[发明专利]一种带抗冲击锁定装置的精密作动器

说明书

一种带抗冲击锁定装置的精密作动器，其包括抗冲击锁定装置、光栅尺摆动安装块、伸出杆安装头、伸出杆、驱动丝杠、驱动螺母、螺母紧固件、第一电机轴承、主驱动电机、第二电机轴承、主壳体、电机上壳体和底座。本发明具有抗冲击锁定功能，由于锁定状态下锁紧块与伸出杆之间通过配合的沟槽实现锁定，对冲击的承载为接触形式，能够提高抗冲击能力，采用熔断机构减少了额外的电机控制，降低了控制难度；带有位置反馈全闭环的同时能够满足伸出杆小角度自由旋转，而不影响其测量精度，能够使得作动器适合应用于多维调姿平台中。

技术领域

本发明属于精密仪器技术领域，特别涉及一种精密作动器。

背景技术

空间环境下实现精密直线运动的作动器在空间望远镜、空间精密指向机构中应用非常广泛，例如哈勃望远镜的次镜调整机构、空间站对地观测相机调姿机构等，均需要线性作动器驱动。由于空间环境的复杂性及发射冲击需要，对应用于空间环境下的精密作动器的要求非常苛刻。例如，在火箭发射时产生的冲击加速度、振动都会对精密的作动器产生巨大影响，若设计结构或强度不合理，会导致该作动器的传动系统发生塑性变形，从而严重影响精度。同时在多维调姿平台中，一般不仅要求作动器具有直线运动驱动，而且要求作动器的输出轴具有一定的转动自由度。现有技术无法有效地解决上述提出的问题。专利201520118532.5中提出了一种LVDT式到几点作动器，该作动器将LVDT位移传感器与伸出杆头部固连，这种布置形式由于不符合阿贝原则，存在精度问题，并且该作动器无法实现抗锁定冲击功能及输出轴的旋转自由度。专利200810219979.6提出了一种精密主轴锁紧装置，该装置能够保证主轴的精密抱闸锁紧，但是该装置锁紧时的抗冲击性能不佳，同时该装置的驱动形式为液压缸驱动，结构比较庞大。

发明内容

本发明的目的在于发明一种具有精度高、抗冲击、无冲击抱闸、断电自锁、允许输出轴自由旋转的带抗冲击锁定装置的精密作动器。

本发明的技术方案如下：

本发明包括抗冲击锁定装置、光栅尺摆动块、伸出杆安装头、伸出杆、驱动丝杠、驱动螺母、螺母紧固件、第一电机轴承、主驱动电机、第二电机轴承、主壳体、电机上壳体和底座，其中伸出杆安装头与伸出杆的一端通过精密细牙螺纹拧紧配合，抗冲击锁定装置通过固定销轴固定在主壳体上侧端面，伸出杆的上部设有带有斜面的整周梯形沟槽，中间为阶梯孔，主驱动螺母通过键嵌入在伸出杆内部，并通过螺母紧固件将伸出杆与驱动螺母紧固到一起，通过锁紧螺钉将伸出杆与锁紧螺母紧固件锁紧；光栅尺摆动安装块设在伸出杆的侧面的主壳体上，主壳体通过螺纹连接与电机上壳体的上表面固连，第一电机轴承外圈嵌入电机上壳体内部的轴承安装位上，驱动丝杠位于伸出杆内，并通过花键或平键与驱动电机固连，驱动丝杠下端轴肩与第二电机轴承的内圈配合，第二电机轴承外圈与底座固连，电机上壳体的下表面与底座通过螺栓固连。

抗冲击锁定装置有三种结构：

第一种结构：抗冲击锁定装置包括回字形锁定装置外壳以及设在外壳内的两个结构相同对称布置的锁定传动分支、熔断丝、解锁弹簧，其中每个锁定传动分支包括锁紧块、半月形夹紧杠杆、固定销轴和移动销轴，两个半月形夹紧丝杠弧形相对，半月形夹紧杠杆的一端通过转动副与回字形锁定装置外壳连接，回字形锁定装置外壳与主壳体固连，半月形夹紧杠杆中部设有安装槽，锁紧块设在安装槽中并以转动副与夹紧杠杆连接，锁紧块内侧为圆弧面，与伸出杆锁紧沟槽圆弧面配合，两个半月形夹紧丝杠另一端的中间设有解锁弹簧，熔断丝紧密缠绕住两个夹紧杠杆末端，将解锁弹簧压缩，当需要解除锁定时，熔断丝断裂，解锁弹簧将半月形夹紧杠杆打开，从而解除锁定状态。

锁紧块能够与伸出杆头部的锁紧沟槽配合实现抗冲击锁定动作，当抗冲击锁定装置处于锁定状态时，伸出杆的位移限制是通过锁紧块下面与伸出杆沟槽下面之间的接触和伸出杆安装头下表面与主壳体上表面接触来实现的，所以能够实现抗冲击锁定；当抗冲击锁定装置处于开闸状态时，伸出杆可以通过主驱动电机的转动实现移动控制，并实现一定的自由转动。