[发明专利]应急解锁机电作动器

说明书

本发明公开的一种应急解锁机电作动器，结构简单，简洁紧凑，性能可靠。本发明通过下述技术方案实现：伺服电机通过离合器轴连接盘齿轮传动机构带动丝杠齿轮转动，丝杠螺母通过端盖滑套，将复位弹簧约束在活塞头的中空台阶孔中,位于外筒内壁的上锁槽将钢球锁锁定在活塞头的导向槽中，应急工作时，离合器脱离，高压介质通过外筒外环面上的应急能源进入口进入外筒腔体，形成推动端盖滑套克服复位弹簧弹力的闭环应急回路，高压介质将端盖滑套前端面推送至活塞头中空台阶孔端面的钢球锁极限位，从上锁槽脱出，钢球锁应急开锁，高压介质推动活塞杆带动丝杠螺母反向驱动丝杠传动副旋转，同时活塞杆应急伸出，完成开锁和伸出活塞杆任务。

技术领域

本发明是关于应用于机电作动器上的应急解锁和伸出结构，更具体地说，本发明是关于可提高机电作动器安全性和任务可靠性，实现多介质应急开锁和伸出活塞杆的创新结构。

背景技术

随着现代技术的发展，小型或无人飞机的任务功能已有很大的发展和变化，在应急状态下，飞机需能安全降落以保护先进和昂贵的机载设备和携带的任务功能设备。小型或无人飞机的起落架应具有应急开锁，安全，迅速地放下并自动锁定功能要求。飞机的起落架收放系统对于飞机来说具有非常重要的作用，其收放系统主要是对飞机起飞以及降落着陆等起到关键作用。当前，一些轻型的飞机起落架一般情况下都采用的是液压收放系统。这种液压收放系统具有一定的优势，其输出力较大，性能比较稳定。但是其劣势也非常明显，主要有能耗较大、检修时间较长，且元件的质量非常大，工作效率比较低等。由于人们对轻型飞机的性能不断提高要求。运用液压收放系统的缺点渐渐地成为制约轻型飞机性能提高的主要原因。所以，要加强对起落架电动作动筒结构的研究和优化工作。这种系统的应用主要采用的是电力作为收放的动力源，同时把电动作动筒当做主要的执行命令元件。起落架电动作动筒主要结构由气动马达、气动离合器和直流电机，以及齿轮减速器、同步带装置、丝杠螺母副、锁定机构、活塞杆、滚珠丝杠、活塞筒和微动开关等组成。电动收放作动筒由飞机上的电操控系统控制，一旦发生电操控系统故障或操控系统设备损坏等紧急状态，电动收放作动筒内的上位机械锁将无法打开，电动收放作动筒不能做放下动作，飞机起落架不能正常放下并锁定，因而飞机无法安全降落，将使飞机产生严重的灾难性事故。作动器作为飞机起落架的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°动运动的能量转换装置。常见的机电作动器的基本构成如下：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。带有自锁装置的机电作动器，在限定位置停止运动时能防止外力作用而发生窜动，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，它由钢球锁、锁槽、锥形活塞和弹簧等组成。在系统动力电故障或闭环位置控制失效时，机电作动器极限位置滚珠丝杠副内部端面与端面间刚性碰撞挤压，造成滚珠丝杠副钢球锁螺旋滚道变形而间隙增大，降低螺旋传动精度，甚至引起丝杠副卡死故障导致机电作动器功能丧失。一般带有应急功能的作动器执行，同时作动器的安装空间非常有限，常用的作动器有机电作动器和液压作动器，机电作动器其应急方式复杂；现有方式的液压作动器轴向长度较长不利于安装，同时其应急方式多采用气动方式，并需要配备专门的气源。目前，作为传动机构的机电作动器，其功能为通电后根据指令驱动旋转。从机电作动器的电机到飞行器舵轴是减速增矩的过程。因此，需要在机电作动器不通电时，在其电机轴上安装相应的锁定装置，以在减速增矩后，提供所需锁定力矩。由于现代飞行器的起落架通常是可收放的，一般利用液压进行起落架正常收放，当飞行器液压、电气等系统发生故障导致起落架无法正常放下时，飞行器必须具有人工应急放下起落架的措施，其工作性能直接影响到飞机的安全性。但以往有不少飞行器起落架应急放不到位，导致飞行器迫降的事例，可见起落架应急放系统对于保证飞行安全是极为重要的。在某些安全性要求较高的应用场合，例如应用于飞机起落架收放的机电作动器，要求其必须具备一定的安全余度。常用的机电作动器多余度设计为备份一个的电机，当主电机失效时备用电机工作而实现应急放下或收回活塞杆。常规双余度机电作动器仍需依赖电力实现应急收放，存在一定的安全隐患，安全性低，任务可靠性低，因而实用性较差。

发明内容