[發明專利]一種一體化舵機

在審

• 申請號: 202111661659.8
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114394222A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 黃學梁;周超;王金星;張華;曹興帥;王順偉;蔣安策
• 申請（專利權）人: 航天科工智能機器人有限責任公司
• 主分類號: B63H25/26
• 分類號: B63H25/26;B63H25/24;B64C13/50
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 夏華棟;顧可嘉

一種一體化舵機，包括：密封設置的外殼；輸出軸，該輸出軸一端設置于外殼內、另一端設置于外殼外，用于向外輸出動能；傳桿軸，該傳桿軸設置于外殼內；動力裝置，該動力裝置用于提供動能；第一傳動裝置，該第一傳動裝置設置于外殼內，用于將動力裝置提供的動能傳遞給傳桿軸；第二傳動裝置，所述第二傳動裝置設置于所述外殼內，用于將所述傳桿軸的動能傳遞給所述輸出軸。通過將動力裝置與舵機動力輸出裝置一體化設計，減少了電機裝配誤差，提高了舵系統的總裝精度，并且有效提高了舵機結構空間的利用率，使得舵機結構更加緊湊，單位質量功率高。

技術領域

本申請涉及舵機傳動領域，具體涉及一種一體化舵機。

背景技術

舵機系統是飛行器、船舶航行器等姿態控制系統的最終執行機構，將控制指令信息轉換為機械運動，是實現精確三維軌跡定向的保證，確保航行器按指定運動狀態航行。舵機的性能直接影響到相關飛行器、船舶航行器的最終性能。高扭矩舵機系統按其執行機構的驅動方式可分為電動式和液壓式，液壓式舵機系統雖然結構簡單，但往往受到交變應力影響，長期使用存在泄露風險，另外液壓式舵機系統往往需要一些列附屬設備，例如各種閥門、輸油管路等，總體質量和體積較為龐大。隨著航空航天技術以及船舶技術的發展，對各種先進的制導、導航技術的研究，對舵機系統的綜合性能要求越來越高，促使舵機系統向著體積質量不斷減小，承載能力不斷增強，控制性能不斷提高等方向發展。電動舵機相比較傳統的液壓舵機或氣動舵機具有簡單可靠、工藝性好、使用維護方便、成本低廉、易于控制等一些列優點。但由于海洋水下工況非常惡劣，外部高壓、腐蝕、海水沖擊等現象不可避免，且潛航器對舵機系統尺寸及重量要求非?？量?，因此針對電動舵機系統，開展抗惡劣環境小型化電動伺服舵機系統相關研究非常必要，研究舵機系統的小型化、輕量化、高扭矩具有廣闊的技術前景及現實需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種一體化舵機，具體技術方案為：

一種一體化舵機，包括：密封設置的外殼；輸出軸，該輸出軸一端設置于外殼內、另一端設置于外殼外，用于向外輸出動能；傳桿軸，該傳桿軸設置于外殼內；動力裝置，該動力裝置用于提供動能；第一傳動裝置，該第一傳動裝置設置于外殼內，用于將動力裝置提供的動能傳遞給傳桿軸；第二傳動裝置，所述第二傳動裝置設置于所述外殼內，用于將所述傳桿軸的動能傳遞給所述輸出軸。

可選的，傳桿軸外周側設置有螺紋，第二傳動裝置包括：絲桿螺母，該絲桿螺母螺紋配合設置于傳桿軸的外周側螺紋上；撥叉轉軸，該撥叉轉軸一端固定設置于輸出軸位于外殼內一端，另一端與絲桿螺母撥動連接。

將傳桿軸設置為絲桿軸，將絲桿螺母旋鈕于絲桿軸上，在絲桿軸旋轉時，絲桿螺母在絲桿軸的軸線方向運動并撥動撥叉轉軸。以螺紋配合的設計將旋轉運動的旋轉動能轉化為沿絲桿軸軸線運動的直線位移動能，在以絲桿螺母撥動撥叉轉軸的設計將直線位移動能轉化為旋轉動能，使得在給與動能時在持續轉化的過程中能夠保持動能的穩定，而不會出現突然提速或降速等意外因素，并且在進行極限限制時，只需在絲桿軸的絲桿螺母移動路徑上設置限位部件即可。

可選的，絲桿螺母外周側固定設置有柱銷，撥叉轉軸面向絲桿螺母一端設置為U型，柱銷設置于撥叉轉軸的U型內。

以此使得絲桿螺母在撥動撥叉轉軸時不會與撥叉轉軸發送硬性撞擊而產生磨損。

可選的，絲桿螺母外周側固定設置有導向塊，外殼內壁設置有導向槽，導向塊與導向槽滑動配合，導向槽與傳桿軸軸線平行。以此使得絲桿螺母不會跟隨傳桿軸轉動，而在傳桿軸轉動時將所有的旋轉運動的動能均轉化為沿其軸線運動的直線運動的動能。

可選的，動力裝置包括驅動電機和安裝在驅動電機上的旋轉變壓器，用于提供平穩并高控制精度的旋轉動能。