[发明专利]防卡滞的液压备份式机电作动器及其控制方法

说明书

本发明提供一种防卡滞的液压备份式机电作动器及其控制方法，用于解决现有技术中行星滚柱丝杠副等丝杠传动装置可能发生卡滞的问题。一种防卡滞的液压备份式机电作动器，包括：电机本体和输出轴，所述电机本体驱动所述输出轴转动；丝杠、滚柱和螺母，所述丝杠为中空结构，所述丝杠和所述输出轴通过花键结构同轴配合，所述丝杠和所述输出轴之间设有径向锁定机构，所述径向锁定机构用于锁定或者断开所述丝杠和所述输出轴的轴向相对位移；中空杆，所述中空杆和所述螺母固定，所述丝杠能够同轴伸入所述中空杆内；缸体和油箱，所述丝杠、滚柱和螺母置于所述缸体内，所述螺母作为所述缸体的活塞将所述缸体分为两个油腔，两个所述油腔通过管道和阀门系统与所述油箱连通。

技术领域

本发明涉及基于行星滚柱丝杠副的机电作动器技术领域，具体为航空航天领域中安全备份作动系统中的电动作动技术领域，特别是涉及一种防卡滞的液压备份式机电作动器及其控制方法。

背景技术

近年来多电飞机/全电飞机的概念推动了电动作动系统的发展，随着“功率电传”思想的引入，电动作动系统可在如飞行舵面控制、推力矢量控制、飞机刹车和工业过程控制等广泛领域代替现有的液压作动系统。采用功率电传作动器的电动作动系统，如机电作动器和电动静液作动器等，使飞机第二能源系统至作动系统各执行机构之间的功率传输，通过电导线以电能量传输，取代现行的通过液压管路来传递功率，这将大大改善飞行器的操纵性能。

机电作动器中的运动转化和功率传递主要通过丝杠传动实现，包括滚珠丝杠副和行星滚柱丝杠副。行星滚柱丝杠副是一种将旋转运动转换为直线运动的新型传动装置，由于其具有承载能力大、精度高、效率高、无污染、便于维护等优点，逐渐应用于航空航天、车辆和精密机床等工业领域。但是近年来，行星滚柱丝杠副的卡滞问题(如长时间工作磨损后间隙过大导致的零件间卡滞)，是阻碍其进一步发展的主要原因之一，尤其是当其应用在航空航天领域中的机电作动器时，亟待解决。

在专利CN 111306271A中，机电作动器通过串并联模块化的方式，根据不同的场合，不同的组合方式，快速组装，以满足各种工况下的使用。但是其未考虑，串并联情况下，由于某一个或某几个作动器中的机械卡滞，如行星滚柱丝杠副的卡滞，带来整体装置的受力不均匀，导致结构失效。因此，开发设计一种可防止机械卡滞的机电作动器具有重要意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防卡滞的液压备份式机电作动器及其控制方法，用于解决现有技术中行星滚柱丝杠副可能发生卡滞的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种防卡滞的液压备份式机电作动器，包括：

电机，所述电机包括电机本体和输出轴，所述电机本体驱动所述输出轴转动；

丝杠、滚柱和螺母，所述丝杠为中空结构，所述丝杠和所述输出轴通过花键结构同轴配合，所述丝杠和所述输出轴之间设有径向锁定机构，所述径向锁定机构用于锁定或者断开所述丝杠和所述输出轴的轴向相对位移；

中空杆，所述中空杆和所述螺母固定，所述丝杠能够同轴伸入所述中空杆内；

缸体和油箱，所述丝杠、滚柱和螺母置于所述缸体内，所述电机本体将所述缸体的一端密封，所述中空杆穿过所述缸体另一端的端盖，且所述中空杆和所述缸体活动密封连接，所述螺母作为所述缸体的活塞将所述缸体分为两个油腔，两个所述油腔通过管道和阀门系统与所述油箱连通。

可选的，所述输出轴为中空结构，所述输出轴贯穿所述电机本体，所述输出轴一端和所述丝杠配合，所述输出轴另一端通过转动接头和液压系统连通；

所述径向锁定机构通过输出轴内的液压加压或者减压驱动锁定或者断开锁定。

可选的，所述输出轴的侧壁上设有台阶通孔，所述丝杠内壁上设有定位孔；

所述径向锁定机构包括中心柱、小活塞、弹性件和锁定盖；