本發(fā)明為一種電伺服作動裝置，特別是應用于高壓環(huán)境下潛艇和水下裝置舷外的伺服控制系統(tǒng)；屬于水利和海洋技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前潛艇、水下機器人等的多電化是其重要發(fā)展趨勢，功率電傳作動系統(tǒng)已成為航空航天海洋水利領(lǐng)域研究的熱點之一，它通過電能量的傳遞方式完成二次能源系統(tǒng)到各執(zhí)行機構(gòu)之間的功率傳輸。與傳統(tǒng)液壓作動系統(tǒng)相比，它屬于綠色能源，靈活性強、安全性好、效率高、可靠性高而且便于維護。

作動系統(tǒng)及裝置是海洋和水下裝備的重要組成，這些裝備都是靠作動系統(tǒng)相互配合驅(qū)動運動部件完成各項任務的。隨著裝備水平的發(fā)展和“深?？臻g站”重大專項的提出，對伺服作動裝置的安裝空間和重量要求越來越苛刻，進而對作動系統(tǒng)的功重比及效率指標提出了更高的要求。

現(xiàn)今作動系統(tǒng)有兩種動力源，一種是液壓能源供給，應用傳統(tǒng)液壓伺服作動器，即通過高低壓油的轉(zhuǎn)換而做功輸出直線運動，從而改變舵面的姿態(tài)，這種舵機適用于大輸出力場合，而且體積和重量都比較大；另一種是電能供給的功率電傳作動器，即采用機電伺服的機構(gòu)驅(qū)動液壓缸或絲杠副，這種新型機電方式采用綠色能源可應用于大轉(zhuǎn)矩、大功率場合，但結(jié)構(gòu)復雜。上述兩種結(jié)構(gòu)都無法滿足深水高壓環(huán)境對機電伺服機構(gòu)提出的功重比高、承載能力強、安裝空間小的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種功重比高、承載力強的新型高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，用于高壓環(huán)境下的水下裝置舷外伺服控制系統(tǒng)。

一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，包括：伺服電機、行星滾柱絲杠副、減速器、活塞、直線位移傳感器、溫度傳感器、殼體及導向塊等配套裝置。該裝置通過活塞缸上的耳軸與基座相連，活塞缸與主殼體通過八根后端螺柱固連，主殼體與前殼體、前端蓋通過八根前端螺柱固連；缸體內(nèi)部充滿油液，活塞可在活塞缸內(nèi)自由移動；伺服電機與減速器串聯(lián)，通過螺柱連接到主殼體上，伺服電機后端通過支撐塊進行支撐；絲杠末端與減速器通過鍵連接，螺母與絲杠嚙合并將絲杠的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；輸出桿與螺母固連，并由螺母推動輸出桿輸出直線運動，進而改變舵面姿態(tài)；前殼體內(nèi)部切削有導向槽，用于安裝導向塊；深溝球軸承通過止動墊圈安裝在輸出桿上，隨輸出桿一起直線往復運動；直線位移傳感器安裝在主殼體的截面上，磁環(huán)安裝在導向塊上并隨深溝球軸承一起直線往復運動；溫度傳感器安裝在伺服電機上；主殼體上留有通油孔保證主殼體與前殼體內(nèi)油液流動暢通；前殼體采用高低唇密封(防塵圈+y型圈)，其它殼體連接部分采用靜密封，防止內(nèi)外液體混合；前殼體安裝銅套對輸出桿起到導向作用，并與絲杠末端角接觸球軸承一同保證傳動部件的同軸度。

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，末端安裝有活塞缸，活塞可以在活塞缸中自由運動，以此來平衡缸體內(nèi)油液與外界環(huán)境的壓力差，使設(shè)備能在高壓環(huán)境下正常工作；

所述的主殼體上留有通油孔，保證主殼體與前殼體內(nèi)油液流動暢通，不產(chǎn)生壓力差，同時可以用于直線位移傳感器走線；

所述的殼體將伺服電機和減速器密封在內(nèi)部油液里，防止伺服電機與減速器受到外界海水的壓力和腐蝕，減小制造成本；

所述的絲杠副為行星滾柱絲杠副，絲杠轉(zhuǎn)動帶動螺母推動輸出桿，驅(qū)動負載作直線運動，承載能力強，可靠性高，提高了該裝置的功重比；

所述的直線位移傳感器安裝在主殼體的截面上，磁環(huán)安裝在導向塊上，導向塊在導向槽內(nèi)滑動進而帶動磁環(huán)隨輸出桿直線往復運動；

所述的動密封采用高低唇密封(防塵圈+y型圈)，其它殼體連接部分采用靜密封，防止內(nèi)外液體混合；

所述的伺服電機與減速器串聯(lián)，通過螺柱連接到主殼體上，伺服電機后端通過支撐塊進行支撐；

所述的角接觸球軸承，用于支撐固定絲杠，并起到卸荷作用；

所述的深溝球軸承安裝在輸出桿上，便于裝配過程中輸出桿的安裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明末端安裝有活塞缸，主殼體上留有通油孔，保證主殼體與前殼體內(nèi)油液流動暢通，使殼體內(nèi)部不產(chǎn)生壓力差，活塞可以在活塞缸中自由運動，以此來平衡缸體內(nèi)油液與外界環(huán)境的壓力差，進而保證設(shè)備能在高壓環(huán)境下正常工作；

(2)本發(fā)明采用殼體將伺服電機和減速器密封在內(nèi)部油液里，防止伺服電機與減速器受到外界海水等液體的壓力和腐蝕，減小了制造成本；

(3)本發(fā)明采用了行星滾柱絲杠作為主要傳動部件，行星滾柱絲杠副在傳動過程中螺母內(nèi)滾柱與絲杠螺紋線接觸，因此在尺寸相同的情況下，行星滾柱絲杠的承載能力遠大于滾珠絲杠的承載力，提高了該裝置的功重比，并減小了運動過程中絲杠卡死的幾率；

(4)本發(fā)明動密封采用高低唇密封(防塵圈+y型圈)的密封方式，使動密封效果更佳，防止外界液體等雜質(zhì)進入缸體內(nèi)部。

附圖說明

圖1為一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置的三維剖切圖；

圖2為一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置的俯視圖；

圖3為一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置的主剖視圖；

圖4為一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置的側(cè)面剖視圖；

圖5為一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置的滾柱絲杠副圖；

圖中：1為前端蓋；2為前端螺柱；3為前殼體；4為主殼體；5為航插頭；6為后端螺柱；7為活塞缸；8為耳軸；9為輸出桿；10為銅套；11為直線位移傳感器；12為磁環(huán)；13為角接觸球軸承；14為減速器；15為溫度傳感器；16為伺服電機；17為支撐塊；18為活塞；19為行星滾柱絲杠副；20為深溝球軸承；21為高低唇密封；22為導向塊；23為連接塊；24為通油孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步詳細的描述：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供一種功重比高、承載力強的一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置。

參閱圖2、3、4、5，一種高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，包括：前端蓋(1)；前端螺柱(2)；前殼體(3)；主殼體(4)；航插頭(5)；后端螺柱(6)；活塞缸(7)；耳軸(8)；輸出桿(9)；銅套(10)；直線位移傳感器(11)；磁環(huán)(12)；角接觸球軸承(13)；減速器(14)；溫度傳感器(15)；伺服電機(16)；支撐塊(17)；活塞(18)；螺母(19-1)；絲杠(19-2)；深溝球軸承(20)；高低唇密封(21)；導向塊(22)；連接塊(23)；通油孔(24)。

該裝置通過活塞缸(7)上的耳軸(8)與基座相連，活塞缸(7)與主殼體(4)通過八根后端螺柱(6)固連，主殼體(4)與前殼體(3)、前端蓋(1)通過八根前端螺柱(2)固連；缸體內(nèi)部充滿油液，活塞(18)可在活塞缸(7)內(nèi)自由移動；伺服電機(16)與減速器(14)串聯(lián)，通過螺柱連接到主殼體(4)上，伺服電機(16)后端通過支撐塊(17)進行支撐；絲杠(19-2)末端與減速器(14)通過鍵連接，螺母(19-1)與絲杠(19-2)嚙合并將絲杠(19-2)的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動；輸出桿(9)與螺母(19-1)固連，并由螺母(19-1)推動輸出桿(9)輸出直線運動，進而改變舵面姿態(tài)；前殼體(3)內(nèi)部切削有導向槽，用于安裝導向塊(22)；深溝球軸承(20)通過止動墊圈安裝在輸出桿(9)上，隨輸出桿(9)一起直線往復運動；直線位移傳感器(11)安裝在主殼體(3)的截面上，磁環(huán)(12)安裝在導向塊(22)上并隨深溝球軸承(20)一起直線往復運動；溫度傳感器(15)安裝在伺服電機(16)上；主殼體(4)上留有通油孔(24)保證主殼體(4)與前殼體(3)內(nèi)油液流動暢通；前殼體(3)采用高低唇密封(防塵圈+y型圈)(21)，其它殼體連接部分采用靜密封，防止內(nèi)外液體混合；前殼體(3)安裝銅套(10)對輸出桿(9)起到導向作用，并與絲杠(19-2)末端角接觸球軸承(13)一同保證傳動部件的同軸度。

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，末端安裝有活塞缸(7)，活塞(18)可以在活塞缸(7)中自由運動，以此來平衡缸體內(nèi)油液與外界環(huán)境的壓力差，使設(shè)備能在高壓環(huán)境下正常工作；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，主殼體(4)上留有通油孔(24)，保證主殼體(4)與前殼體(3)內(nèi)油液流動暢通，不產(chǎn)生壓力差，同時可以用于直線位移傳感器(11)走線；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，殼體將伺服電機(16)和減速器(14)密封在內(nèi)部油液里，防止伺服電機(16)與減速器(14)受到外界海水的壓力和腐蝕，減小制造成本；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，采用的絲杠副為行星滾柱絲杠副(19)，絲杠(19-2)轉(zhuǎn)動帶動螺母(19-1)推動輸出桿(9)，驅(qū)動負載作直線運動，承載能力強，可靠性高，提高了該裝置的功重比；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，直線位移傳感器(11)安裝在主殼體(4)的截面上，磁環(huán)(12)安裝在導向塊(22)上，導向塊(22)在導向槽內(nèi)滑動進而帶動磁環(huán)(12)隨輸出桿(9)直線往復運動；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，動密封采用高低唇密封(防塵圈+y型圈)(21)，其它殼體連接部分采用靜密封，防止內(nèi)外液體混合；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，伺服電機(16)與減速器(14)串聯(lián)，通過螺柱連接到主殼體(4)上，伺服電機(16)后端通過支撐塊(17)進行支撐；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，兩對角接觸球軸承(13)用于支撐固定絲杠(19-2)，并起到卸荷作用；

所述的高壓環(huán)境下壓力自平衡式機電伺服作動裝置，深溝球軸承(20)安裝在輸出桿(9)上，便于裝配過程中輸出桿的安裝。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明較佳的實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作出的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。