一种机械锁定装置、装配方法及伺服机构与流程

本发明涉及一种机械锁定装置、装配方法及伺服机构，属于机械锁定。

背景技术：

1、随着功率电传技术的不断突破，大功率直线式机电伺服机构越来越广泛的应用到大推力液体火箭发动机上，用于推力矢量控制。当前火箭大部分采用水平总装、水平测试、水平转运的模式，此时为了保证液体火箭发动机喷管处于水平状态，需要机电伺服机构能够克服发动机喷管的重力负载保持在零位长度，尤其对于更大推力发动机的喷管。相较于传统电液伺服机构，机电伺服机构由于传动原理的差别，不具备自锁能力。因此，为了实现零位保持的功能，需要额外的锁定装置。

2、现有的伺服机构机械锁定装置，如专利《一种作动器机械零位锁、作动器及运输装置》，采用两个半圆形锁紧部环抱输出轴组件并通过单侧的长度调节螺筒实现轴向锁紧。该种单侧悬臂结构受力不均匀，导致拆卸时容易出现卡滞现象。又如，专利《一种快速拆装可调式零位锁定机构》，采用两个卡箍的伸缩配合实现零位调节，但由于调节卡箍上的两个固定支耳位于同一个半圆柱形主体，导致调节卡箍另一个半圆形主体无法抱紧，存在可动间隙，以至于零位保持不可靠。同时，两个专利均采用旁路小螺杆受力的承载方式，难以适应大负载的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种大负载、零位可调的机械锁定装置、装配方法及伺服机构。

2、本发明的技术解决方案：一种机械锁定装置，包括第一锁紧套筒组件和第二锁紧套筒组件，第一、第二锁紧套筒组件通过螺纹连接；

3、所述的第一锁紧套筒组件包括第一内螺纹环抱筒和第二内螺纹环抱筒，第一、第二内螺纹环抱筒一端均设置有内螺纹，第一、第二内螺纹环抱筒连接后内螺纹周向上组成完整内螺纹；

4、所述的第二锁紧套筒组件包括第一外螺纹环抱筒和第二外螺纹环抱筒，第一、第二外螺纹抱筒一端均设置有外螺纹，第一、第二外螺纹环抱筒连接后外螺纹周向上组成完整外螺纹；

5、所述的第一、第二内螺纹环抱筒连接前，通过第二锁紧套筒组件外螺纹在第一内螺纹环抱筒内周向伸缩，确定零位后，再将第一、第二内螺纹环抱筒连接锁定。

6、一种采用上述任一所述的机械锁定装置的伺服机构。

7、一种上述任一所述的机械锁定装置的装配方法，包括以下步骤：

8、第一步，将第二锁紧套筒组件环抱固定安装在旋转件上；

9、第二步，将第一内螺纹环抱筒一端卡在固定件上，另一端的内螺纹与第二锁紧套筒组件的外螺纹咬合，通过旋转件带动第二锁紧套筒组件的外螺纹与第一内螺纹环抱筒的内螺纹配合运动，使第一内螺纹环抱筒位于零位，再通过第一连接固定支耳使第二内螺纹环抱筒和第一内螺纹环抱筒固定连接，组成第一锁紧套筒组件环抱在第二锁紧套筒组件上。

10、本发明与现有技术相比的有益效果：

11、(1)本发明在满足零位可调节的同时，更能适应大负载的情况，提高可靠性，且结构受力稳定均匀，不存在间隙，拆装亦不复杂；

12、(2)本发明承载能力大，两组锁紧套筒所采用的连接螺纹公称直径均大于伺服机构输出杆直径，相比于现有技术的小螺杆受力，提高了负载能力；

13、(3)本发明可靠性高，同样的安装空间下，满足同样负载条件，由于装置自身的大螺纹连接的特点，显著提升了安全裕量，而现有技术如果要实现同样的安全裕量，则需要更大的空间设计更大的螺纹；

14、(4)本发明整个装置与伺服机构同轴安装，结构受力稳定均匀，不易发生结构损坏溃败；

15、(5)本发明零位长度保持可靠，不存在结构固有间隙，没有拆卸卡滞的风险。

技术特征：

1.一种机械锁定装置，其特征在于：包括第一锁紧套筒组件和第二锁紧套筒组件，第一、第二锁紧套筒组件通过螺纹连接；

2.根据权利要求1所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的第一、第二内螺纹环抱筒为半圆柱形；所述的第一、第二外螺纹环抱筒为半圆柱形。

3.根据权利要求2所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的第一、第二内螺纹环抱筒外侧面分别对称设置第一连接固定支耳，通过第一连接固定支耳使第一、第二内螺纹环抱筒固定连接；所述的第一、第二外螺纹环抱筒外侧面分别对称设置第二连接固定支耳，通过第二连接固定支耳使第一、第二外螺纹环抱筒固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的第一、第二内螺纹环抱筒和第一、第二外螺纹环抱筒的非螺纹端设置卡环。

5.根据权利要求4所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的第一锁紧套筒组件通过卡环与固定件连接，第二锁紧套筒组件通过卡环与旋转件连接，通过第二锁紧套筒组件在第一锁紧套筒组件内部轴向伸缩，实现固定件和旋转件之间的零位可调。

6.根据权利要求5所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的第一锁紧套筒组件的螺纹长度大于第二锁紧套筒组件的螺纹长度，两者长度之差不小于固定件和旋转件之间零位长度变化范围。

7.根据权利要求6所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的固定件和旋转件之间零位长度处于极限位置时，第一、第二锁紧套筒组件之间螺纹连接有效旋合长度不小于6～7倍所采用的连接螺纹的螺距。

8.根据权利要求7所述的一种机械锁定装置，其特征在于：所述的固定件和旋转件之间零位长度处于最短极限位置时，第二锁紧套筒组件上的第二固定连接支耳不应与第一锁紧套筒组件干涉。

9.一种采用权利要求1-8任一所述的机械锁定装置的伺服机构。

10.根据权利要求9所述的一种伺服机构，其特征在于：所述的机械锁定装置安装在伺服机构的壳体与输出杆之间，伺服机构的壳体与输出杆上设置卡槽与第一、第二锁紧套筒组件的卡环配合，第一锁紧套筒组件一端通过卡环卡槽与伺服机构的壳体连接，第二锁紧套筒组件一端通过卡环卡槽与伺服机构的输出杆连接。

11.一种权利要求1-8任一所述的机械锁定装置的装配方法，其特征在于，包括以下步骤：

12.根据权利要求11所述的一种装配方法，其特征在于：所述第一步中，将第一外螺纹环抱筒卡在旋转件上，再通过第二连接固定支耳将第二外螺纹环抱筒与第一外螺纹环抱筒固定连接，组成第二锁紧套筒组件环抱在旋转件上。

13.根据权利要求12所述的一种装配方法，其特征在于：所述第一步、第二步中第一、第二连接固定支耳通过销孔定位，螺钉连接。

14.根据权利要求13所述的一种装配方法，其特征在于：所述第一步、第二步中定位销与第一内、外螺纹环抱筒连接固定支耳上的定位销孔过渡或过盈配合，并涂胶防松；第二内、外螺纹环抱筒连接固定支耳上的定位销通孔与定位销间隙配合。

技术总结
本发明提出一种机械锁定装置、装配方法及伺服机构，包括第一锁紧套筒组件和第二锁紧套筒组件，第一、第二锁紧套筒组件通过螺纹连接。本发明在满足零位可调节的同时，更能适应大负载的情况，提高可靠性，且结构受力稳定均匀，不存在间隙，拆装亦不复杂。

技术研发人员：郑欢,黄建,李勇,郑美媛,肖中卓,赵帆,王永乐
受保护的技术使用者：北京自动化控制设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13