專利名稱：機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機載飛控作動系統(tǒng)技術領域，具體涉及到一種適用于機電作動器直線輸出執(zhí) 行機構故障隔離裝置的結構設計。
背景技術：
機載飛控作動系統(tǒng)是指可以在機上實現(xiàn)某些有相當功率輸出的、機械動作的、相對獨立 的一整套系統(tǒng)，通過伺服驅動舵面來控制飛機飛行姿態(tài)和飛行軌跡。飛機的關鍵舵面通常釆 用的作動器形式有傳統(tǒng)的液壓作動器和功率電傳作動器。隨著多電/全電飛機技術的發(fā)展， 電能將逐步取代液壓能、氣壓能等成為新一代飛機上的主要能源。因此，功率電傳作動器將 逐步取代傳統(tǒng)的液壓作動器，成為新一代飛機上的首選飛控作動系統(tǒng)形式。電動靜液作動器 和機電作動器是功率電傳作動器的兩種主要形式。前者與傳統(tǒng)的液壓作動器相比，雖然不需 要中央液壓源提供能量，伹其仍然需要獨立的電機驅動液壓泵來提供能量，無法完全擺脫液
壓能；而后者則完全采用電能進行驅動，完全符合全電飛機的發(fā)展趨勢。
機電作動器主要由控制器、雙向調速電機、齒輪減速器和可實現(xiàn)往復運動的輸出執(zhí)行機 構。其中，執(zhí)行機構主要由滾珠(滾柱)絲杠直線輸出或齒輪旋轉輸出機構組成。齒輪減速 器的作用是將高速小轉矩的電機輸出轉化為低速大轉矩的機械轉動輸出給滾珠(滾柱)絲杠 或齒輪旋轉執(zhí)行機構。一般減速器中還裝有起安全保護作用的轉矩限制機構和摩擦離合器等。 摩擦離合器可通過摩擦作用將電機的輸出轉矩傳遞到輸出執(zhí)行機構上，當驅動電機發(fā)生故障 時，通過離合器可以將電機與輸出執(zhí)行機構分離，從而將故障隔離。通常，飛機上的關鍵舵 面都有兩套以上的作動器通過力綜合臂構成余度作動系統(tǒng)，當其中一套作動器發(fā)生故障時， 飛控系統(tǒng)將切斷對其的控制作用，通過控制余下的作動器來保證對舵面的正常操縱。同時， 要求出現(xiàn)故障的作動器不能對力綜合臂和舵面的操縱產(chǎn)生影響。伹是，當機電作動器的輸出 執(zhí)行機構發(fā)生卡死故障時，原有的摩擦離合器無法對該故障進行隔離。此時，雖然機電作動 器不對力綜合臂進行直接控制，但是由于其輸出執(zhí)行機構與力綜合臂之間為剛性連接，當余 下的作動器繼續(xù)對力綜合臂進行控制時，在力綜合臂上將產(chǎn)生具有破壞性的扭矩，最終將對 舵面的正常操縱產(chǎn)生影響，進而影響到飛機的飛行安全。 發(fā)明內(nèi) 容
針對上述機電作動器存在的直線輸出執(zhí)行機構發(fā)生卡死故障時無法實施有效隔離的缺
3點，本發(fā)明設計了一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，主要用來隔離 直線輸出執(zhí)行機構的卡死故障，避免對舵面運動造成影響。
本發(fā)明采用的技術方案是在機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的末端增加了一個故障隔離 裝置，主要由主體、端蓋、閥座、兩位兩通電磁閥、活塞式輸出桿和相關附件組成。主體的 左端通過聯(lián)軸器與直線輸出執(zhí)行機構的末端固定連接，其右端與端蓋通過螺紋固定連接?；?塞式輸出桿安裝在主體內(nèi)部，將主體分為左、右兩個控制腔。閥座通過螺釘固定安裝在主體 上方的安裝平臺上。兩位兩通電磁閥通過螺釘固定安裝在閥座上方，通過閥座內(nèi)部的管路分 別與主體內(nèi)的左右兩個控制腔連通，其控制信號來自機電作動器的控制器。機電作動器的最 終輸出端為活塞式輸出桿。活塞式輸出桿的右端直接與力綜合臂固定連接。當機電作動器正 常工作時，兩位兩通電磁閥處于常閉位置，主體的兩個控制腔之間不連通，直線輸出執(zhí)行機
構帶動故障隔離裝置直接驅動舵面運動；當機電作動器的直線輸出執(zhí)行機構發(fā)生卡死故障時，
控制器控制兩位兩通電磁閥處于打開位置，使主體的兩個控制腔連通，從而使得活塞式輸出 桿可在主體內(nèi)自由運動。
本發(fā)明的優(yōu)點在于機電作動器在增加該故障隔離裝置后，當其直線輸出執(zhí)行機構出現(xiàn) 卡死故障時，其輸出端能夠跟隨余下正常工作的作動器輸出端的運動而運動，而不會對力綜 合臂產(chǎn)生破壞性扭矩，從而提高了飛控作動系統(tǒng)的安全可靠性。另外，該故障隔離裝置結構 簡單、加工方便，易于實現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明故障隔離裝置的外形圖； 圖2是本發(fā)明故障隔離裝置的結構分解圖； 圖3是圖1的剖視圖。
圖中，1:主體，2:防塵換，3:導向環(huán)，4:密封圈，5:閥座，6:兩位兩通電磁閥， 7:端蓋，8:活塞式輸出桿，9:空腔，10:左控制腔，11:右控制腔，12:左側管路， 13:右側管路，14:安裝平臺，15:防塵槽A， 16:導向槽A， 17:密封槽A, 18:導向 槽B， 19:密封槽B, 20:導向槽C, 21:密封槽C， 22:導向槽D, 23:防塵槽B。
具體實施例方式
下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
本發(fā)明在機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的末端增加了一個故障隔離裝置，如圖1、圖2 所示。圖3中，主體1的左端通過聯(lián)軸器與直線輸出執(zhí)行機構的末端固定連接，其右端通過螺紋與端蓋7固定連接?；钊捷敵鰲U8安裝在主體1的內(nèi)部，將主體1分為左控制腔10 和右控制腔11?；钊捷敵鰲U8在主體1中的初始安裝位置應使左控制腔10和右控制腔 11的容積相同。閥座5通過螺釘固定安裝在主體1上方的安裝平臺14上。兩位兩通電磁閥 6通過螺釘固定安裝在閥座5上方，通過閥座5內(nèi)部的左側管路12和右側管路13分別與主 體1內(nèi)的左控制腔10和右控制腔11連通，其控制信號來自機電作動器的控制器。機電作動 器的最終輸出端為活塞式輸出桿8?；钊捷敵鰲U8的右端直接與力綜合臂固定連接。當機 電作動器正常工作時，兩位兩通電磁閥6處于常閉位置，主體1的兩個控制腔10和11之 間不連通，直線輸出執(zhí)行機構帶動故障隔離裝置直接驅動舵面運動；當機電作動器的直線輸 出執(zhí)行機構發(fā)生卡死故障時，控制器控制兩位兩通電磁閥6處于打開位置，使主體l的兩個 控制腔10和11連通，從而使得活塞式輸出桿8可在主體1內(nèi)自由運動。當活塞式輸出桿8 向右運動時，空腔9可給其提供足夠的運動空間。空腔9的初始長度應與左控制腔10和右 控制腔ll的初始長度相同。
所述主體1中的空腔9與左控制腔10之間的隔離通過安裝在防塵槽A15中的防塵環(huán)2、 導向槽A16中的導向環(huán)3、密封槽A17中的密封圈4和活塞式輸出桿8的配合來實現(xiàn)。所 述主體1中的左控制腔IO與右控制腔11之間的隔離通過安裝在導向槽B18中的導向環(huán)3、 密封槽B19中的密封圈4、導向槽C20中的導向環(huán)3和活塞式輸出桿8的配合來實現(xiàn)。所 述主體1中的右控制腔11與外界之間的隔離通過安裝在端蓋7上的密封槽C21中的密封圈 4、導向槽D22中的導向環(huán)3、防塵槽B23中的防塵環(huán)2和活塞式輸出桿8的配合來實現(xiàn)。 所述防塵環(huán)2的作用是除去往復運動的活塞式輸出桿8露在主體1外部的表面上所附著的污 染物，防止其進入主體1內(nèi)部。所述導向環(huán)3的作用是吸收活塞式輸出桿8往復運動時所產(chǎn) 生的側向力。所述密封圈4的作用是防止液壓油的泄漏。
權利要求
1、本發(fā)明一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，其特征在于包括主體、端蓋、閥座、兩位兩通電磁閥、活塞式輸出桿、防塵環(huán)、導向環(huán)、密封圈；主體的左端通過聯(lián)軸器與直線輸出執(zhí)行機構的末端固定連接，其右端通過螺紋與端蓋固定連接；活塞式輸出桿安裝在主體內(nèi)部，將主體分為左、右兩個控制腔；閥座通過螺釘固定安裝在主體上方的安裝平臺上；兩位兩通電磁閥通過螺釘固定安裝在閥座上方，通過閥座內(nèi)部的管路分別與主體內(nèi)的左右兩個控制腔連通；機電作動器的最終輸出端為活塞式輸出桿；活塞式輸出桿右端直接與力綜合臂固定連接。
2、 如權利要求1所述一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，其特 征在于當機電作動器正常工作時，兩位兩通電磁閥處于常閉位置，主體的兩個控制腔之間 不連通，直線輸出執(zhí)行機構帶動故障隔離裝置直接驅動舵面運動；當機電作動器的直線輸出 執(zhí)行機構發(fā)生卡死故障時，控制器控制兩位兩通電磁閥處于打開位置，使主體的兩個控制腔 連通，從而使得活塞式輸出桿可在主體內(nèi)自由運動。
3、 如權利要求1所述一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，其特 征在于活塞式輸出桿在主體中的初始安裝位置應使左控制腔和右控制腔的容積相同；空腔 的初始長度應與左控制腔和右控制腔的初始長度相同。
4、 如權利要求1所述一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，其特 征在于主體、端蓋、閥座、兩位兩通電磁閥、活塞式輸出桿、防塵環(huán)、導向環(huán)、密封圈通 過主體集成為一體。
全文摘要
本發(fā)明一種應用于機電作動器直線輸出執(zhí)行機構的故障隔離裝置，主要用來隔離直線輸出執(zhí)行機構的卡死故障，避免對舵面運動造成影響。該設計主要由主體、端蓋、閥座、兩位兩通電磁閥、活塞式輸出桿和相關附件組成。主體的左端通過聯(lián)軸器與直線輸出執(zhí)行機構的末端固定連接，其右端通過螺紋與端蓋固定連接。兩位兩通電磁閥通過固定安裝在主體上方的閥座與主體內(nèi)的控制腔連通。機電作動器的最終輸出端為活塞式輸出桿，安裝在主體內(nèi)部，其右端直接與力綜合臂固定連接。當機電作動器直線輸出執(zhí)行機構出現(xiàn)卡死故障時，其輸出端能夠跟隨余下正常工作的作動器輸出端的運動而運動，而不會對力綜合臂產(chǎn)生破壞性扭矩，從而提高了安全可靠性。
文檔編號H02K7/06GK101594024SQ20091008812
公開日2009年12月2日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者付永領, 燕 郎, 齊海濤 申請人:北京航空航天大學