一種雙余度直驅型滾柱絲杠副的電動執(zhí)行裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙余度直驅型滾柱絲杠副的電動執(zhí)行裝置，屬于機構運動控制裝置，尤其涉及航空領域電力作動系統(tǒng)中的機電作動技術。
現有技術
[0002]目前，國內外廣泛應用的作動系統(tǒng)主要包括電力、液壓、氣壓和機械作動系統(tǒng)。其中，電力作動系統(tǒng)是航空航天、軍事、交通和工農業(yè)機械設備中一類位置伺服控制系統(tǒng)的總稱，通過控制電動機或電器的運行，直接或間接地控制負載的運動，實現控制目標的位置控制。由于電力作動系統(tǒng)廣泛應用于飛機剎車、舵面控制以及油泵等關鍵電力傳動系統(tǒng)中，因此電力作動系統(tǒng)必須具備很強的安全可靠性和容錯性。在國外，可靠性技術正在飛快發(fā)展，它大致分兩個階段，一個是以冗余技術(代表性的是雙余度技術)為標志的初級階段，一個是以容錯技術為標志的高級階段。
[0003]目前，飛控翼面基本上由一臺到兩臺作動器驅動，必要的電備份或機械備份已經是發(fā)展之需?，F有的電驅動直線運動作動器是由電機、滾珠絲杠副以及減速裝置等單元模塊組裝而成，主要缺點是體積、重量較大，由于中間環(huán)節(jié)多，將會對系統(tǒng)的定位精度帶來不利的影響。隨著舵面負載的增大和高可靠多余度需求的提高，設計發(fā)明可以安全使用、重量小、高精度的多余度直線電動作動器，或稱電動執(zhí)行裝置很有必要。
[0004]關于電動執(zhí)行裝置，現有技術如中國專利號為200410014030.4中提出的驅動、傳動一體化的直線運動機電作動器主要由電機、絲杠和中空導向殼體等組成。由于采用了一體化的設計思想，省去了一些中間環(huán)節(jié)，故整體的體積、重量大大降低。但由于作動器未設置備份，也未設置離合功能，盡管體積小、重量低，一旦發(fā)生機械結構的卡死不能保證作動器的可靠使用。另外，由于此作動器內未設置必要的高精度傳感器，并不易保證所述的“沒有齒輪傳動等容易帶來間隙、誤差等的中間環(huán)節(jié)，所以該作動器的定位精度高”。而且電機轉子直接帶動滾珠絲杠螺母轉動會產生大量熱量，該作動器散熱能力較差。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是:針對現有電動執(zhí)行裝置存在的問題和不足，本發(fā)明研制了一種雙余度直驅型滾柱絲杠副電動執(zhí)行裝置，該裝置采用一體化雙余度備份設計，保證其安全可靠使用。采用滾柱絲杠副，不同于傳統(tǒng)的滾珠絲杠副，能有效提高該裝置的承載能力。同時，內置角度編碼器和直線位移傳感器滿足該電動執(zhí)行裝置高精度輸出要求。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:
[0007]一種雙余度直驅型滾柱絲杠副電動執(zhí)行裝置，主要包括輸出端軸承座5、鎖緊螺母6、機殼10、無刷直流電機組件、滾柱絲杠副組件和安裝支座28 ；
[0008]所述機殼10為長方體，與輸出端軸承座5和安裝支座28形成一圓柱形空腔，空腔內安裝有輸出端無刷直流電機組件和安裝端無刷直流電機組件。兩個電機組件通過輸出端離合器15和安裝端離合器20與滾柱絲杠副組件連接。
[0009]所述滾柱絲杠副組件由螺母35、滾柱32、行星架30、彈簧擋圈31和絲杠29組成。螺母35上的內螺紋牙和絲杠29上的外螺紋牙同時與多個滾柱32相嚙合實現力和運動的傳遞。其中，滾柱32兩端的外齒與螺母35兩端的內齒相嚙合，保證滾柱32軸線平行于絲杠29軸線，使?jié)L柱絲杠副組件工作順暢。滾柱32安裝于行星架30的內孔，行星架30依靠彈簧擋圈31置于螺母35內孔。螺母35不需要加工軸向長度較長的內螺紋，這樣利于高精度傳動的實現。不同于傳統(tǒng)的滾珠絲杠副組件中接觸體為滾珠，滾柱絲杠副中的接觸體滾柱32是球面型螺紋牙，受力接觸點更多，接觸面的增加使接觸剛度增大，承載能力更強。
[0010]所述絲杠29為中空絲杠，其內部安裝直線位移傳感器，由傳感器固定端24、支撐套33和傳感器輸出端34組成。傳感器固定端24通過固定安裝板27固定于機殼10，傳感器輸出端34連接于絲杠29，用于精確測量絲杠29相對于機殼10的直線位移。
[0011]所述鎖緊螺母6可通過外置的夾緊螺栓預緊，使軸承AS緊固于絲杠29上，同時轉動慣量較小，適用于高軸向力和高動態(tài)的場合，不同于傳統(tǒng)的圓螺母。
[0012]所述絲杠29通過銅座4與推桿I螺紋連接。絲杠29的輸出端一側與止轉板2的異型孔配合，通過連接于輸出端軸承座5與止轉板2間的止轉銷A和止轉銷B保證絲杠29的直線運動輸出，限制軸向的旋轉自由度。
[0013]所述輸出端軸承座5、固定安裝板27和安裝支座28上加工有內孔，必要時可加裝油源冷卻裝置對此電動執(zhí)行裝置進行整體冷卻。同樣，殼體10外側加工有散熱片也是為了電機工作時的散熱。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:該直線電動執(zhí)行裝置采用一體化、集成化、雙余度備份設計思想，通過雙電機驅動與滾柱絲杠副傳動之間的摩擦片式離合器，采用電機直接驅動絲杠的方式，而不同于傳統(tǒng)的齒輪傳動和帶傳動，因而結構簡單，控制方便，直線輸出的響應速度快，承載能力高。同時考慮了該裝置工作時發(fā)熱嚴重的問題，實現了對裝置的保護，有利于長久使用，可廣泛應用于航空航天、精密機床、石油化工等領域需要直線伺服控制的場入口 ο
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明提出的雙余度直驅型滾柱絲杠副電動執(zhí)行裝置主剖視圖
[0016]圖2是滾柱絲杠副組件放大圖
[0017]圖3是本發(fā)明提出的雙余度直驅型滾柱絲杠副電動執(zhí)行裝置軸測圖
[0018]圖4是鎖緊螺母6的結構示意圖
[0019]其中:1_推桿；2_止轉板；3_止轉銷；4-銅座；5_輸出端軸承座；6_鎖緊螺母；7-套筒；8_軸承A ;9_輸出端角度編碼器；10_機殼；11_輸出端定子；12_輸出端永磁體；13-輸出端電氣接口 ；14_輸出端轉子；15_輸出端離合器；16_軸承定位環(huán)；17_軸承C;18-軸承D ；19-安裝端電氣接口 ；20_安裝端離合器；21_安裝端轉子；22_安裝端永磁體；23-安裝端定子；24_傳感器固定端；25_安裝端角度編碼器；26_軸承B ;27_固定安裝板；28-安裝支座；29_絲杠；30-行星架；31-彈簧擋圈；32_滾柱；33-支撐套；34-傳感器輸出端；35_螺母
【具體實施方式】
[0020]參閱圖1-圖4，本實施例中雙余度直驅型滾柱絲杠副電動執(zhí)行裝置，主要包括機殼10、無刷直流電機組件、滾柱絲杠副組件、角度編碼器、直線位移傳感器和安裝支座28等。
[0021]所述無刷直流電機組件由兩個獨立的輸出端無刷直流電機組件(輸出端定子11、輸出端永磁體12、輸出端轉子14)和安裝端無刷直流電機組件(安裝端定子23、安裝端永磁體22、安裝端轉子21)同軸同殼安裝組成，兩套永磁體分別嵌套于電機轉子。所述輸出端無刷直流電機組件和安裝端無刷直流電機組件分別依靠軸承AS和軸承B26支撐。其中軸承A的一端經套筒7通過鎖緊螺母6緊固。采用兩套獨立的繞組及兩套角度編碼器，不存在兩套繞組間的磁耦合現象，控制簡單，分別經過輸出端離合器15和安裝端離合器20同時驅動螺母35。一旦由于外部原