发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器，该机电作动器最大特点是无论“卡塞或卡滞”可强制进行故障隔离，在机电作动器的体积重量不增加基础上，实现故障后安全。

本发明的技术解决方案是：

一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器，包括：双向电磁制动组件、周向旋转壳体组件、轴向花键承载组件以及机电作动器组件；

所述的机电作动器组件、双向电磁制动组件、周向旋转壳体组件、轴向花键承载组件依次布置于同一轴线上，轴向花键承载组件安装于周向旋转壳体组件的内部，构成往复直线运动，且轴向花键承载组件与机电作动器组件的输出转轴连接，构成螺旋传动副；双向电磁制动组件通过主动通电控制同时产生径向和轴向吸合力，使得周向旋转壳体组件脱开与机电作动器组件的固定连接，作出旋转运动，进而迫使轴向花键承载组件与机电作动器组件的连接作用失效，强制解除机电作动器组件中的转子丝杆与轴向花键承载组件的传动机构卡塞或卡滞故障。

进一步的，双向电磁制动组件包括：轴向磁性转子、浮动磁性定子、电磁线圈定子、弹簧、固定螺钉以及磁性钢球；

周向旋转壳体组件包括：周向旋转轴承座和作动器壳体；

轴向花键承载组件包括：轴向花键螺母和轴向花键筒；

机电作动器组件包括：丝杠支承轴承、转子丝杆、前端盖、前支耳、伺服电机以及后支耳；

双向电磁制动组件的电磁线圈定子固定于周向旋转轴承座上，轴向磁性转子固定于转子丝杆上；

当主动通电控制时，电磁线圈定子轴向吸合浮动磁性定子和轴向磁性转子，使得磁性定子、轴向磁性转子与转子丝杆固联为一体；电磁线圈定子径向吸合磁性钢球，钢球压缩弹簧进入周向旋转轴承座所在的凹槽，使得周向旋转轴承座脱开与伺服电机壳体的周转连接，固定螺钉限制钢球向外侧运动，使得弹簧一直构成预压状态；

轴向花键螺母与转子丝杆安装在同一轴线上，转子丝杆定轴旋转时，经过螺旋传动使得轴向花键螺母作直线运动；周向旋转轴承座支撑转子丝杆的轴承旋转；

轴向花键螺母外侧圆周设有凸起状花键，与轴向花键筒的圆周内侧花键槽轴向连接；轴向花键筒与前支耳螺纹连接成一体，用于与外部的机架安装；丝杠支承轴承、转子丝杆、作动器壳体、前端盖、前支耳、伺服电机、后支耳依次安装在同一轴线上。

进一步的，周向旋转轴承座与转子丝杆之间的相对旋转运动采用丝杠支承轴承连接。

进一步的，轴向花键螺母外侧面中间段设有的凸起状花键为矩形花键，当轴向花键螺母与转子丝杆正常啮合传动时，轴向花键螺母外侧面中间段的若干矩形花键与轴向花键筒内壁设有的花键槽配合连接，使得两者只能做轴向往复移动。

进一步的，当轴向花键筒被作动器壳体驱动旋转时，使得轴向花键螺母上的矩形花键与轴向花键筒内侧的花键槽脱开连接。

进一步的，轴向花键螺母与转子丝杆发生卡塞或卡滞时，双向电磁制动组件主动通电控制，作动器壳体驱动轴向花键筒旋转一定角度，迫使轴向花键筒与轴向花键螺母脱开轴向连接。

进一步的，轴向花键螺母外侧设有凸起方形块，在作动器壳体的滑槽内往复移动；该凸起方形块的凸起高度大于轴向花键螺母外侧设有的凸起状花键的高度。

进一步的，轴向花键筒侧面设有扇形缺口，用于避开与轴向花键螺母设有凸起方形块的几何干涉。

进一步的，所述机电作动器组件还包括线位移传感器，当机电作动器组件的线位移传感器反馈滚珠丝杠副旋转与直线位移距离不一致后，判定发生卡塞、卡滞或松动故障。

进一步的，本发明还提出一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁方法，步骤如下：

步骤一、当机电作动器组件的线位移传感器反馈滚珠丝杠副旋转与直线位移距离不一致后，判定发生卡塞、卡滞或松动故障；

步骤二、双向电磁制动组件主动通电控制，电磁线圈定子轴向吸合浮动磁性定子和轴向磁性转子，使得浮动磁性定子和轴向磁性转子与转子丝杆固联为一体；

步骤三、电磁线圈定子径向吸合磁性钢球，钢球压缩弹簧进入周向旋转轴承座上设置的凹槽，使得周向旋转轴承座脱开与伺服电机壳体的周转连接；

步骤四、作动器壳体驱动轴向花键筒旋转一定角度，迫使轴向花键筒与轴向花键螺母脱开轴向连接，进而迫使轴向花键承载组件的连接作用失效，强制解除转子丝杆与轴向花键螺母的传动机构卡塞和卡滞故障，从而使得轴向花键筒与前支耳成为浮动状态。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明提出的一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器技术方案，解决滚珠丝杠机电作动器卡塞或卡滞后能够利用伺服电机输出转矩进行故障隔离，实现作动器故障后安全，同时也可以再次利用两个线位移传感器配合实现故障后工作。

(2)本发明提出的一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器技术方案，利用双向控制电磁制动器实现两个方向的动力切换，保证了机电作动器的高功率密度要求，不会显著增加重量和体积。

(3)本发明提出的一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器技术方案，解决了滚柱或滚珠丝杠可能存在“卡滞、假卡塞”的问题，能够强制进行故障解除和隔离。

(4)本发明提出的一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器技术方案，巧妙利用了伺服电机大转矩输出特点，采用共同的动力源，对卡塞、卡滞点进行强制解除，该思想可借用到其他作动器中。

(5)本发明提出的一种传动机构模糊卡塞故障强制解锁机电作动器技术方案，能够拓展应用到高可靠、高安全作动技术领域，例如民用客机主飞行操纵面、战斗机辅助飞行操纵面、发动机推力矢量控制、天地往返可重复使用飞行器飞行操纵面等，具有更为广阔的应用前景。