CN109131836A - 一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构 - Google Patents

Abstract

一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，涉及飞行器中空气舵尺寸设计领域；包括旋转舵、固定舵和微型折展机构；旋转舵和固定舵沿飞行器轴向对接；微型折展机构固定安装在旋转舵和固定舵的连接处；且旋转舵在微型折展机构的驱动下，以旋转舵与固定舵的对接线为轴线旋转，实现旋转舵的折叠或展开；所述固定舵包括拔销器和锁销；拔销器固定设置在固定舵与旋转舵的连接处；锁销安装在拔销器的内部；当旋转舵折叠或展开到设定位置时，拔销器伸出锁销，锁销插入旋转舵对应孔，实现将旋转舵锁定在设定折叠或展开位置；本发明结构简单、可靠性高、同时具有自动展开舵体并保持展开状态。

Description

一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构

技术领域

本发明涉及一种飞行器中空气舵尺寸设计领域，特别是一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构。

背景技术

飞机、火箭、导弹等飞行器在大气层内飞行时，多使用空气舵作为其姿态控制的执行部件。为了增加控制力，需要增大空气舵的尺寸；为了减小贮存空间，需要空气舵的尺寸减小，出现了矛盾。

目前多数折叠翼舵结构依靠手动折叠，并依靠其外装箱筒的内壁压紧保持折叠，出箱后依靠扭簧力展开，无法自动、重复使用且无法应用于开阔贮存空间。部分使用液压缸推动的机构可以自动、重复使用，但其体积大，无法放入小型翼舵结构中，破坏气动外形。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，结构简单、可靠性高、同时具有自动展开舵体并保持展开状态。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，包括旋转舵、固定舵和微型折展机构；其中，旋转舵和固定舵沿飞行器轴向对接；微型折展机构固定安装在旋转舵和固定舵的连接处；且旋转舵在微型折展机构的驱动下，以旋转舵与固定舵的对接线为轴线旋转，实现旋转舵的折叠或展开。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述固定舵包括拔销器和锁销；拔销器固定设置在固定舵与旋转舵的连接处；锁销安装在拔销器的内部；当旋转舵折叠或展开到设定位置时，拔销器伸出锁销；旋转舵对应设置有锁销孔；锁销插入旋转舵的锁销孔中，实现将旋转舵锁定在设定折叠或展开位置。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述的微型折展机构包括伺服电机、丝杠、2根导向杆、机架、2个连杆、2个曲柄、转轴和螺母体；其中，机架水平放置；伺服电机沿轴向固定安装在机架的轴向一端的外侧壁；螺母体固定安装在机架的内侧壁；且位于机架轴向安装伺服电机的一端；丝杠的轴向一端与伺服电机的输出轴对接；且丝杠沿轴向穿过机架；2根导向杆沿轴向依次穿过机架和螺母体；且2根导向杆对称设置在丝杠的两侧；2个连杆对称设置在螺母体的两侧；连杆的轴向一端与螺母体连接；2个曲柄对称设置在螺母体的两侧；且曲柄的轴向一端与连杆的轴向另一端连接；转轴的两端分别与2个曲柄的尾端固定连接。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述微型折展机构还包括销；销分别固定安装在连杆与螺母体的连接处和曲柄与连杆的连接处。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述连杆以销为中心绕连杆与螺母体的连接点转动；曲柄以销为中心绕曲柄与连杆的连接点转动。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述机架固定安装在固定舵的外侧壁上；转轴固定安装在旋转舵的底边上，且转轴位于固定舵与旋转舵的连接处；实现旋转舵在转轴的带动下绕固定舵旋转。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，当旋转舵折叠时：

伺服电机带动丝杠进行反转，推动螺母块沿丝杠向远离伺服电机的方向运动，螺母块通过连杆推动曲柄绕转轴转动；同时转轴带动旋转舵逆时针转动，当螺母块到达离伺服电机最远的位置时，旋转舵折叠到位。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，当旋转舵展开时：

伺服电机带动丝杠进行正转，推动螺母块沿丝杠向靠近伺服电机的方向运动；螺母块通过连杆拉动曲柄绕转轴转动；同时转轴带动旋转舵顺时针转动；当螺母块到达离伺服电机最近的位置时，旋转舵展开到位。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述丝杠的丝杠螺母采用梯形丝杠螺母；梯形丝杠螺母的侧壁设置有升角；旋转舵在任何位置的自锁。

在上述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，所述连杆和曲柄均采用不锈钢材料。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明采用了微型电机与丝杠螺母构成了机电一体化的平面曲柄连杆机构，该机构通过控制微型电机的转动即可无限次驱动舵翼进行折叠与展开动作，在6s内完成展开动作，避免了手动装配翼舵或手动解锁并展开、折叠翼舵的操作，大幅缩短准备时间，提高装备训练的真实度；

(2)本发明采用了平面曲柄连杆机构用于缩小运动轮廓，在此基础上巧妙设计曲柄的起始与终止位置，实现运动轨迹最小化，使得整个机构能够安装在翼舵内部，翼舵厚度仅需60mm，避免破坏气动外形；

(3)本发明采用了丝杠螺母自锁机构实现翼舵在折叠与展开位置的双重锁止，该机构在翼舵折叠时通电拔销解，丝杠螺母自锁功能保证翼舵在折叠位置的锁止；在翼舵展开到位后断电锁销，与丝杠螺母自锁双冗余保证翼舵在展开的位置锁定，同时提高了舵面刚度。

附图说明

图1为本发明旋转舵机构整体示意图；

图2为本发明旋转舵机构折叠状态示意图；

图3为本发明叠舵机构展开状态示意图；

图4为本发明微型折展机构爆炸图；

图5为本发明微型折展机构整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明提供了一种伺服电机驱动、以丝杠螺母及曲柄连杆机构传动的微型折展机构，以及以该机构驱动的折叠翼舵结构。本发明创新性地使用微型电机与丝杠螺母构成了机电一体化的平面曲柄连杆机构，该机构通过控制微型电机的转动即可无限次驱动舵翼进行折叠与展开动作，在6s内完成展开动作，避免了手动装配翼舵或手动解锁并展开、折叠翼舵的操作，大幅缩短准备时间，提高装备训练的真实度

如图1所示为旋转舵机构整体示意图，由图可知，一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，包括旋转舵13、固定舵17和微型折展机构14；其中，旋转舵13和固定舵17沿飞行器轴向对接；微型折展机构14固定安装在旋转舵13和固定舵17的连接处；且旋转舵13在微型折展机构14的驱动下，以旋转舵13与固定舵17的对接线为轴线旋转，实现旋转舵13的折叠或展开。固定舵15包括拔销器16和锁销15；拔销器16固定设置在固定舵15与旋转舵13的连接处；锁销15安装在拔销器16的内部；当旋转舵13折叠或展开到设定位置时，拔销器16伸出锁销15；旋转舵13对应设置有锁销孔；锁销15插入旋转舵13的锁销孔中，实现将旋转舵13锁定在设定折叠或展开位置。

如图4所示为微型折展机构爆炸图，如图5所示为微型折展机构整体结构示意图，由图可知，微型折展机构14包括伺服电机1、丝杠4、2根导向杆5、机架6、销7、2个连杆8、2个曲柄9、转轴10和螺母体12；其中，机架6水平放置；伺服电机1沿轴向固定安装在机架6的轴向一端的外侧壁；螺母体12固定安装在机架6的内侧壁；且位于机架6轴向安装伺服电机1的一端；丝杠4的轴向一端与伺服电机1的输出轴对接；且丝杠4沿轴向穿过机架6；2根导向杆5沿轴向依次穿过机架6和螺母体12；且2根导向杆5对称设置在丝杠4的两侧；2个连杆8对称设置在螺母体12的两侧；连杆8的轴向一端与螺母体12连接；2个曲柄9对称设置在螺母体12的两侧；且曲柄9的轴向一端与连杆8的轴向另一端连接；转轴10的两端分别与2个曲柄9的尾端固定连接。销7分别固定安装在连杆8与螺母体12的连接处和曲柄9与连杆8的连接处。连杆8以销7为中心绕连杆8与螺母体12的连接点转动；曲柄9以销7为中心绕曲柄9与连杆8的连接点转动。机架6固定安装在固定舵17的外侧壁上；转轴10固定安装在旋转舵13的底边上，且转轴10位于固定舵17与旋转舵13的连接处；实现旋转舵13在转轴10的带动下绕固定舵17旋转。连杆8和曲柄9均采用不锈钢材料。

如图2所示为本发明旋转舵机构折叠状态示意图，由图可知，当旋转舵13折叠时：

伺服电机1带动丝杠4进行反转，推动螺母块12沿丝杠4向远离伺服电机1的方向运动，螺母块12通过连杆8推动曲柄9绕转轴10转动；同时转轴10带动旋转舵13逆时针转动，当螺母块12到达离伺服电机1最远的位置时，旋转舵13折叠到位。

如图3所示为叠舵机构展开状态示意图，有图可知，当旋转舵13展开时：

伺服电机1带动丝杠4进行正转，推动螺母块12沿丝杠4向靠近伺服电机1的方向运动；螺母块12通过连杆8拉动曲柄9绕转轴10转动；同时转轴10带动旋转舵13顺时针转动；当螺母块12到达离伺服电机1最近的位置时，旋转舵展开到位。

丝杠4的丝杠螺母采用梯形丝杠螺母；梯形丝杠螺母的侧壁设置有升角；旋转舵13在任何位置的自锁。

本发明创新性的采用平面曲柄9连杆8机构用于缩小运动轮廓，在此基础上巧妙设计曲柄9的起始与终止位置，实现运动轨迹最小化，翼舵厚度仅需60mm，避免破坏气动外形；采用了丝杠螺母自锁机构实现翼舵在折叠与展开位置的双重锁止，该机构在翼舵折叠时通电拔销解，丝杠螺母自锁功能保证翼舵在折叠位置的锁止；在翼舵展开到位后断电锁销，与丝杠螺母自锁双冗余保证翼舵在展开的位置锁定，同时提高了舵面刚度。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：包括旋转舵(13)、固定舵(17)和微型折展机构(14)；其中，旋转舵(13)和固定舵(17)沿飞行器轴向对接；微型折展机构(14)固定安装在旋转舵(13)和固定舵(17)的连接处；且旋转舵(13)在微型折展机构(14)的驱动下，以旋转舵(13)与固定舵(17)的对接线为轴线旋转，实现旋转舵(13)的折叠或展开。

2.根据权利要求1所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述固定舵(15)包括拔销器(16)和锁销(15)；拔销器(16)固定设置在固定舵(15)与旋转舵(13)的连接处；锁销(15)安装在拔销器(16)的内部；当旋转舵(13)折叠或展开到设定位置时，拔销器(16)伸出锁销(15)；旋转舵(13)对应设置有锁销孔；锁销(15)插入旋转舵(13)的锁销孔中，实现将旋转舵(13)锁定在设定折叠或展开位置。

3.根据权利要求2所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述的微型折展机构(14)包括伺服电机(1)、丝杠(4)、2根导向杆(5)、机架(6)、2个连杆(8)、2个曲柄(9)、转轴(10)和螺母体(12)；其中，机架(6)水平放置；伺服电机(1)沿轴向固定安装在机架(6)的轴向一端的外侧壁；螺母体(12)固定安装在机架(6)的内侧壁；且位于机架(6)轴向安装伺服电机(1)的一端；丝杠(4)的轴向一端与伺服电机(1)的输出轴对接；且丝杠(4)沿轴向穿过机架(6)；2根导向杆(5)沿轴向依次穿过机架(6)和螺母体(12)；且2根导向杆(5)对称设置在丝杠(4)的两侧；2个连杆(8)对称设置在螺母体(12)的两侧；连杆(8)的轴向一端与螺母体(12)连接；2个曲柄(9)对称设置在螺母体(12)的两侧；且曲柄(9)的轴向一端与连杆(8)的轴向另一端连接；转轴(10)的两端分别与2个曲柄(9)的尾端固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述微型折展机构(14)还包括销(7)；销(7)分别固定安装在连杆(8)与螺母体(12)的连接处和曲柄(9)与连杆(8)的连接处。

5.根据权利要求4所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述连杆(8)以销(7)为中心绕连杆(8)与螺母体(12)的连接点转动；曲柄(9)以销(7)为中心绕曲柄(9)与连杆(8)的连接点转动。

6.根据权利要求5所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述机架(6)固定安装在固定舵(17)的外侧壁上；转轴(10)固定安装在旋转舵(13)的底边上，且转轴(10)位于固定舵(17)与旋转舵(13)的连接处；实现旋转舵(13)在转轴(10)的带动下绕固定舵(17)旋转。

7.根据权利要求6所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：当旋转舵(13)折叠时：

伺服电机(1)带动丝杠(4)进行反转，推动螺母块(12)沿丝杠(4)向远离伺服电机(1)的方向运动，螺母块(12)通过连杆(8)推动曲柄(9)绕转轴(10)转动；同时转轴(10)带动旋转舵(13)逆时针转动，当螺母块(12)到达离伺服电机(1)最远的位置时，旋转舵(13)折叠到位。

8.根据权利要求7所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：当旋转舵(13)展开时：

伺服电机(1)带动丝杠(4)进行正转，推动螺母块(12)沿丝杠(4)向靠近伺服电机(1)的方向运动；螺母块(12)通过连杆(8)拉动曲柄(9)绕转轴(10)转动；同时转轴(10)带动旋转舵(13)顺时针转动；当螺母块(12)到达离伺服电机(1)最近的位置时，旋转舵展开到位。

9.根据权利要求8所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述丝杠(4)的丝杠螺母采用梯形丝杠螺母；梯形丝杠螺母的侧壁设置有升角；旋转舵(13)在任何位置的自锁。

10.根据权利要求9所述的一种可自动化重复作用的微型折叠舵机构，其特征在于：所述连杆(8)和曲柄(9)均采用不锈钢材料。