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

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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。
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