CN104677201A - 快速调整攻角用折叠舵展开机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速调整攻角用折叠舵展开机构。目前，导弹的舵面调整机构复杂，响应速度慢。本发明的伺服电机通过输出轴驱动丝杠；长螺母与丝杠形成螺旋副连接方式；连杆的一端通过凸轮轴与长螺母铰接，另一端与舵轴固接；凸轮轴的下端通过万向球与安装板构成滚动副；舵轴支承在安装板上，两端均固定有舵面安装架；舵面安装架与舵面铰接；两个舵面对称设置在舵轴两端，一个舵面设有角度传感器；舵面安装架两侧的弹簧安置孔内放置弹簧；锁紧销的一端套置在弹簧上，另一端嵌入舵面对应的滑槽内；扭簧的一端与舵面固定，另一端与舵面安装架固定。本发明的舵面可在空气升力作用下展开并完成锁定，舵面锁定后可在伺服电机控制下快速调整舵面攻角。

Description

快速调整攻角用折叠舵展开机构
技术领域
本发明属于航空航天领域，具体涉及追踪时控制航向的快速调整攻角用折叠舵展开机构。
背景技术
为减小制导导弹挂机时占用载机空间过大，舵面通常采用紧贴弹身的折叠形式。当导弹发射后，折叠舵在展开力作用下展开。目前使用的折叠舵机构均采用独立的动力源，展开机构相对复杂。制导导弹一般装有四个固定舵面，分为相互垂直的两组。导弹在飞行中，任一舵面受到的外力均会垂直作用于导弹的飞行方向，形成向心力。在向心力作用下导弹可以改变方向以便准确跟踪目标和提高稳定性。目前，导弹的舵面调整机构系统复杂，响应速度较慢，机动性相对较差，追踪效果不佳。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种快速调整攻角用折叠舵展开机构，在导弹发射后舵面可以在空气升力的作用下展开并在展开到位时完成锁定，舵面锁定后可在伺服电机控制下快速调整舵面攻角，从而实现导弹制导方向的快速改变。
本发明采用的技术方案如下：
本发明包括安装板、伺服电机、传动轴、丝杠、长螺母、凸轮轴、连杆、舵面、扭簧、转轴、舵轴、锁紧销、弹簧、舵面安装架和角度传感器；所述的伺服电机固定在安装板上，传动轴支承在安装板上；伺服电机的输出轴与传动轴的一端、传动轴的另一端与丝杠均通过挠性联轴器连接。所述的长螺母与丝杠通过螺旋副连接；长螺母的一端开设有轴套安装孔，轴套嵌入轴套安装孔内；凸轮轴穿过轴套及连杆的一端端部；凸轮轴两端的自锁螺母均与凸轮轴螺纹连接后固接；所述的安装板开设有圆弧凸轮槽，凸轮轴的下端与万向球固定，万向球与圆弧凸轮槽构成滚动副。所述舵轴的中部开设有连杆铰接孔，连杆的另一端与舵轴在连杆铰接孔处通过销轴铰接；销轴两端的自锁螺母均与销轴螺纹连接后固接；所述的舵轴通过双向推力球轴承支承在安装板上。
所述舵轴的两端均固定有舵面安装架；舵面的端部设有耳片，两侧的耳片均开设有滑槽，滑槽的底部开设有多个耳片定位孔；两个舵面安装架分别与一个舵面的所有耳片通过转轴铰接；两个舵面对称设置在舵轴两端，且其中一个舵面上设有角度传感器；所述的角度传感器与控制伺服电机的控制系统连接；转轴两端的自锁螺母均与转轴螺纹连接后固接；所述舵面安装架的两侧均开设有多个弹簧安置孔，弹簧安置孔的数量与耳片定位孔的数量相等；弹簧安置孔内放置弹簧；每个弹簧套置于一个锁紧销的一端，锁紧销的另一端嵌入对应一侧耳片的滑槽内；所述扭簧的一端与舵面固定，另一端与舵面安装架固定。
所述的安装板设有固定凸台和固定支座；所述的伺服电机安装于固定凸台上，传动轴支承在固定支座上。
所述扭簧的一端与舵面设置在中部的耳片固定。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
1、采用伺服电机、传动轴、螺旋传动和槽道凸轮机构的组合形式，能输出较大扭矩，可以快速、准确地实现舵面攻角的有效调整；
2、两舵面对称安装在同一舵轴上，运动完全同步，对弹体干扰小，有利于导弹飞行过程中舵面稳定性的保持；
3、舵面攻角调整机构结构简单，易于安装，达到了与复杂控制系统相同的效果；
4、应用领域广，除了可应用于武器装备用调整机构外，还可应用到民用折叠展开机构。
附图说明
图1为本发明的整体机构轴测图；
图2为本发明中长螺母与连杆的装配示意图；
图3为本发明的机构运动简图；
图4为本发明的舵面处于折叠状态时的示意图；
图5为本发明中对称的两个舵面位置示意图；
图6-1为本发明中舵面与舵面安装架的装配示意图；
图6-2为图6-1的A-A剖视图；
图6-3为图6-1的B-B剖视图；
图7为本发明中锁紧销与舵面安装架的装配关系放大图。
图中：1、安装板，101、固定凸台，102、固定支座，103、圆弧凸轮槽，2、伺服电机，3、挠性联轴器，4、传动轴，5、丝杠，6、长螺母，601、轴套安装孔，7、凸轮轴，8、连杆，9、舵面，901、耳片定位孔，10、扭簧，11、转轴，12、舵轴，1201、连杆铰接孔，13、销轴，14、双向推力球轴承，15、锁紧销，16、弹簧，17、舵面安装架，1701、弹簧安置孔，18、万向球，19、轴套，20、自锁螺母，21、角度传感器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1和3所示，快速调整攻角用折叠舵展开机构，包括安装板1、伺服电机2、挠性联轴器3、传动轴4、丝杠5、长螺母6、凸轮轴7、连杆8、舵面9、扭簧10、转轴11、舵轴12、双向推力球轴承14、锁紧销15、弹簧16、舵面安装架17和角度传感器21；伺服电机2固定在安装板1的固定凸台101上，传动轴4支承在安装板1的固定支座102上；伺服电机2的输出轴与传动轴4的一端、传动轴4的另一端与丝杠5均通过挠性联轴器3连接。挠性联轴器3具有综合位移补偿功能，减震和缓冲效果好。
如图1和2所示，长螺母6与丝杠5通过螺旋副连接；长螺母6的一端开设有轴套安装孔601，轴套19嵌入轴套安装孔601内；凸轮轴7穿过轴套19及连杆8的一端端部；凸轮轴7两端的自锁螺母20均与凸轮轴7螺纹连接后固接；轴套19使凸轮轴7与轴套安装孔601之间为滚动摩擦，提高转动灵活性。安装板1开设有圆弧凸轮槽103，凸轮轴7的下端与万向球18固定，万向球18与圆弧凸轮槽103构成滚动副。
如图1、4和5所示，舵轴12的中部开设有连杆铰接孔1201，连杆8的另一端与舵轴12在连杆铰接孔1201处通过销轴13铰接；销轴13两端的自锁螺母20均与销轴13螺纹连接后固接；舵轴12通过双向推力球轴承14支承在安装板1上。
如图5、6-1、6-2、6-3和7所示，舵轴12的两端均固定有舵面安装架17；舵面9的端部并排设有三片耳片，两侧的耳片均开设有滑槽，滑槽的底部开设有两个耳片定位孔901；两个舵面安装架17分别与一个舵面9的三片耳片通过转轴11铰接；两个舵面9对称设置在舵轴12两端，且其中一个舵面9上设有角度传感器21；角度传感器21与控制系统连接，控制系统控制伺服电机2；转轴11两端的自锁螺母20均与转轴11螺纹连接后固接；舵面安装架17的两侧均开设有两个弹簧安置孔1701，弹簧安置孔内1701放置弹簧16；四个锁紧销15的一端分别套置在一个弹簧16内，另一端嵌入对应一侧耳片的滑槽内；扭簧10的一端与舵面9设置在中间的耳片固定，另一端与舵面安装架17固定。
该快速调整攻角用折叠舵展开机构的工作原理是：
如图4、6和7所示，导弹发射前，舵面9处于折叠状态，紧贴于弹体，以减少导弹存储空间；导弹发射后，舵面9受升力后在扭簧10的形变力下展开，展开到一定位置，四个锁紧销15在弹簧16的作用力下均被压入舵面的耳片定位孔901内，实现舵面9的定位与锁定。
角度传感器21将测量的角度信号经处理后传递给伺服电机2，伺服电机2经传动轴4将输入的扭矩传递给丝杆5，丝杆5通过螺旋副将转动转换为长螺母6的移动，凸轮轴7在长螺母的推力作用下沿安装板的圆弧凸轮槽103滑动，连杆8将凸轮轴7的圆弧运动转换为舵轴12的转动，进而带动安装在舵面安装架17上的舵面9转动。两个舵面9对称设置在舵轴12两端，具有转动同步性。角度传感器21置于舵面9上，用于实时测量舵面9与导弹纵向偏角，并通过信号传输将其测量结果实时反馈给伺服电机2的控制系统，达到准确、快速调整舵面攻角的目的。该快速调整攻角用折叠舵展开机构，结构简单，易于安装，控制方便，实用性强。

Claims (3)

1. 快速调整攻角用折叠舵展开机构，包括安装板、伺服电机、传动轴、丝杠、长螺母、凸轮轴、连杆、舵面、扭簧、转轴、舵轴、锁紧销、弹簧、舵面安装架和角度传感器，其特征在于：
所述的伺服电机固定在安装板上，传动轴支承在安装板上；伺服电机的输出轴与传动轴的一端、传动轴的另一端与丝杠均通过挠性联轴器连接；所述的长螺母与丝杠通过螺旋副连接；长螺母的一端开设有轴套安装孔，轴套嵌入轴套安装孔内；凸轮轴穿过轴套及连杆的一端端部；凸轮轴两端的自锁螺母均与凸轮轴螺纹连接后固接；所述的安装板开设有圆弧凸轮槽，凸轮轴的下端与万向球固定，万向球与圆弧凸轮槽构成滚动副；所述舵轴的中部开设有连杆铰接孔，连杆的另一端与舵轴在连杆铰接孔处通过销轴铰接；销轴两端的自锁螺母均与销轴螺纹连接后固接；所述的舵轴通过双向推力球轴承支承在安装板上；
所述舵轴的两端均固定有舵面安装架；舵面的端部设有耳片，两侧的耳片均开设有滑槽，滑槽的底部开设有多个耳片定位孔；两个舵面安装架分别与一个舵面的所有耳片通过转轴铰接；两个舵面对称设置在舵轴两端，且其中一个舵面上设有角度传感器；所述的角度传感器与控制伺服电机的控制系统连接；转轴两端的自锁螺母均与转轴螺纹连接后固接；所述舵面安装架的两侧均开设有多个弹簧安置孔，弹簧安置孔的数量与耳片定位孔的数量相等；弹簧安置孔内放置弹簧；每个弹簧套置于一个锁紧销的一端，锁紧销的另一端嵌入对应一侧耳片的滑槽内；所述扭簧的一端与舵面固定，另一端与舵面安装架固定。
2.根据权利要求1所述的快速调整攻角用折叠舵展开机构，其特征在于：所述的安装板设有固定凸台和固定支座；所述的伺服电机装于固定凸台上，传动轴支承于固定支座上。
3.根据权利要求1所述的快速调整攻角用折叠舵展开机构，其特征在于：所述扭簧的一端与舵面设置在中部的耳片固定。
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