[發(fā)明專利]直聯(lián)式搖臂結(jié)構(gòu)直流電動舵機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810242923.2
• 申請日: 2008-12-24
• 公開（公告）號: CN101508339A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志宇;高艷輝;肖前貴;楊柳慶;孫曉媛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64C13/50
• 分類號: B64C13/50;A63H27/20
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種直流電動舵機，尤其涉及關(guān)于對直流電動舵機搖臂結(jié)構(gòu)的技術(shù)改進。

背景技術(shù)

舵回路是航空飛行器中不可缺少的組成部分，是其控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。舵回路由舵機和控制器組成，其中舵機是執(zhí)行單元。飛行器的各種運動都要靠舵機帶動舵面偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。舵機實際為一位置伺服系統(tǒng)，是典型的機電一體化高科技產(chǎn)品。

直流電動舵機以電力為能源，一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，通常由電機1、減速機構(gòu)26、角位移傳感器2等組成。舵機一般通過改變電動機的電樞電壓或激磁電壓，直接控制舵機輸出軸的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向。通過搖臂8(或鼓輪方式)將舵機輸出軸和舵面拉桿連接，控制舵面偏轉(zhuǎn)。角位移傳感器輸入軸與傳動機構(gòu)27相連，獲取角位置信號反饋到舵回路的輸入端，從而使控制信號與舵偏角一一對應(yīng)。

在小型飛行器上，搖臂是舵機常見的力矩輸出方式。搖臂與舵機減速器之間的連接緊固問題是舵機設(shè)計的一項關(guān)鍵技術(shù)。舵機通常在有振動、沖擊等惡劣條件下工作，連接件之間容易出現(xiàn)松動。如果搖臂與減速器之間出現(xiàn)松動，將對控制系統(tǒng)帶來很嚴重的影響，因此防松設(shè)計得到了廣泛重視。

經(jīng)過長期的實踐探索，人們對于搖臂緊固方式提出了很多解決方案。常見的方式有以下3種：(1)搖臂和減速器輸出軸通過鍵連接過盈配合的方式進行連接，同時減速器通過齒輪傳動與角位移傳感器相聯(lián)，實現(xiàn)減速器與角位移傳感器之間的隨動。以上做法可以解決大多數(shù)應(yīng)用場合的需要，帶來的問題是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配繁瑣、存在間隙、體積和重量增加、使用維護性較差，如需更換搖臂或角位移傳感器時比較麻煩；(2)通過銷釘將減速器主軸與搖臂連接，這種方式在輸出力矩不大(小于0.2Kgm)場合可以使用，裝配也比較方便。由于減速器主軸、搖臂、銷釘三種零件所采用的金屬材料不同，熱處理、淬火或調(diào)質(zhì)技術(shù)要求不同，零件硬度、強度不一致，存在的問題是長時間搖臂重復(fù)使用后會慢慢出現(xiàn)間隙增大的情況，同時由于銷釘要穿過減速器主軸，因此在淬火的減速器主軸上要進行鉆孔，難度較大，又破壞了軸的強度，在大的輸出力矩應(yīng)用場合強度問題突出；(3)采用減速器主軸與搖臂點焊的方法，點焊后二者連成一體。這種方式優(yōu)點是有效消除了間隙，解決了松動問題，帶來的問題是點焊會造成零件的局部變形，維護性差，一般只能一次性使用。

上面幾種形式的舵機為了同步測量舵機角位移，在角位移傳感器輸入軸和減速器之間一般設(shè)計專門的齒輪傳動機構(gòu)，使兩者隨動。該設(shè)計導(dǎo)致了減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，舵機體積和重量增加。同時為了保證測量精度，對于齒輪傳動機構(gòu)的加工精度、裝配提出了很高的要求。

目前國內(nèi)直流電動舵機的電機、角位移傳感器、減速機構(gòu)、機械加工件多為自行研制加工，生產(chǎn)周期較長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，批量生產(chǎn)質(zhì)量難以保證。其減速機構(gòu)的齒輪箱設(shè)計加工成本高，可靠性和加工精度比國外同檔次產(chǎn)品低，同時存在舵機間隙大、一致性差和機械加工難等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對舵機搖臂緊固方式，提出了一種緊固性可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、精度高的直聯(lián)式搖臂結(jié)構(gòu)直流電動舵機。

一種直聯(lián)式搖臂結(jié)構(gòu)直流電動舵機，包括安裝支架、電機、與電機相連的減速器、與減速器輸出軸緊固聯(lián)接的搖臂，搖臂用于控制舵面轉(zhuǎn)動，還包括角位移傳感器；

其特征在于：

上述角位移傳感器輸入軸通過所述搖臂與所述減速器輸出軸同軸緊固聯(lián)接；

上述搖臂具有開口式軸套，通過開口式軸套分別與減速器輸出軸及角位移傳感器輸入軸聯(lián)接，并通過緊固螺釘使開口式軸套將上述減速器輸出軸及角位移傳感器輸入軸夾緊；

上述減速器輸出軸在安裝端的外表面有止動平面；通過止動平面與止動螺釘配合進一步保證搖臂與減速器輸出軸同軸轉(zhuǎn)動。

因此，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：(1)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便；(2)提高了可維護性。結(jié)構(gòu)的簡化，使得安裝方便且易于使用維護；(3)長時間在額定載荷下工作不會出現(xiàn)搖臂松動現(xiàn)象，夾緊牢固，防松性能良好，性能可靠；(4)通過對300多只該型舵機的實際使用，舵機從未出現(xiàn)故障，說明該結(jié)構(gòu)舵機的故障率極低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖1-1是主視圖，圖1-2是俯視圖，圖1-3是左視圖；

圖2是本發(fā)明中直聯(lián)式搖臂結(jié)構(gòu)示意圖，圖2-1是主視圖，圖2-2是左視圖，圖2-3是俯視圖，圖2-4是背視圖，圖2-5是B-B剖面圖；

圖3是一般直流電動舵機結(jié)構(gòu)示意圖；