CN108275259A - 一种扁平副翼舵机机构 - Google Patents

一种扁平副翼舵机机构 Download PDF

Info

Publication number
CN108275259A
CN108275259A CN201711402167.0A CN201711402167A CN108275259A CN 108275259 A CN108275259 A CN 108275259A CN 201711402167 A CN201711402167 A CN 201711402167A CN 108275259 A CN108275259 A CN 108275259A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aileron
steering engine
flat
support plate
ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711402167.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108275259B (zh
Inventor
杜永刚
付朝晖
谭立
刘佚鑫
李昊璘
翟少雄
孙亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Original Assignee
Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology filed Critical Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority to CN201711402167.0A priority Critical patent/CN108275259B/zh
Publication of CN108275259A publication Critical patent/CN108275259A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108275259B publication Critical patent/CN108275259B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C9/02—Mounting or supporting thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/24—Transmitting means
    • B64C13/38—Transmitting means with power amplification
    • B64C13/50—Transmitting means with power amplification using electrical energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00—Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C2009/005—Ailerons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

本发明公开了一种扁平副翼舵机机构,外形为扁平型，并能够实现大负载驱动的特点，能够解决现有飞行器的薄翼型的空间包络技术难题；本发明中，利用滚动丝杆和铰链拨杆形成这种扁平型舵机机构，其新颖之处是利用铰链在绕其轴进行旋转时，其伸长段作为拨杆去拨动副翼进行偏转，这种构型方式是绕其旋转轴进行旋转拨动的，其旋转轴上安装滚动轴承，当铰链拨杆进行转动时，其伸长部位就会拨动副翼进行相应的偏转，不但够实现大负载驱动，而且这样铰链拨杆的整体都会被包含在副翼的翼面空间内，形体扁平，符合薄翼型和隐身翼面的要求。

Description

一种扁平副翼舵机机构
技术领域
本发明属于飞行器的飞行控制技术领域，具体涉及一种扁平副翼舵机机构。
背景技术
飞机、导弹等飞行器在飞行过程中，副翼舵机系统是控制飞行器飞行姿态和航迹的系统，而副翼舵机机构是操纵副翼偏转的执行机构，是副翼舵机系统重要的组成单元。
随着现代飞行器的隐身、高速飞行的要求，它们的翼面变的越来越薄，所以现代副翼舵机机构的构型也随之发生了重大变化，副翼舵机机构扁平化是现代电控舵机系统发展的趋势之一。目前的大部分副翼舵机仍然是采用铰链直接驱动，铰链会局部突出翼面的空间范围，无法做到薄型翼面或隐身涂层之下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种能够使用在薄型翼面内的副翼舵机机构。
一种扁平副翼舵机机构，包括承力框架(1)、两个铰链拨杆(2)、滚珠丝杆组件、换向锥齿轮组以及电机(8)；
所述滚珠丝杆组件包括丝杆(4)和与其配合使用的丝杆螺母(23)；丝杆螺母(23)具有两个相对于丝杆(4)对称的推臂(17)；所述丝杆螺母(23)的推臂(17)前端有开口槽，开口槽的两个分支沿垂直方向分别加工有孔，用于安装滑动轴(18)；
所述电机(8)的输出轴连接所述换向锥齿轮组中的主动齿轮(7)，从动齿轮(8)安装在所述丝杆(4)上，主动齿轮(7)与从动齿轮(8)啮合；
所述两个铰链拨杆(2)相对于所述丝杆(4)对称布置，均包括支板(9)和支杆(24)；支杆(24)与支板(9)成十字形，支杆(24)一体加工在支板(9)的后端，与支板(9)的板面垂直，支杆(24)两端安装有轴承(15)；轴承(15)分别通过轴座(16)支撑安装在承力框架(1)上；
支板(9)后端的上方开有U型口；滑动轴(18)的中间部位安装在支板(9)的U型口内；支板(9)的前端安装有球关节，球关节的轴(14)沿板面垂直方向；轴(14)的两端通过滚动轴承(11)安装在副翼(22)的翼根(19)的U形滑动槽内。
较佳的，所述滚珠丝杆组件、换向锥齿轮组以及电机(8)均安装在承力框架(1)内。
进一步的，所述支杆(24)的一端安装有位置测量装置(3)。
较佳的，所述丝杆(4)的两端通过轴承(5)安装固定在承力框架(1)上。
较佳的，所述承力框架(1)的厚度与所述副翼(22)相当。
本发明具有如下有益效果：
本发明的扁平副翼舵机机构，外形为扁平型，并能够实现大负载驱动的特点，能够解决现有飞行器的薄翼型的空间包络技术难题；本发明中，利用滚动丝杆和铰链拨杆形成这种扁平型舵机机构，其新颖之处是利用铰链在绕其轴进行旋转时，其伸长段作为拨杆去拨动副翼进行偏转，这种构型方式是绕其旋转轴进行旋转拨动的，其旋转轴上安装滚动轴承，当铰链拨杆进行转动时，其伸长部位就会拨动副翼进行相应的偏转，不但够实现大负载驱动，而且这样铰链拨杆的整体都会被包含在副翼的翼面空间内，形体扁平，符合薄翼型和隐身翼面的要求。
附图说明
图1是本发明的扁平副翼舵机机构的外观图；
图2是本发明的扁平副翼舵机机构的构造图；
图3是本发明的铰链拨杆组件在舵机内的安装关系示意图；
图4是本发明的铰链拨杆的构成示意图；
图5(a)是本发明的滑动轴承在副翼翼根的U型口中安装示意图；图5(b)是本发明的滑动轴在铰链拨杆的支架后端U型口中安装示意图；图5(c)是本发明的丝杆螺母推臂前端结构示意图；
图6是本发明的舵机机构的机械原理图；
图7(a)是本发明的球关节中球座的结构示意图；
图7(b)是本发明的球关节中球体的结构示意图。
其中，1-承力框架、2-铰链拨杆、3-位置测量装置、4-丝杆、5-轴承、6-锥齿轮、7-锥齿轮、8-电机组件、9-支板、10-滚动轴承、11-球座、12-紧顶销钉、13-球体、14-阶梯轴、15-轴承、16-轴座、17-推臂、18-滑动轴、19-翼根、20-副翼轴、21-弹性联轴器、22-副翼、23-丝杆螺母，24-支杆。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的扁平副翼舵机机构如图1和2所示，主要包括由承力框架1、两个铰链拨杆2、位置测量装置3、滚珠丝杆组件、轴承5、换向锥齿轮组以及电机8等；滚珠丝杆组件包括丝杆4和与其配合使用的丝杆螺母23，丝杆螺母23加工成对称的臂形结构，即具有两个推臂17；
舵机的动力源是电机8，电机8可集成减速器，电机8的输出轴通过键等方式连接有换向锥齿轮中的主动齿轮7，主动齿轮7啮合从动齿轮8，从动齿轮8通过键等方式安装在丝杆组件4的丝杆4上，电机8的输出力矩通过换向锥齿轮作用到和电机8轴正交的丝杆4上，丝杆4旋转的运动通过丝杆螺母23转换为前推或后拉的直线运动，如图5(c)所示，丝杆螺母23的推臂17前端有开口槽，开口槽的两个分支沿垂直方向分别加工有孔，两孔中安装滑动轴18；丝杆4的两端通过轴承5安装固定在承力框架1上。
如图3和4所示，两个铰链拨杆2以丝杆4的轴为对称轴布置，包括支板9和支杆24；支杆24与支板9成十字形，支杆24一体加工在支板9的后端，与支板9的板面垂直，支杆24两端安装有轴承15；轴承15分别通过轴座16支撑安装在承力框架1上；如图5(b)所示，支板9后端的上方开有U型口；滑动轴18的中间部位安装在支板9的U型口内。支板9的前端安装有球关节，球关节的轴14沿板面垂直方向；轴14的两端通过滚动轴承11安装在副翼22的翼根19的U形滑动槽内，如图5(a)所示，可在其内滚动。
当丝杆4驱动丝杆螺母23做前、后直线运动时，滑动轴18在支板9的U型口内滑动，同时把输出力传递给铰链拨杆2，驱动铰链拨杆2绕安装在轴座16中支杆24的轴进行旋转；为了减小体积，轴上安装的轴承15只有钢珠和钢珠保持架，支杆24的其中一端延伸出一段轴，通过一个弹性联轴器21与旋转位置测量装置22连接起来，当铰链拨杆2进行转动时，旋转位置测量装置3就可以测得它的旋转位移的量。当铰链拨杆2旋转后，支板9前端安装有球关节，球关节的孔内安装的阶梯轴14的两端的轴上的滚动轴承10就会在翼根19的U形滑槽内滚动，并带动副翼22绕其旋转轴20进行偏转，见图4、图5(a)。
将以上铰链拨杆2的运动过程抽象为如图6所示的机械原理图，其中，运动副有1个滑动副S1，2个铰副J1、J2和两个高副G1、G2；滑动副S1由丝杆组件实现，其直线驱动高副G1，高副G1是指滑动轴18在支板9的U型口中滑动的运动副，丝杆4直线运动通过G1副转变为铰链拨杆2绕支杆24轴即轴O1的旋转运动，支板9的前端即会通过球关节在翼根19的U型滑槽内滑动，形成高副G2，高副G2使支板9的前端带动副翼19绕其副翼轴20即轴O2旋转。
其中，如图4所示，球关节是由球座11、球体13以及轴14构成；再如图7(a)和7(b)所示，球座11是一个部分球缺的结构，分为两半，安装时是两个部分合在一起，把球体包含在其中；球体13是一个部分球体的结构，球体13安装在球座11内，它们的球直径相同，所以球体13可以绕球座11的球形进行空间旋转，球座11的外部的圆柱直径和支板9前端的孔配合安装，并通过紧顶销钉12固定。该球关节的作用是阶梯轴14可以绕球体13的球心进行一定角度的转动，防止机构卡死。
球体13上加工有一个孔，孔内安装有一个阶梯轴14，阶梯轴14的中间大直径部分和球体11的孔配合，而阶梯轴14的两端小直径圆柱部分各安装有一个滚动轴承10，滚动轴承10安装在副翼22的翼根19U形口内。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种扁平副翼舵机机构，其特征在于，包括承力框架(1)、两个铰链拨杆(2)、滚珠丝杆组件、换向锥齿轮组以及电机(8)；
所述滚珠丝杆组件包括丝杆(4)和与其配合使用的丝杆螺母(23)；丝杆螺母(23)具有两个相对于丝杆(4)对称的推臂(17)；所述丝杆螺母(23)的推臂(17)前端有开口槽，开口槽的两个分支沿垂直方向分别加工有孔，用于安装滑动轴(18)；
所述电机(8)的输出轴连接所述换向锥齿轮组中的主动齿轮(7)，从动齿轮(8)安装在所述丝杆(4)上，主动齿轮(7)与从动齿轮(8)啮合；
所述两个铰链拨杆(2)相对于所述丝杆(4)对称布置，均包括支板(9)和支杆(24)；支杆(24)与支板(9)成十字形，支杆(24)一体加工在支板(9)的后端，与支板(9)的板面垂直，支杆(24)两端安装有轴承(15)；轴承(15)分别通过轴座(16)支撑安装在承力框架(1)上；
支板(9)后端的上方开有U型口；滑动轴(18)的中间部位安装在支板(9)的U型口内；支板(9)的前端安装有球关节，球关节的轴(14)沿板面垂直方向；轴(14)的两端通过滚动轴承(11)安装在副翼(22)的翼根(19)的U形滑动槽内。
2.如权利要求1所述的一种扁平副翼舵机机构，其特征在于，所述滚珠丝杆组件、换向锥齿轮组以及电机(8)均安装在承力框架(1)内。
3.如权利要求1所述的一种扁平副翼舵机机构，其特征在于，所述支杆(24)的一端安装有位置测量装置(3)。
4.如权利要求1所述的一种扁平副翼舵机机构，其特征在于，所述丝杆(4)的两端通过轴承(5)安装固定在承力框架(1)上。
5.如权利要求2所述的一种扁平副翼舵机机构，其特征在于，所述承力框架(1)的厚度与所述副翼(22)相当。
CN201711402167.0A 2017-12-22 2017-12-22 一种扁平副翼舵机机构 Active CN108275259B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711402167.0A CN108275259B (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种扁平副翼舵机机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711402167.0A CN108275259B (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种扁平副翼舵机机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108275259A true CN108275259A (zh) 2018-07-13
CN108275259B CN108275259B (zh) 2021-04-20

Family

ID=62801985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711402167.0A Active CN108275259B (zh) 2017-12-22 2017-12-22 一种扁平副翼舵机机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108275259B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108791820A (zh) * 2018-05-08 2018-11-13 兰州空间技术物理研究所 一种用于副翼的扁平舵机机构
CN109018303A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 晨龙飞机（荆门）有限公司 一种可快速上仰和下俯的飞机平尾翼
CN109987219A (zh) * 2019-03-22 2019-07-09 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种扁平式一体化复合舵系统
CN110745233A (zh) * 2019-11-15 2020-02-04 西安爱生技术集团公司 一种内埋式无人机舵面操纵装置
CN113978701A (zh) * 2021-12-17 2022-01-28 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种动轴式全动舵面安装机构

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0398414A1 (en) * 1989-05-17 1990-11-22 Vagn Uller A steering device for automatic steering of marine-craft
US6231013B1 (en) * 1999-06-16 2001-05-15 Daimlerchrysler Ag Airfoil member with a piezoelectrically actuated servo-flap
US20080138203A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Sikorsky Aircraft Corporation Self-lubricated actuator for on-blade rotor control
US20110001015A1 (en) * 2008-12-23 2011-01-06 Goodrich Actuation Systems Ltd. Drive Arrangement
CN101988570A (zh) * 2009-07-31 2011-03-23 中国商用飞机有限责任公司 用于飞机缝翼作动器的齿轮齿条的设计方法
CN102271999A (zh) * 2009-01-20 2011-12-07 空中客车操作有限公司 轴承组件
CN103089798A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 空中客车运营有限公司 滑动轴颈轴承
CN103085968A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 伍德沃德Mpc股份有限公司 紧凑型两轴操纵杆
CN203871981U (zh) * 2014-05-14 2014-10-08 北京新兴东方航空装备股份有限公司 直线位移式电动舵机
RU2531208C1 (ru) * 2013-05-07 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Электропривод" Электромеханизм поступательного действия
CN204495199U (zh) * 2015-02-09 2015-07-22 浙江理工大学 一种快速调整攻角用折叠舵展开机构
CN104875874A (zh) * 2015-06-24 2015-09-02 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞机副翼执行机构
CN105035308A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种襟翼驱动机构的设计方法及襟翼驱动机构
CN206117409U (zh) * 2016-09-30 2017-04-19 北京自动化控制设备研究所 一种扁平狭长舵机传动机构
US10611462B2 (en) * 2017-08-18 2020-04-07 The Boeing Company Actuator assemblies for control surfaces of an aircraft, aircraft including the actuator assemblies, and methods of utilizing the same
CN210437381U (zh) * 2019-08-13 2020-05-01 道尼尔海翼无锡有限公司 航空用双传力路径副翼及舵面配平传动机构

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0398414A1 (en) * 1989-05-17 1990-11-22 Vagn Uller A steering device for automatic steering of marine-craft
US6231013B1 (en) * 1999-06-16 2001-05-15 Daimlerchrysler Ag Airfoil member with a piezoelectrically actuated servo-flap
US20080138203A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Sikorsky Aircraft Corporation Self-lubricated actuator for on-blade rotor control
US20110001015A1 (en) * 2008-12-23 2011-01-06 Goodrich Actuation Systems Ltd. Drive Arrangement
CN102271999A (zh) * 2009-01-20 2011-12-07 空中客车操作有限公司 轴承组件
CN101988570A (zh) * 2009-07-31 2011-03-23 中国商用飞机有限责任公司 用于飞机缝翼作动器的齿轮齿条的设计方法
CN103089798A (zh) * 2011-10-27 2013-05-08 空中客车运营有限公司 滑动轴颈轴承
CN103085968A (zh) * 2011-10-28 2013-05-08 伍德沃德Mpc股份有限公司 紧凑型两轴操纵杆
RU2531208C1 (ru) * 2013-05-07 2014-10-20 Открытое акционерное общество "Электропривод" Электромеханизм поступательного действия
CN203871981U (zh) * 2014-05-14 2014-10-08 北京新兴东方航空装备股份有限公司 直线位移式电动舵机
CN204495199U (zh) * 2015-02-09 2015-07-22 浙江理工大学 一种快速调整攻角用折叠舵展开机构
CN105035308A (zh) * 2015-06-23 2015-11-11 中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所 一种襟翼驱动机构的设计方法及襟翼驱动机构
CN104875874A (zh) * 2015-06-24 2015-09-02 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 一种飞机副翼执行机构
CN206117409U (zh) * 2016-09-30 2017-04-19 北京自动化控制设备研究所 一种扁平狭长舵机传动机构
US10611462B2 (en) * 2017-08-18 2020-04-07 The Boeing Company Actuator assemblies for control surfaces of an aircraft, aircraft including the actuator assemblies, and methods of utilizing the same
CN210437381U (zh) * 2019-08-13 2020-05-01 道尼尔海翼无锡有限公司 航空用双传力路径副翼及舵面配平传动机构

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘源翔: "制导炮弹可控滚转执行机构模型分析", 《弹道学报》 *
杜永刚: "一种扁薄副翼全电舵机动态相应的仿真计算", 《电子机械工程》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108791820A (zh) * 2018-05-08 2018-11-13 兰州空间技术物理研究所 一种用于副翼的扁平舵机机构
CN109018303A (zh) * 2018-08-14 2018-12-18 晨龙飞机（荆门）有限公司 一种可快速上仰和下俯的飞机平尾翼
CN109018303B (zh) * 2018-08-14 2020-05-19 晨龙飞机（荆门）有限公司 一种可快速上仰和下俯的飞机平尾翼
CN109987219A (zh) * 2019-03-22 2019-07-09 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种扁平式一体化复合舵系统
CN109987219B (zh) * 2019-03-22 2020-11-13 湖北三江航天红峰控制有限公司 一种扁平式一体化复合舵系统
CN110745233A (zh) * 2019-11-15 2020-02-04 西安爱生技术集团公司 一种内埋式无人机舵面操纵装置
CN113978701A (zh) * 2021-12-17 2022-01-28 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种动轴式全动舵面安装机构
CN113978701B (zh) * 2021-12-17 2024-04-02 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种动轴式全动舵面安装机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN108275259B (zh) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108275259A (zh) 一种扁平副翼舵机机构
CN108791820A (zh) 一种用于副翼的扁平舵机机构
CN205383949U (zh) 一种空气舵与燃气舵的联动结构
CN105151278B (zh) 一种适用于无人机的舵面差分驱动机构
DE212018000124U1 (de) Linearantriebsvorrichtung hoher Leistungs- und Massendichte mit vereinfachter Struktur
CN106972819A (zh) 一种角度调节且安装灵活的光伏发电设备
CN109514596B (zh) 一种双十字铰三自由度并联关节机构
CN105064841A (zh) 一种扭力杆式客机舱门打开驱动机构
CN107792345B (zh) 一种紧凑型舵机及舵机舱
CN110052882A (zh) 一种带有双摆铣头的滑枕装置
CN104290901A (zh) 一种适用于飞行器活动舵面的双摇臂传动机构
CN104973237A (zh) 一种十字万向节式副翼传动机构
CN208621970U (zh) 一种应用于塔式太阳能光热发电的定日镜线性驱动装置
CN107989521B (zh) 一种用于客车的滑移斜插式单扇塞拉门机构
DE102010024315A1 (de) Elektroantrieb eines linearen Zweibackenelektrogreifers
CN115122355A (zh) 医疗机器人
CN209041330U (zh) 一种用于高电压等级电缆线路处理装置的滑轨组件
CN104385276B (zh) 单电机三自由度机械手臂机构
CN104482158B (zh) 一种精确旋转机构
CN206068154U (zh) 一种用于调节无人机机臂升降的装置
CN219426162U (zh) 一种加工中心a轴摆动机构
CN111633685A (zh) 一种机械手并联关节
CN114059877B (zh) 一种民机舱门垂直轴传动机构
CN114279674B (zh) 一种可变前轴的双转轴支撑机构
CN206668896U (zh) 手动平移机构总成

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant