[发明专利]用于线性致动器的扭矩反作用波纹管密封

说明书

技术领域

本文公开的主题总体上涉及致动器。更具体地，本文公开的主题涉及用于线性致动器的扭矩反作用设备。

背景技术

线性致动器，尤其滚珠丝杠致动器，通过旋转部件与非旋转部件之间的螺旋滚道界面将旋转运动转换为线性运动。多个滚珠轴承典型地布置在介于旋转部件（通常为螺母）和非旋转部件（通常为丝杠）之间的螺旋滚道内。当扭矩被施加到螺母，并且在螺母旋转而丝杠被防止旋转时，滚珠轴承被迫沿着螺旋滚道运动，因而迫使丝杠沿线性方向运动。

为防止丝杠旋转，施加到螺母的扭矩必须一定程度上被反作用。反作用螺母扭矩的一种方式是采用与致动负载相关联的结构。滚珠丝杠致动器通常被安装在这样的位置，被移动物体用关节连接在具有预定路径的结构上。典型地，该结构足够坚固以抑制丝杠的旋转。然而，在其他的应用中，扭矩不能通过母结构被反作用，所以其必须以其他方式被反作用。一种解决方式向连接至丝杠的致动器增加连杆机构（linkage），以反作用扭矩。在其他情况下，例如在包装限制阻止连杆机构的使用时，采用扭矩反作用销或花键（spline）。在反作用被施加的扭矩时，销和花键利用滑动界面以适应致动器的线性动作。与滑动界面相关联的滑动摩擦从系统吸收能量，由此降低致动器的整体效率。进一步而言，滑动界面通常与高程度的磨损相关联。

大多数线性致动器依靠动态密封，例如唇形密封，以将环境阻挡在致动器内部之外。即使不是全部，大多数动态密封提供一定程度的泄露，其增加了致动器的磨损并降低了效率。另外，在被计划用于真空（例如，太空）中的致动器中，有必要使用气密密封以阻止润滑剂从致动器溢出。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种线性致动器包括壳体和位于壳体内的旋转元件。非旋转元件位于壳体内，与旋转元件可操作联接。波纹管密封被固定到壳体和非旋转元件，以反作用施加到旋转元件的扭矩，并允许非旋转元件沿着旋转元件的旋转轴线的线性平移。

根据本发明的另一方面，一种操作线性致动器的方法包括将扭矩施加到线性致动器的旋转部件，旋转部件在壳体中位于旋转轴线处并且与旋转元件可操作联接。作为扭矩施加的结果，旋转部件绕旋转轴线旋转，并且扭矩通过固定到非旋转部件和壳体的波纹管密封被反作用。作为旋转部件旋转的结果，非旋转部件沿着旋转轴线线性平移。

根据本发明的又一方面，一种用于线性致动器的扭矩反作用器包括固定到线性致动器壳体的波纹管密封和位于壳体的非旋转元件，以反作用施加到可操作地连接至非旋转元件的旋转元件的扭矩，并允许非旋转元件沿着旋转元件的旋转轴线的线性平移。

这些和其他的优点和特征将从下面的描述并结合附图而变得更加直观。

附图说明

被视为发明的本主题在说明书的结论部分的权利要求中尤其被指出并清楚地被要求。本发明的前述的和其他特征及优点将从下面的详细描述并结合附图而变得直观。

图1为线性致动器的一个实施例的剖视图；以及

图2为线性致动器的一个实施例的局部剖视图。

详细描述参照附图以示例的方式阐述了本发明的实施例，连同优点和特征。

具体实施方式

图1中示出了线性致动器10的一个实施例的剖视图。致动器10包括螺母12和布置在致动器壳体16内的丝杠14。丝杠14位于螺母12的径向内侧，并且正如图2所示，包括位于丝杠14外表面20处的螺旋通道18。螺母12基本围绕丝杠14，并且包括多个固定在螺母12内的滚珠轴承22，并且其位于螺旋通道18内。当丝杠14绕丝杠轴线24旋转时，滚珠轴承22沿着螺旋通道18运行，迫使螺母12沿着丝杠轴线24相对于丝杠14线性地平移。尽管在所示的实施例中，丝杠14被旋转以线性地平移螺母12，但应当理解的是，其他实施例可包括旋转螺母12，其沿着丝杠轴线24线性地平移丝杠14。