双向收放承载机械锁机电作动器

技术领域

本发明涉及机电作动器伺服技术领域，关于应用于机电作动器上的重载锁定结构，更具体地说，本发明是关于可提高机电作动器承载能力，实现重载锁定的创新结构。

背景技术

作动器越来越多的使用高性能(高效率,高负载能力,低重量)机械传动装置(齿轮,丝杠类)代替液压传动装置,进而产生了机电作动器(EMA)，虽然在载荷承受极限上仍无法和电液作动器相比，但机电作动器结构更简单,没有液压油泄漏问题。重载直线机电作动器作为一种直线运动执行元件，是用来实现工作机构直线往复运动或小于360°摆动运动的能量转换装置。常见的电动作动筒的基本构成如下：电机、减速箱、传动部件、滚珠丝杠副、外筒组件、活塞杆筒组件、自锁定组件等。机械运动部件的质量和转动惯量产生的不利影响有：使机械负载增大，需要增大驱动电机的功率；使系统响应速度变慢，降低灵敏度；使系统固有频率下降，容易产生谐振。因为在伺服系统中高速电机的转动惯量在总惯量中是主要的，往往比负载的折算惯量大得多，特别是减速比大的系统。带有自锁装置的电动作动筒，在限定位置停止运动时能防止外力作用而发生窜动，通常由作动筒内的机械锁锁住。机械锁的形式常用的为钢球锁，它由钢球、锁槽、锥形活塞和弹簧等组成。钢球安装在活塞上，锁槽则在外筒上。由于上锁状态时钢球与锁槽和锥形活塞为点接触，存在损坏锁槽与活塞的隐患。钢球锁无法满足大负载锁定。

发明内容

本发明的任务是提供一种结构简单，能够实现双端重载机械锁定活塞杆筒的方案。以有效解决常规电动作动筒锁结构无法满足大载荷锁定的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双向收放承载机械锁机电作动器，包括：轴向伸入外筒1底部密封腔相连伺服电机轴连齿轮连的齿轮传动机构，装配在外筒1传动腔体中与所述齿轮传动机构进行啮合的丝杠传动副，以及在所述外筒1作伸缩运动的活塞杆筒8和套合丝杠9的丝杠螺母7，其特征在于：丝杠9自由端通过丝杠螺母7指向活塞杆筒8的底端，丝杠螺母7左侧环槽凸台环盘紧贴活塞筒8内凹环腔上端面，通过上位锁衬套3左侧台阶环将上位锁环2的右向锁扣落锁在外筒1底端的上位锁槽10中，丝杠螺母7右侧环槽凸台环盘通过下位锁衬套5右侧向台阶环将下位锁环6的左向锁扣耦合在下位锁衬套5右侧向台阶环的搭接圆锥斜面上，上位锁衬套3、下位锁衬套5相向对称，将提供上锁力的弹簧4约束在与活塞杆筒8筒壁所形成的环缝中，限制上位锁环2右向锁扣无法从外筒1内壁上的上位锁槽10脱出，保持活塞杆筒8缩回上锁而锁定，丝杠9旋转，丝杠螺母7带动活塞杆筒8伸出解锁，推动活塞杆筒8沿外筒1运动腔伸出到位置，将下位锁环6左向锁扣推至外筒1底端下位锁槽11内，实现活塞杆筒8伸出锁定，完成活塞杆筒8伸出锁定、缩回锁定双端承受重载而不压溃。

本发明相比于现有技术具有如下增益效果：

本发明采用轴向伸入外筒1底部密封腔相连伺服电机轴连齿轮连的齿轮传动机构，装配在外筒1传动腔体中与所述齿轮传动机构进行啮合的丝杠传动副，以及在所述外筒1作伸缩运动的活塞杆筒8和套合丝杠9的丝杠螺母7，结构简单。

本发明将提供上锁力的弹簧4约束在与活塞杆筒8筒壁所形成的环缝中，限制上位锁环2右向锁扣无法从外筒1内壁上的上位锁槽10脱出，保持活塞杆筒8缩回上锁而锁定，丝杠9旋转，丝杠螺母7带动活塞杆筒8解锁伸出，推动活塞杆筒8沿外筒1运动腔伸出到位置，将下位锁环6左向锁扣推至外筒1底端下位锁槽11内，实现活塞杆筒8伸出锁定，完成活塞杆筒8伸出锁定、缩回锁定双端承受重载而不压溃。

从而解决了钢球锁无法满足大负载的问题。

附图说明

图1是双向收放承载机械锁机电作动器正常工作状态的剖视图。

图2是图1的局部放大示意图。

图中：1外筒，2上位锁环，3上位锁衬套，4弹簧，5下位锁衬套，6下位锁环，7丝杠螺母，8活塞杆筒，9丝杠，10上位锁槽，11下位锁槽。

下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下描述的优选实施例中，一种双向收放承载机械锁机电作动器，包括：轴向伸入外筒1底部密封腔相连伺服电机轴连齿轮连的齿轮传动机构，装配在外筒1传动腔体中与所述齿轮传动机构进行啮合的丝杠传动副，以及在所述外筒1作伸缩运动的活塞杆筒8和套合丝杠9的丝杠螺母7。丝杠9自由端通过丝杠螺母7指向活塞杆筒8的底端，丝杠螺母7左侧环槽凸台环盘紧贴活塞筒8内凹环腔上端面，通过上位锁衬套3左侧台阶环将上位锁环2的右向锁扣落锁在外筒1底端的上位锁槽10中，丝杠螺母7右侧环槽凸台环盘通过下位锁衬套5右侧向台阶环将下位锁环6的左向锁扣耦合在下位锁衬套5右侧向台阶环的搭接圆锥斜面上，上位锁衬套3、下位锁衬套5相向对称，将提供上锁力的弹簧4约束在与活塞杆筒8筒壁所形成的环缝中，限制上位锁环2右向锁扣无法从外筒1内壁上的上位锁槽10脱出，保持活塞杆筒8缩回上锁而锁定，丝杠9旋转，丝杠螺母7带动活塞杆筒8伸出解锁，推动活塞杆筒8沿外筒1运动腔伸出到位置，将下位锁环6左向锁扣推至外筒1底端下位锁槽11内，实现活塞杆筒8伸出锁定，完成活塞杆筒8伸出锁定、缩回锁定双端承受重载而不压溃。

上位锁环2右向锁扣内环面贴合上位锁衬套3左侧台阶环外环面，右向锁扣锁定斜面嵌入斜面角度相同的上位锁槽10，外载无法将上位锁环2右向锁扣从上位锁槽10脱出而保持活塞杆筒8缩回锁定。

活塞杆筒8伸出，带动上位锁环2右向锁扣从上位锁槽10脱出解锁，活塞杆筒8沿外筒1运动至外筒1腔端下位锁槽11，下位锁环6左向锁扣锁定斜面和外筒1腔端下位锁槽11斜面角度相同并贴合锁定伸出活塞杆筒8，而保持活塞杆筒8伸出锁定。

需活塞杆筒8伸出时，丝杠9旋转，丝杠螺母7推动上位锁衬套3克服弹簧4弹力，上位锁环2右向锁扣从上位锁槽10脱出解锁，丝杠螺母7推动活塞杆筒8伸出，带动上位锁环2沿上位锁槽10圆锥斜面收缩变形，从上位锁环2内环脱出后，丝杠螺母7右侧环槽凸台环盘推动活塞杆筒8伸出，带动上位锁环2沿上位锁槽10斜面收缩变形，最终从上位锁槽10脱出实现开锁。

丝杠螺母7推动活塞杆筒8运动到伸出极限位置时，下位锁环6运动至下外筒1腔端位锁槽11，在弹簧4弹力作用下，下位锁衬套5将右侧向台阶切角斜面卡入下位锁环6左向锁扣内圆锥，使下位锁环6无法从外筒1腔端下位锁槽11脱出而保持伸出锁定。

上位锁锁定时，上位锁环2与上位锁槽10斜面为面接触，下位锁锁定时，下位锁环6与下位锁槽11斜面为面接触，均能承受重载而不压溃。

丝杠9通过外筒(1腔底轴承容纳腔端墙阶梯孔约束，穿过丝杠螺母7承载负载。

尽管以上已经示出和描述了本发明的实施例，对本发明实施例进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明；同时，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。