚架定位器中，每一个致动器包括线性作动筒(vérin)，该线性作动筒在其端部的每一个处铰接在固定基座和移动舱面上。作动筒通常很大，并具有它们的机载驱动系统。六个支腿的每一个的长度的协同调节使得可以根据六个自由度来移动所述移动舱面。

飞行模拟器的平台必须支撑相当大的重量(机载模拟视觉系统、机舱、支撑结构)，其重量可能超过15吨，因此，当机舱移动时，所涉及的能量水平很高。工业系统必须符合质量标准，特别是在航空电子行业的情况下，其质量标准是由认证机构(特别是联邦航空局(FAA)和联合航空局(JAA))定义的，因此必要的是，在平台移动的时候，不仅要保证设备的安全，还要保证人员的安全。因此，平台必须设计成例如减震以保护机械设备并且限制加速度以保护人员，特别是在极端故障的情况下。最不利的冲击风险之一是极端故障，其结果是使结构整体在作动筒的止动件上达到最大速度。发生极端故障时所涉及的能量级别有两种：

-动能，与惯性以及速度的平方成比例，以及

-停止阶段的动量。

主要用于在重工业中移动超过14吨的负载的液压作动筒通常装配有液压冲击缓冲器。后者的功能是通过校准的孔或圆锥体对流体加压将动能转换为热能。它们以这样一种方式逐渐压缩一定体积的油：逐渐吸收大量能量，以耗散所述能量的水平并且以恒定力、恒定减速度减速，并且使应力最小化。

然而，多年来，由于寻求更环保的“绿色”的解决方案并且减少电力消耗，液压作动筒被电动作动筒替代，而电动作动筒比液压系统(或液压作动筒中央单元)消耗的电量更少。

事实上，将安全元件装配到具有电动作动筒的致动器中是非常受限的，这是因为它们的设计和整体尺寸的原因。图1示意性地示出了具有滚珠丝杠的电动作动筒10，其通常包括主体11，在主体11中串联有电机12、螺母13和螺杆14。电机使螺杆转动，螺母不旋转，它线性移动，使推杆15退出，并且使负载M线性移动。缓冲器16位于主体的顶部处，从而限制并且减慢了负载M在向下移动时的行进。力通过电机传递，考虑到它的位置，该缓冲器效率很低并且非常特别。此外，在这种类型的作动筒上，当致动器伸出时无法安装缓冲器。

如今，在重工业中使用电动作动筒的情况下，存在两种类型的用于减震的解决方案。一种是基于弹性体的解决方案，然而，该方案不能使能量逐渐吸收，而且产生很显著的力，特别是在作动筒的内螺纹处，从而造成可靠性问题。另一个解决方案是基于机械变形的，但是该方案更加笨重，而且每次冲击只能使用一次。

因此，对于具有电动作动筒的致动器而言，没有解决方案可以使在发生故障时能够吸收和耗散非常大的能量水平。

特别是，没有一种解决方案能够在极端故障(安装在配备有电动致动器的六脚架定位器上的模拟器会遇到这种极端故障)的情况下减轻冲击。