[发明专利]一种直线式防卡塞双余度机电作动器

说明书

本发明公开了一种直线式防卡塞双余度机电作动器，电作动器具有防卡塞双余度的特点，即主工作模式和备份工作模式，主要通过直线传动机构实现，直线传动机构主要功能部件是嵌套式滚珠丝杠副，包括外丝杠和内丝杠，其中外丝杠主工作，内丝杠作为备份，嵌套式布局可减小径向占用空间，同时缩减轴向零位长度，提高作动器的比功率。

技术领域

本发明涉及一种直线式防卡塞双余度机电作动器，应用于航空、航天等高可靠伺服系统中，属于机电伺服领域。

背景技术

机电作动器因传动精度高，响应速度快和易于维护等优点被广泛应用在伺服技术领域。滚珠丝杠传动是直线式机电作动器常见传动形式之一。从国内外发展现状来看，高可靠性是制约机电作动器在航空领域广泛应用的最主要因素。为提高机电作动器的可靠性，机电作动器需具备故障工作能力。目前，机电作动器通常保证电气系统具备多余度功能，而在丝杠卡死的问题上却未能采取有效措施。

发明内容

本发明的技术解决问题：为克服现有技术的不足，提供一种直线式防卡塞双余度机电作动器，在一度故障下仍然具备满额工作能力，电气系统具有四余度故障安全功能，以提高机电作动器的可靠性和安全性。

本发明的技术解决方案：

一种直线式防卡塞双余度机电作动器，包括第一电机、第二电机、第一制动器、第二制动器、滚珠花键齿轮副、外丝杠、内丝杠、第一行星减速器、第二行星减速器和传动齿轮，

主工作模式下，电控信号控制第二制动器断电制动，将第二电机输出轴抱死，滚珠花键齿轮副处于锁止状态，将内丝杠锁止，第一电机带动第一行星减速器运转，驱动外丝杠工作，外丝杠将旋转运动转化为直线运动，内丝杠和滚珠花键齿轮副跟随外丝杠的丝杆进行直线运动，输出直线位移；

主工作模式发生故障时，启动备份工作模式，电控信号控制第一制动器将第一电机输出轴制动锁止，外丝杠锁止，第二电机解锁，驱动第二行星减速器运转，并通过传动齿轮，带动滚珠花键齿轮副运转，驱动内丝杠工作，输出旋转直线位移，在输出端的支耳的作用下，消除旋转运动，输出直线运动。

还包括第一制动器壳体、第二制动器壳体和嵌套式丝杠壳体，第一电机、第二电机分别与第一制动器壳体、第二制动器壳体固定在嵌套式丝杠壳体上，嵌套式丝杠壳体的上下表面支撑电机和制动器壳体，第一制动器、第二制动器分别安装在第一制动器壳体、第二制动器壳体内，断电可抱死电机轴。

还包括导向块和输出端支耳组件，第一行星减速器、第二行星减速器和嵌套式滚珠丝杠副通过轴承安装在嵌套式丝杠壳体内，其中，嵌套式滚珠丝杠副由外丝杠和内丝杠两部分组成；导向块安装在外丝杠和内丝杠连接端的键槽内，并与嵌套式丝杠壳体的滑槽微间隙配合，在传动中限制丝杠螺母的转动，沿轴向导向，输出端支耳组件安装在内丝杠上，输出直线位移。

第一电机、第二电机的电机轴分别与第一行星减速器、第二行星减速器的第一太阳轮、第二太阳轮连接，第一行星减速器的第一行星架与壳体配合，限制第一行星架转动。

还包括外丝杠螺母、主工作齿轮和第一减速器外齿圈，第一减速器外齿圈为内外齿设计，内齿与第一行星减速器的行星轮啮合，外齿与主工作齿轮啮合，主工作齿轮与外丝杠螺母连接，电机轴带动第一行星减速器的第一太阳轮转动，第一太阳轮将转动传递到第一行星减速器的第一减速器外齿圈，第一减速器外齿圈带动外丝杠螺母工作。

还包括内丝杠螺母、传动齿轮、第二减速器外齿圈和传动轴，第二行星减速器的第二行星架与传动轴连接，第二行星减速器外齿圈与壳体固连，限制外齿圈的转动，传动轴与传动齿轮连接，而传动齿轮与滚珠花键齿轮啮合，滚珠花键齿轮与内丝杠螺母配合，滚珠花键齿轮可带动内丝杠螺母转动，二者间也可以相对滑动。