本技術(shù)屬于飛行器起落架收放設計領(lǐng)域，涉及到無人機起落架的收放系統(tǒng)，特別是一種氣電混合驅(qū)動作動器，應用于直接驅(qū)動無人機的起落架收上/放下或無人機起落架艙門的開啟/關(guān)閉。

背景技術(shù)：

1、采用機電作動器驅(qū)動的無人機起落架收放系統(tǒng)，由電機提供旋轉(zhuǎn)機械動力，該旋轉(zhuǎn)機械動力經(jīng)同步帶放大扭矩降低轉(zhuǎn)速并帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)絲杠驅(qū)動螺母直線運動，螺母通過碟簧緩沖結(jié)構(gòu)驅(qū)動套筒伸出/收回，套筒驅(qū)動起落架收上/放下，起落架收上/放下到位后，電機繼續(xù)驅(qū)動絲杠旋轉(zhuǎn)，套筒持續(xù)驅(qū)動鎖機構(gòu)上鎖并保持在鎖定位置，進而將起落架鎖定在收上/放下位置。

2、當起落架需要應急放下時，通過兩個電控燃爆彈產(chǎn)生大量氣體推動鎖機構(gòu)解鎖并將絲杠與同步帶脫開，絲杠無轉(zhuǎn)動約束，套筒可在起落架重力或外彈簧拉力下伸出至鎖定位置并上鎖。這種采用電控燃爆彈應急放下的起落架的機電作動器存在每次應急放下后需要重新更換燃爆彈及脫鎖機構(gòu)，導致起落架無法進行地面應急放測試，使得起落架系統(tǒng)維護性差并增高了起落架維護成本，不利于控制無人機的使用成本和飛機出動率。同時，在應急放過程中，為了保證起落架應急放到位并鎖定，需要保證套筒伸出速度，進一步需要駕駛員控制無人機俯沖拉起從而增加起落架的過載加速度，導致無人機機體結(jié)構(gòu)過載并降低無人機的使用壽命。

3、cn201020202254一種內(nèi)置卡爪鎖裝置的作動筒，其重量較大且驅(qū)動能源為液壓能，無法應用于全電無人機系統(tǒng)集成。cn102211660a作動筒內(nèi)置機械爆炸式應急開鎖裝置，其結(jié)構(gòu)復雜，尺寸、重量均較大，不利于無人機機上空間狹小的地方安裝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是提供一種氣電混合驅(qū)動作動器，用以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的維護性差、鎖定等問題。

2、為了實現(xiàn)上述任務，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

3、一種氣電混合驅(qū)動作動器，包括：支撐筒體、驅(qū)動花鍵軸、驅(qū)動電機、解鎖直驅(qū)電機、解鎖絲杠、鎖活塞、內(nèi)筒、鎖塊以及絲杠，其中：

4、支撐筒體通過安裝在套筒的一端，驅(qū)動電機固定在支撐筒體內(nèi)，驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子與驅(qū)動花鍵軸一體化聯(lián)接，帶內(nèi)花鍵的絲杠套在驅(qū)動花鍵軸的一端，內(nèi)筒的一端與支撐筒體連接；鎖塊安裝于內(nèi)筒側(cè)壁上的鎖孔中，套筒內(nèi)壁設置有與鎖塊配合的缺口；套筒包裹于內(nèi)筒外部，螺母與內(nèi)筒固定聯(lián)接，鎖塊內(nèi)支撐套嵌套在內(nèi)筒與螺母之間，鎖活塞與螺母間通過花鍵聯(lián)接，二者之間可以軸向移動不能相對轉(zhuǎn)動；解鎖螺母設置在鎖活塞的內(nèi)部，并裝配在解鎖絲杠上，第一碟簧套在解鎖螺母外，解鎖直驅(qū)電機固定設置在內(nèi)筒中，同時解鎖直驅(qū)電機的轉(zhuǎn)子與解鎖絲杠一體化聯(lián)接，解鎖絲杠裝配在驅(qū)動花鍵軸的外部。

5、進一步地，第一接近開關(guān)安裝在內(nèi)筒與鎖活塞之間，第二接近開關(guān)安裝在支撐筒體上；電連接器安裝在支撐筒體上用于傳輸電能，支撐筒體上自帶管嘴用于通氣。

6、進一步地，套筒與絲杠通過推力滾針軸承、第二碟簧進行軸向安裝和約束，同時套筒與絲杠通過軸承支撐套進行徑向約束。

7、進一步地，套筒的左端與支撐筒體連接處安裝套筒密封套，右端安裝套筒輸出耳片，其上均帶有密封裝置，支撐筒體與內(nèi)筒的連接接處也具有密封裝置。

8、進一步地，氣電混合驅(qū)動作動器正常電驅(qū)動收上起落架，驅(qū)動電機解除制動，帶動驅(qū)動花鍵軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動花鍵軸進一步驅(qū)動絲杠順時針轉(zhuǎn)動，絲杠與固定在內(nèi)筒上的螺母的螺旋幅作用下不僅轉(zhuǎn)動并進行軸向收回平動，復合運動的絲杠與套筒通過第二碟簧及推力滾針軸承傳遞推拉載荷，使套筒進一步帶動起落架收上；當套筒帶動起落架收上到位后，套筒觸發(fā)支撐筒體上的第二接近開關(guān)，驅(qū)動電機停止運轉(zhuǎn)并制動，將驅(qū)動花鍵軸鎖定，進一步將絲杠鎖定，最終將套筒保持在收回位置。

9、進一步地，氣電混合驅(qū)動作動器正常電驅(qū)動放下起落架，驅(qū)動電機解除制動，帶動驅(qū)動花鍵軸轉(zhuǎn)動，驅(qū)動花鍵軸進一步驅(qū)動絲杠逆時針轉(zhuǎn)動，絲杠與固定在內(nèi)筒上的螺母的螺旋幅作用下不僅轉(zhuǎn)動并進行軸向伸出運動，復合運動的絲杠與套筒通過第二碟簧及推力滾針軸承傳遞推拉載荷，使套筒進一步帶動起落架放下；當套筒運動至放下位置時，套筒內(nèi)壁上的缺口與內(nèi)筒鎖孔對齊，鎖活塞在第一碟簧的驅(qū)動下推動鎖塊內(nèi)支撐套擠壓鎖塊穿過內(nèi)筒鎖孔與套筒內(nèi)壁上缺口接觸，同時鎖活塞不再觸發(fā)第一接近開關(guān)，驅(qū)動電機停止運轉(zhuǎn)并將驅(qū)動花鍵軸及絲杠鎖死，鎖塊將套筒與內(nèi)筒鎖死，從而使將套筒保持在伸出位置。

10、進一步地，在無人機起、飛降落過程中，無人機著陸過程中起落架的沖擊載荷反傳至所述氣電混合驅(qū)動作動器的套筒時，套筒與絲杠間存在第二碟簧，該碟簧會緩沖套筒上沖擊載荷，避免絲杠與螺母之間的螺旋傳動副在沖擊載荷下失效；

11、當套筒上的沖擊載荷為拉載荷時，套筒密封套與內(nèi)筒的凸臺相接觸并限制套筒在沖擊拉載荷下伸出；當套筒上的沖擊載荷為壓載荷時，套筒內(nèi)壁缺口與鎖塊接觸，并通過鎖塊將壓載荷傳遞至內(nèi)筒鎖孔，進而限制套筒的在壓載荷下縮回，鎖塊被鎖塊內(nèi)支撐套頂起，無法自行縮回鎖孔，進而保證套筒在放下位置不會被壓載荷驅(qū)動縮回。

12、進一步地，當起落架需要收上時，解鎖直驅(qū)電機驅(qū)動解鎖絲杠轉(zhuǎn)動并帶動解鎖螺母克服第一碟簧載荷縮回，解鎖螺母帶動鎖活塞及鎖塊內(nèi)支撐套縮回，鎖活塞縮回時，觸發(fā)第一接近開關(guān)，驅(qū)動電機解除制動并驅(qū)動花鍵軸和絲杠轉(zhuǎn)動帶動套筒縮回；套筒缺口上的斜面驅(qū)動鎖塊縮回內(nèi)筒鎖孔，套筒在驅(qū)動電機的驅(qū)動下收回。

13、進一步地，所述氣電混合驅(qū)動作動器在使用氣動應急放時，在所述氣電混合驅(qū)動作動器的套筒、內(nèi)筒、支撐筒體均設置了密封裝置，當通過支撐筒體的管嘴向內(nèi)筒注入氣體同時解除驅(qū)動電機的鎖定，套筒在氣壓作用下進行伸出運動，絲杠在套筒的作用下隨動伸出；當套筒運動至放下位置時，套筒與內(nèi)筒通過鎖塊鎖定并使鎖活塞不再觸發(fā)第一接近開關(guān)，同時驅(qū)動電機由解鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)為把持狀態(tài)將驅(qū)動花鍵軸及絲杠把持。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下技術(shù)特點：

15、1.本實用新型使用氣電混合驅(qū)動作動器在完成氣動應急放起落架后，可通過驅(qū)動電機及解鎖直驅(qū)電機完成起落架收上，無需更換任何零件，可有效解決燃爆彈驅(qū)動起落架應急放存在的無法地面測試應急放及應急放后需要更換零件問題。

16、2.本實用新型使用氣電混合驅(qū)動作動器在套筒、內(nèi)筒、支撐筒體均設置了密封裝置，可在應急放起落架過程中使用氣壓推動起落架受力放下，可有效保證應急放下起落架并可靠鎖定，有效解決起落架應急放下時靠重力及外彈簧拉力驅(qū)動起落架需要操縱無人機進行過載飛行保證起落架應急放下上鎖問題。

技術(shù)特征：

1.一種氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，包括：支撐筒體(1)、驅(qū)動花鍵軸(2)、驅(qū)動電機(3)、解鎖直驅(qū)電機(6)、解鎖絲杠(7)、鎖活塞(10)、內(nèi)筒(11)、鎖塊(12)以及絲杠(15)，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，第一接近開關(guān)(20)安裝在內(nèi)筒(11)與鎖活塞(10)之間，第二接近開關(guān)(21)安裝在支撐筒體(1)上；電連接器(22)安裝在支撐筒體(1)上用于傳輸電能，支撐筒體(1)上自帶管嘴(1a)用于通氣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，套筒(5)與絲杠(15)通過推力滾針軸承(16)、第二碟簧(17)進行軸向安裝和約束，同時套筒(5)與絲杠(15)通過軸承支撐套(19)進行徑向約束。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，套筒(5)的左端與支撐筒體(1)連接處安裝套筒密封套(4)，右端安裝套筒輸出耳片(18)，其上均帶有密封裝置，支撐筒體(1)與內(nèi)筒(11)的連接接處也具有密封裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，氣電混合驅(qū)動作動器正常電驅(qū)動收上起落架，驅(qū)動電機(3)解除制動，帶動驅(qū)動花鍵軸(2)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動花鍵軸(2)進一步驅(qū)動絲杠(15)順時針轉(zhuǎn)動，絲杠與固定在內(nèi)筒(11)上的螺母(14)的螺旋幅作用下不僅轉(zhuǎn)動并進行軸向收回平動，復合運動的絲杠(15)與套筒(5)通過第二碟簧(17)及推力滾針軸承(16)傳遞推拉載荷，使套筒(5)進一步帶動起落架收上；當套筒帶動起落架收上到位后，套筒(5)觸發(fā)支撐筒體(1)上的第二接近開關(guān)(21)，驅(qū)動電機(3)停止運轉(zhuǎn)并制動，將驅(qū)動花鍵軸(2)鎖定，進一步將絲杠(15)鎖定，最終將套筒(5)保持在收回位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，氣電混合驅(qū)動作動器正常電驅(qū)動放下起落架，驅(qū)動電機(3)解除制動，帶動驅(qū)動花鍵軸(2)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動花鍵軸(2)進一步驅(qū)動絲杠(15)逆時針轉(zhuǎn)動，絲杠(15)與固定在內(nèi)筒(11)上的螺母(14)的螺旋幅作用下不僅轉(zhuǎn)動并進行軸向伸出運動，復合運動的絲杠(15)與套筒(5)通過第二碟簧(17)及推力滾針軸承(16)傳遞推拉載荷，使套筒(5)進一步帶動起落架放下；當套筒(5)運動至放下位置時，套筒(5)內(nèi)壁上的缺口與內(nèi)筒(11)鎖孔對齊，鎖活塞(10)在第一碟簧(9)的驅(qū)動下推動鎖塊內(nèi)支撐套(13)擠壓鎖塊(12)穿過內(nèi)筒(11)鎖孔與套筒(5)內(nèi)壁上缺口接觸，同時鎖活塞(10)不再觸發(fā)第一接近開關(guān)(20)，驅(qū)動電機(3)停止運轉(zhuǎn)并將驅(qū)動花鍵軸(2)及絲杠(15)鎖死，鎖塊(12)將套筒(5)與內(nèi)筒(11)鎖死，從而使將套筒(5)保持在伸出位置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，在無人機起、飛降落過程中，無人機著陸過程中起落架的沖擊載荷反傳至所述氣電混合驅(qū)動作動器的套筒(5)時，套筒(5)與絲杠(15)間存在第二碟簧(17)，該碟簧會緩沖套筒(5)上沖擊載荷，避免絲杠(15)與螺母(14)之間的螺旋傳動副在沖擊載荷下失效；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，當起落架需要收上時，解鎖直驅(qū)電機(6)驅(qū)動解鎖絲杠(7)轉(zhuǎn)動并帶動解鎖螺母(8)克服第一碟簧(9)載荷縮回，解鎖螺母(8)帶動鎖活塞(10)及鎖塊內(nèi)支撐套(13)縮回，鎖活塞(10)縮回時，觸發(fā)第一接近開關(guān)(20)，驅(qū)動電機(3)解除制動并驅(qū)動花鍵軸(2)和絲杠(15)轉(zhuǎn)動帶動套筒(5)縮回；套筒(5)缺口上的斜面驅(qū)動鎖塊(12)縮回內(nèi)筒(11)鎖孔，套筒(5)在驅(qū)動電機的驅(qū)動下收回。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣電混合驅(qū)動作動器，其特征在于，所述氣電混合驅(qū)動作動器在使用氣動應急放時，在所述氣電混合驅(qū)動作動器的套筒(5)、內(nèi)筒(11)、支撐筒體(1)均設置了密封裝置，當通過支撐筒體(1)的管嘴(1a)向內(nèi)筒(11)注入氣體同時解除驅(qū)動電機(3)的鎖定，套筒(5)在氣壓作用下進行伸出運動，絲杠(15)在套筒(5)的作用下隨動伸出；當套筒(5)運動至放下位置時，套筒(5)與內(nèi)筒(11)通過鎖塊(12)鎖定并使鎖活塞(10)不再觸發(fā)第一接近開關(guān)(20)，同時驅(qū)動電機(3)由解鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)為把持狀態(tài)將驅(qū)動花鍵軸(2)及絲杠(15)把持。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開了一種氣電混合驅(qū)動作動器，包括：支撐筒體、驅(qū)動花鍵軸、驅(qū)動電機、套筒密封套、套筒、解鎖直驅(qū)電機、解鎖絲杠、解鎖螺母、碟簧、鎖活塞、內(nèi)筒、鎖塊、鎖塊內(nèi)支撐套、螺母、絲杠、推力滾針軸承、碟簧、套筒輸出耳片、軸承支撐套、第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)、電連接器、管嘴。本技術(shù)完成氣動應急放起落架后，可通過驅(qū)動電機及解鎖直驅(qū)電機完成起落架收上，無需更換任何零件，可有效解決燃爆彈驅(qū)動起落架應急放存在的無法地面測試應急放及應急放后需要更換零件問題；同時有效解決起落架應急放下時靠重力及外彈簧拉力驅(qū)動起落架需要操縱無人機進行過載飛行保證起落架應急放下上鎖問題。

技術(shù)研發(fā)人員：謝凡,張少敏,李云鵬
受保護的技術(shù)使用者：慶安集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231020
技術(shù)公布日：2024/12/19