CN108799439B - 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构 - Google Patents

一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构 Download PDF

Info

Publication number
CN108799439B
CN108799439B CN201810804067.9A CN201810804067A CN108799439B CN 108799439 B CN108799439 B CN 108799439B CN 201810804067 A CN201810804067 A CN 201810804067A CN 108799439 B CN108799439 B CN 108799439B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
worm
load
worm gear
reduction device
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.)
Active
Application number
CN201810804067.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108799439A (zh
Inventor
马爽
葛力彬
柳慧泉
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.)
AVIC Beijing Precision Engineering Institute for Aircraft Industry
Original Assignee
AVIC Beijing Precision Engineering Institute for Aircraft Industry
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 AVIC Beijing Precision Engineering Institute for Aircraft Industry filed Critical AVIC Beijing Precision Engineering Institute for Aircraft Industry
Priority to CN201810804067.9A priority Critical patent/CN108799439B/zh
Publication of CN108799439A publication Critical patent/CN108799439A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108799439B publication Critical patent/CN108799439B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

本发明是一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，该机构采用多伺服电机同步驱动控制，能够提供低速大扭矩并具备良好经济性的双端驱动形式，一端采用位置反馈，一端采用力矩反馈控制，可应用于航空发动机整机测试转台的大尺寸框架或其他设备的双端驱动。

Description

一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构
技术领域
本发明是一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，属于机械驱动传动领域。
背景技术
航空发动机是目前应用最广泛的航空发动机，是一个高度复杂且精密的热力航空发动机是目前应用最广泛的航空发动机，是一个高度复杂且精密的热力机械装置，其内部机械特性、气动、热力等工况尚不能从设计上模拟、计算得出准确的数据，因此必须依靠大量的测试分析。测试技术是研究航空发动机研发的技术支撑，相关测试工作分为地面测试、高空模拟测试和飞行测试，其中地面测试具有测试成本低，测试时间和人员机动性高，测试操作安全性高，可以采用尽可能多的测试设备测试并获得最为详尽的试验数据，因此地面测试是其他测试工作的基础，为后续的测试提供技术参考和数据支撑。现行航空发动机整机地面测试以静态固定测试为主，不能对整机在俯仰、横滚状态下的性能进行测试。
转台是一种提供转动自由度的高精度测试设备，各轴通常为串联结构，用于对惯导产品的标定及运动模拟。但其负载通常为中小尺寸零部件，因此其框架尺寸较小，驱动力矩需求较低。为了满足航空发动机进行俯仰、横滚等动态姿态地面模拟试验，特别涉及一款大型双轴动态姿态转台，当负载空间增大后，例如负载空间尺寸大于4000mm×2000×1500mm时，所需驱动力矩很高，需要30kNm以上的力矩。传统的驱动方法为单端驱动，或双端对称驱动。但采用单力矩电机或双力矩电机驱动，当需要10kNm以上力矩时价格很高；双齿轮驱动所提供力矩不足；双蜗轮蜗杆驱动由于具有自锁现象，进行同步控制风险较大。
为了实现对航空发动机整机进行地面飞行模拟，需要一种能够提供低速大扭矩的并具备足够的经济性的驱动结构并具备简单可行的控制方法。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术存在的不足而设计提供了一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其目的是能够为大型转台框架提供低速大扭矩的驱动方式。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其特征在于：该驱动机构作用于负载3上对称的两侧位置上，该负载3为在本实施例中为转台的俯仰框，在负载3两侧位置的其中一端安装一个带外齿的轴承，该轴承的外圈与负载3固定连接，齿轮减速装置2与该轴承的外齿啮合，齿轮减速装置2通过一个齿轮端驱动电机1驱动，另一端安装一个蜗轮蜗杆减速装置5，蜗轮蜗杆减速装置5由蜗轮蜗杆端驱动电机4驱动，在蜗轮蜗杆减速装置5上安装一个角位置传感器6用于测量负载的角位置，两端共同驱动负载3；
所述蜗轮蜗杆减速装置5承担不小于50％的驱动负载3的力矩输出，蜗轮蜗杆减速装置5的角位置传感器6的信号作为伺服控制单元的位置反馈，供蜗轮蜗杆端驱动电机4进行解算并输出模拟控制量，齿轮端驱动电机1通过电流反馈进行力矩控制以实现辅助出力，保证负载3定位定速平稳运行。
进一步，与轴承的外齿啮合的齿轮减速装置2和齿轮端驱动电机1组的个数为1～3个。
附图说明
图1为本发明机构的结构示意图
图2为本发明机构的蜗轮蜗杆驱动的伺服控制方法原理图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1所示，该种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其特征在于：该驱动机构作用于负载3上对称的两侧位置上，在两侧位置的其中一端安装一个带外齿的轴承，该轴承的外圈与负载3固定连接，齿轮减速装置2与该轴承的外齿啮合，齿轮减速装置2通过一个齿轮端驱动电机1驱动，与轴承的外齿啮合的齿轮减速装置2和齿轮端驱动电机1组的个数为2个，另一端安装一个蜗轮蜗杆减速装置5，蜗轮蜗杆减速装置5由蜗轮蜗杆端驱动电机4驱动，在蜗轮蜗杆减速装置5上安装一个角位置传感器6用于测量负载的角位置，两端共同驱动负载3；
所述蜗轮蜗杆减速装置5承担不小于50％的驱动负载3的力矩输出，蜗轮蜗杆减速装置5的角位置传感器6的信号作为伺服控制单元的位置反馈，供蜗轮蜗杆端驱动电机4进行解算并输出模拟控制量，齿轮端驱动电机1通过电流反馈进行力矩控制以实现辅助出力，保证负载3定位定速平稳运行。
本发明技术方案由于采用了双端非对称式驱动结构，因此需要采用多电机同步驱动系统系。统由伺服控制单元、驱动电机和角位置传感器6组成。单伺服电机配合蜗轮蜗杆减速组件5组成蜗轮蜗杆驱动组件，负责不小于50％的驱动力矩输出，另一侧为双伺服电机带动齿轮减速组件2作为齿轮驱动组件作为辅驱动端，设计三台电机分别由三台驱动器独立驱动，各驱动器接收对应伺服电机的位置反馈。同时主驱动轴端通过角位置传感器6作为伺服控制单元位置反馈，伺服控制单元读取该光栅数据，供蜗轮蜗杆端驱动电机4进行解算输出模拟控制量。齿轮端驱动电机1通过电流反馈进行力矩控制，辅助出力，保证负载定位定速平稳运行，如图2所示。

Claims (3)

1.一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其特征在于：该驱动机构作用于负载(3)上对称的两侧位置上，在两侧位置的其中一端安装一个带外齿的轴承，该轴承的外圈与负载(3)固定连接，齿轮减速装置(2)与该轴承的外齿啮合，齿轮减速装置(2)通过一个齿轮端驱动电机(1)驱动，另一端安装一个蜗轮蜗杆减速装置(5)，蜗轮蜗杆减速装置(5)由蜗轮蜗杆端驱动电机(4)驱动，在蜗轮蜗杆减速装置(5)上安装一个角位置传感器(6)用于测量负载的角位置，两端共同驱动负载(3)；
所述蜗轮蜗杆减速装置(5)承担不小于50％的驱动负载(3)的力矩输出，蜗轮蜗杆减速装置(5)的角位置传感器(6)的信号作为伺服控制单元的位置反馈，供蜗轮蜗杆端驱动电机(4)进行解算并输出模拟控制量，齿轮端驱动电机(1)通过电流反馈进行力矩控制以实现辅助出力，保证负载(3)定位定速平稳运行。
2.根据权利要求1所述的提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其特征在于：与轴承的外齿啮合的齿轮减速装置(2)和齿轮端驱动电机(1)组的个数为1～3个。
3.根据权利要求1所述的提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构，其特征在于：所述负载(3)为转台的俯仰框。
CN201810804067.9A 2018-07-20 2018-07-20 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构 Active CN108799439B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810804067.9A CN108799439B (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810804067.9A CN108799439B (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108799439A CN108799439A (zh) 2018-11-13
CN108799439B true CN108799439B (zh) 2021-02-12

Family

ID=64077393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810804067.9A Active CN108799439B (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108799439B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112986819A (zh) * 2021-02-23 2021-06-18 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种判断多伺服电机驱动一台设备各电机状态的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2666655A1 (en) * 2006-10-18 2008-04-24 Moog Inc. Jam-tolerant redundant differential-type actuators
CN201623663U (zh) * 2010-01-29 2010-11-03 安徽枞晨回转支承有限公司 一种可俯仰的光伏自动回转底盘
CN201644729U (zh) * 2010-03-11 2010-11-24 王建波 电动机械式结晶器窄边调宽装置
CN202356870U (zh) * 2011-11-18 2012-08-01 烟台环球数控装备有限公司 数控大型精密双驱动消隙回转工作台
CN102729258A (zh) * 2011-12-12 2012-10-17 戴文钟 双马达运动模块
CN102555889B (zh) * 2012-03-13 2013-11-13 北京经纬恒润科技有限公司 一种自适应车灯及其转向执行器
CN103308313B (zh) * 2013-05-15 2015-09-09 天津大学 基础运动航空发动机双转子系统模型实验台
CN104634573B (zh) * 2015-02-09 2017-07-14 清华大学 一种用于双电机同轴冗余驱动控制研究的实验台
CN106737642A (zh) * 2017-01-10 2017-05-31 江门市蚂蚁机器人有限公司 基于双伺服电机的减速驱动装置、驱动系统及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108799439A (zh) 2018-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103743557B (zh) 一种螺旋桨综合测试系统
CN105547676A (zh) 一种多功能旋臂式旋翼试验台
CN103707292B (zh) 基于xyz直角坐标关节和姿态腕的6自由度工业机器人
CN104568428A (zh) Rv减速器综合性能测量仪
CN201281653Y (zh) 四自由度运动装置
CN102774509B (zh) 直升机反扭矩装置的性能试验台
CN110142736B (zh) 一种主从同构机械臂系统
CN103604608B (zh) 轻型运动飞机螺旋桨拉力试验台
CN104210640B (zh) 一种平流层浮空器矢量推进装置
CN105923168B (zh) 用于机载云台测试的旋翼机飞行模拟平台
CN105479457A (zh) 一种用于关节型机械臂姿态调整机构
CN108799439B (zh) 一种提供大扭矩的蜗轮蜗杆齿轮复合驱动机构
CN101719700A (zh) 一种机载光电平台内框架用的力矩电机驱动轴系模块
CN105469692A (zh) 一种伺服电机位置控制的教学实验装置
CN107792345B (zh) 一种紧凑型舵机及舵机舱
JPS62242834A (ja) 試験装置及びそのトルクアプライヤ
CN208795498U (zh) 一种用于大型设备地面性能测试的动态姿态模拟转台
CN202057501U (zh) 一种汽车试验用转向机器人
CN102591245A (zh) 一种步进电机驱动稳定平台的方法
CN206929300U (zh) 一种电动舵机传动装置
CN102522849A (zh) 一种机载光电平台外框架消间隙力矩电机驱动轴系模块
CN201340523Y (zh) 电动伺服双针表
CN116380397B (zh) 一种基于磁浮飞行风洞的典型机动历程模拟试验装置
CN110562486B (zh) 一种直立式火星飞行器单旋翼系统升阻特性测量装置
CN106124196A (zh) 一种风机齿轮箱传动链效率实验测试方法

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