一种航空电动机构手动输入装置

技术领域

本发明属于机械传动领域，具体涉及一种航空电动机构手动输入装置。

背景技术

现有技术中电动机构是通电时，将电能转换成机械能来实现圆周或直线运动以驱动相应的负载，为降低断电后的惯性移动量和避免在外界负载下出现误动作需要电动机构在断电后刹车制动。一些特殊场合的航空机载电动机构，如挂弹用电动机构或舱门开闭电动机构，需要在地面无电源时可通过手动输入工作。

目前这些电动机构通常采用行星齿轮组或锥齿轮组的差速机构，即电动机输入和手动输入为差速器的两个输入口，利用差速机构的差速特性实现电动机和手动的双输入功能。这种使用差速机构实现手动输入的电动机构除一般的传动机构外，还要额外设置差速机构，而且由于差速机构的动作特性要求电动机输入端和手动输入端均要在不工作时锁止，这就导致该类型的电动机构构件数量多、结构复杂、体积大、重量重和可靠性低等缺点，已不能满足现代航空技术向高精尖方向的发展需求。这就需要一种新型的电动机构手动输入装置以满足轻型化和小型化等需求。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种航空电动机构手动输入装置，可单独通过电动机驱动，也可单独通过手动输入端驱动，电动机驱动时手动输入端动作为静止状态，不会导致与手动输入连接的外部驱动机构动作，提高了安全性；当电动机构断电时，其输出端能够自动停止并保持在该位置以减小电动机构的惯性移动量和避免在载荷的作用下动作。当需要手动输入时直接驱动手动输入端转动即可，不需要多余的动作，这就使得手动输入简单、可靠。

本发明的技术方案是：一种航空电动机构手动输入装置，包括电动机1和减速器7；其特征在于：还包括弹簧2、吸合线圈3、摩擦盘4、蜗杆5和蜗轮6；所述弹簧2、摩擦盘4、蜗轮6依次同轴套装于电动机轴12上，弹簧2一端位于电动机轴12根部侧，另一端与摩擦盘4的内端面接触；摩擦盘4和电动机轴12通过键连接，使得摩擦盘4与电动机轴12同步转动并不产生轴向位移，蜗轮6与电动机轴12为转动连接；

所述蜗杆5与蜗轮6啮合；

所述吸合线圈3沿周向固定安装于电机壳体内，并位于摩擦盘4内侧与弹簧2相对设置；吸合线圈电路与电动机线圈电路并联；

电动机驱动时，给电动机1通电，同时吸合线圈3通电后对磁性材料的摩擦盘4产生轴向吸合力，通过该吸合力克服弹簧2的弹力，将摩擦盘4与蜗轮6脱离；此时电动机轴12带动摩擦盘4转动，并输出圆周运动；

手动输入端驱动时，给电动机断电，同时吸合线圈3断电对摩擦盘4的吸合力消失；摩擦盘4在弹簧2弹力作用下，压紧在蜗轮6的端面上并合为一体；此时手动转动蜗轮5，蜗杆5带动蜗轮6转动，蜗轮6通过与摩擦盘4端面之间的摩擦力带动摩擦盘4转动，进而带动电动机轴12转动，实现输出圆周运动。

本发明的进一步技术方案是：所述摩擦盘4的中心孔内周面上开有内花键，电动机轴12的外周面上开有外花键；通过内、外花键配合将摩擦盘4和电动机轴12连接，能够实现同步转动。

本发明的进一步技术方案是：所述电动机轴12为三段式台阶轴，位于根部的为第一阶梯面，安装蜗轮6的面为第二阶梯面；弹簧2套装于第一阶梯面与摩擦盘4之间；电动机轴12在第一阶梯面与第二阶梯面之间为外周面上设置有外花键。

本发明的进一步技术方案是：所述蜗轮6与电动机轴12之间为间隙配合，其两端设置有机械限位结构，能够限制蜗轮6在电动机轴12上的轴向位移。

本发明的进一步技术方案是：所述蜗轮6与电动机轴12之间通过轴承连接。

本发明的进一步技术方案是：所述蜗轮6与蜗杆5的螺旋升角不大于3°，使得蜗轮6和蜗杆5实现自锁，即只能通过蜗杆5驱动蜗轮6运动，而不能通过蜗轮6驱动蜗杆5运动。

本发明的进一步技术方案是：所述蜗轮6的两端通过轴承安装于电动机壳体外。

本发明的进一步技术方案是：所述摩擦盘4的外径小于蜗轮6的齿根直径。

一种航空电动机构手动输入装置的驱动方法，其特征在于：

a.当未给电动机1通电时，摩擦盘4在弹簧2的弹力作用下压紧蜗轮6的端面，产生制动力矩使得摩擦盘4和电动机轴12保持位置不变；

b.当给电动机1通电时，吸合线圈3通电产生的吸合磁力克服弹簧2的弹力，使得摩擦盘4脱离蜗轮6，电动机轴12带动摩擦盘4转动并输出圆周运动；

c.当给电动机1断电时，吸合线圈3断电，摩擦盘4在弹簧2的弹力作用下压紧蜗轮6，通过摩擦盘4和蜗轮6端面产生摩擦力，使得摩擦盘4和电动机轴12停止转动；通过蜗杆5手动输入时，蜗杆5带动蜗轮6转动，蜗轮6通过与摩擦盘4之间的摩擦力带动摩擦盘4转动，并带动电动机轴12转动，实现输出圆周运动。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明利用摩擦盘与蜗轮间的摩擦力矩，使得电动机不通电时电机输出轴与蜗轮连接，能够将手动输入运动通过蜗轮蜗杆转为摩擦盘和电机输出轴转动，实现电动机构的手动输入功能。当通电时，吸合线圈产生对摩擦盘的吸合磁力使得摩擦盘脱离蜗轮，电机输出轴连同摩擦盘正常工作。

本技术方案不需要差速机构即可实现手动输入，且电动机构在断电状态下能够保持自锁状态；与现有的通过差速机构实现手动输入的电动机构相比，具有结构简单、构件数量少、体积小、重量轻和可靠性高的优势；且电动机输入与手动输入互不影响，当需要手动输入时直接驱动手动输入端转动即可，不需要多余的动作，使得手动输入简单、可靠。

附图说明

图1为本发明一种航空电动机构手动输入装置的原理示意图。

图2为电动机简化图。

图3为蜗轮蜗杆简化图。

附图标记说明：1—电动机、11—电动机本体、12—电动机轴、2—弹簧、3—吸合线圈、4—摩擦盘、5—蜗杆、6—蜗轮、7—减速器。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合航空电动机构手动输入装置的原理示意图(图1)、电动机简化图(图2)、蜗轮蜗杆简化图(图3)对一种航空电动机构手动输入装置进行详述：

一种航空电动机构手动输入装置，包括电动机1、减速器7、弹簧2、吸合线圈3、摩擦盘4、蜗杆5和蜗轮6；所述弹簧2、摩擦盘4、蜗轮6依次同轴套装于电动机轴12上，弹簧2一端位于电动机轴12根部侧，另一端与摩擦盘4的内端面接触；摩擦盘4和电动机轴12通过键连接，使得摩擦盘4与电动机轴12同步转动并不产生轴向位移，蜗轮6与电动机轴12为转动连接；同时蜗杆5与蜗轮6啮合；

所述吸合线圈3沿周向固定安装于电机壳体内，并位于摩擦盘4内侧与弹簧2相对设置；吸合线圈电路与电动机线圈电路并联；

电动机驱动时，给电动机1通电，同时吸合线圈3通电后对磁性材料的摩擦盘4产生轴向吸合力，通过该吸合力克服弹簧2的弹力，将摩擦盘4与蜗轮6脱离；此时电动机轴12带动摩擦盘4转动，并输出圆周运动；

手动输入端驱动时，给电动机断电，同时吸合线圈3断电对摩擦盘4的吸合力消失；摩擦盘4在弹簧2弹力作用下，压紧在蜗轮6的端面上合为一体；此时手动转动蜗轮5，蜗杆5带动蜗轮6转动，蜗轮6通过与摩擦盘4端面之间的摩擦力带动摩擦盘4转动，进而带动电动机轴12转动，实现输出圆周运动。

实施例：

电动机本体11固定，电动机1通电时，通过电动机轴12输出圆周运动并带动减速器7运动，通过减速器7输出来驱动负载。

电动机轴12为三段式台阶轴，其中电动机轴12上第一阶梯面至第二阶梯面间的轴外圆加工有外花键；摩擦盘4采用导磁材料制作而成，且摩擦盘4中心加工有内花键以和电动机轴12上的外花键配合，使得摩擦盘4安装在电动机轴12上后仅能相对于电动机轴12沿其轴线方向运动；蜗轮6安装在电动机轴12上的第二阶梯面与减速器7之间，使得蜗轮6仅能相对于电动机轴12绕其轴线转动；弹簧2安装在电动机轴12上的第一阶梯面与摩擦盘4之间，且安装后处于压缩状态以产生弹力来推动摩擦盘4贴住蜗轮6；吸合线圈3的电路与电动机1线圈电路并联且吸合线圈3固定在电机本体11上；

蜗杆5与蜗轮6啮合传动，蜗杆5为手动输入端，蜗杆5两端固定使得仅能绕其轴线转动。蜗轮与蜗杆的螺旋升角不大于3°使得蜗轮蜗杆自锁(即只能通过蜗杆驱动蜗轮运动，而不能通过蜗轮驱动蜗杆运动)。

当电动机1未通电时，由于蜗轮蜗杆摩擦盘4在弹簧2的弹力作用下压紧蜗轮6，电动机轴12通过摩擦盘4在摩擦盘4与蜗轮6间的摩擦力作用下保持在该位置；

当电动机1通电时，吸合线圈3通电对摩擦盘4产生吸合力来克服弹簧2的弹力使得摩擦盘4脱离蜗轮6，电动机轴12通过减速器7输出以驱动负载。

当切断电动机1电路时吸合线圈3断电，摩擦盘4在弹簧2的弹力作用下压紧蜗轮6产生摩擦力使得摩擦盘4和电动机轴12停止转动并保持在该位置；当在电动机2不通电状态下通过蜗杆5进行手动输入时，蜗杆5通过啮合带动蜗轮6转动，蜗轮6通过与摩擦盘4间的摩擦力带动摩擦盘4转动并带动电动机轴12转动，电动机轴12通过减速器7输出以驱动负载。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。