[發明專利]一種舵機力矩補償機構及舵面操作系統

有效

• 申請號: 202011583585.6
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112793765B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 康傳明;郭懿霆;安佰華;梁含星;佟陽
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B64C13/50
• 分類號: B64C13/50;B64C13/40
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

一種舵機力矩補償機構及舵面操作系統，用于與舵機搖臂鉸接，且與舵面搖臂通過舵面連桿鉸接，舵機力矩補償機構包括曲面連桿、連桿外殼和滾輪；曲面連桿上設有減力曲面，連桿外殼內設有連桿孔，曲面連桿可滑動地穿設于連桿孔內，滾輪沿垂直于曲面連桿的方向可伸縮地設于連桿孔的孔壁，且能夠在減力曲面上滑動；曲面連桿能夠在舵機搖臂或舵面搖臂的帶動下在連桿孔內滑動，滾輪沿減力曲面滑動并對減力曲面提供反向作用力。本發明涉及的一種舵機力矩補償機構，減小了舵機力矩輸出需求，擴大舵機選擇范圍，從而提高了舵機可靠性、降低了舵機重量；采用彈性元件和減力曲面構成負剛度機構，相對運動部件少，機構的可靠性高。

技術領域

本發明屬于航空航天飛行器結構設計領域，更具體地，涉及一種舵機力矩補償機構及舵面操作系統。

背景技術

目前飛機的舵面操縱一般采用油壓或電動舵機，由于整個飛機的姿態改變依靠舵面上氣動力的變化，舵面上的氣動力一般相對較大，因此需要較大功率和力矩的舵機才能操縱舵面。對液壓舵機而言，需要較高的壓力；對電動舵機而言，需要較高的電壓和電流，高液壓和高電流、電壓都容易造成舵機故障，降低舵系統的可靠性，并且舵機重量很大，對重量極度敏感的飛機而言，過大的重量無疑降低飛機的性能。例如對太陽能飛機而言，常規舵機不僅重量過大，以力矩大小為代表的力學性能往往難以達到需用要求。因此，需要一種舵機力矩補償機構，能夠減小舵機力矩輸出需求，擴大舵機選擇范圍。

發明內容

本發明的目的是提供一種舵機力矩補償機構及舵面操作系統，能夠減小舵機力矩輸出需求，擴大舵機選擇范圍。

為了實現上述目的，本發明提供一種舵機力矩補償機構，用于與舵機搖臂鉸接，且與舵面搖臂通過舵面連桿鉸接，所述舵機力矩補償機構包括曲面連桿、連桿外殼和滾輪；

所述曲面連桿上設有減力曲面，所述連桿外殼內設有連桿孔，所述曲面連桿可滑動地穿設于所述連桿孔內，所述滾輪沿垂直于所述曲面連桿的方向可伸縮地設于所述連桿孔的孔壁，且能夠在所述減力曲面上滑動；

所述曲面連桿能夠在所述舵機搖臂或所述舵面搖臂的帶動下在所述連桿孔內滑動，所述滾輪沿所述減力曲面滑動并對所述減力曲面提供反向作用力。

優選地，所述舵機力矩補償機構還包括滑軌，所述滑軌沿所述連桿孔的軸向設于所述連桿孔的孔壁，且與所述曲面連桿同向設置，所述曲面連桿能夠沿所述滑軌滑動。

優選地，所述滑軌包括多個滑桿，多個所述滑桿沿所述連桿孔的軸向均布，且鉸接于所述連桿孔的孔壁。

優選地，所述曲面連桿為板形，所述曲面連桿的端部設有滑槽，用于與所述舵機搖臂和所述舵面連桿鉸接。

優選地，所述滑槽為條形，所述曲面連桿與所述舵機搖臂和所述舵面連桿通過穿過所述滑槽的連接件鉸接。

優選地，所述曲面連桿的一個側面中部設有凸起，所述凸起朝向所述滾輪的一側為弧形，以形成所述減力曲面，所述凸起的兩端為矩形，所述凸起與所述滾輪相對的一側與所述曲面連桿的側面平齊。

優選地，所述舵機力矩補償機構還包括伸縮軸和彈性元件，所述連桿孔的孔壁中部設有容納孔，所述滾輪設于所述伸縮軸的頂端，所述容納孔內設有套筒，所述伸縮軸的底端通過所述彈性元件彈性連接于所述套筒內。

優選地，所述伸縮軸包括固定桿和活動桿，所述固定桿固設于所述套筒內，所述活動桿及所述彈性元件設于所述容納孔內，所述活動桿上設有插設于所述滾輪的連接柱。

優選地，所述連桿外殼上設有安裝孔，用于與機身固定連接。

本發明還提供一種舵面操作系統，包括上述的舵機力矩補償機構、以及舵面、舵面搖臂、舵機、舵機搖臂和舵面連桿；