CN109505940A - 一种摇臂式角位移作动器 - Google Patents

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CN109505940A CN201811479468.8A CN201811479468A CN109505940A CN 109505940 A CN109505940 A CN 109505940A CN 201811479468 A CN201811479468 A CN 201811479468A CN 109505940 A CN109505940 A CN 109505940A
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张振芳
王建明
张强超
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Lanzhou Flight Control Co Ltd
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Lanzhou Flight Control Co Ltd
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    • 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
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
    • F16H37/122—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types for interconverting rotary motion and oscillating motion
    • 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

Abstract

本发明属于机械传动设计领域，具体涉及一种摇臂式角位移作动器，用于飞行控制系统。目前直齿传动的作动器或谐波减速传动，通过很大的减速比输出大的力矩，角位移作动器的体积很大，重量也随之很大。本发明将直流电机的输出经过减速器、丝杠副和叉耳转换为输出轴的旋转动作，所述丝杠副的丝杠螺母带有圆形凸台，所述叉耳的U型叉与圆形凸台滑动配合，根部的叉耳轴与所述输出轴固定连接。对于小力矩电机输入，提供大力矩输出。可以替代谐波减速器，实现在大力矩场合下的刚度、寿命、频带等要求，可以替代部分直齿传动设计带来的大体积等问题。

Description

一种摇臂式角位移作动器
技术领域
本发明属于机械传动设计领域，具体涉及一种摇臂式角位移作动器，用于飞行控制系统。
背景技术
目前采用的依旧是直齿传动的作动器或谐波减速传动，通过很大的减速比输出大的力矩，直齿传动的角位移作动器会导致设计出来的作动器体积很大，重量也随之很大；谐波减速传动的角位移作动器，虽然体积很小但是由于本身内部构造导致刚度较差，并且效率较低，只能被用于短时间过载的场合。
无法满足集成小型化飞行控制系统替代部分直齿传动带来的大体积外形设计已无法满足飞控系统的小型化设计要求；替代部分仍然在凑合使用的输出刚度、输出力要求较大、长时制工作的谐波减速器。
发明内容
本发明提出了一种摇臂式角位移作动器，通过调整带输出轴的U型叉耳力臂L长度来调整作动器输出轴的输出力大小。
本发明的技术方案是：一种摇臂式角位移作动器，其将直流电机的输出经过减速器、丝杠副和叉耳转换为输出轴的旋转动作，所述丝杠副的丝杠螺母带有圆形凸台，所述叉耳的U型叉与圆形凸台滑动配合，根部的叉耳轴与所述输出轴固定连接。
所述减速器采用2级或3级齿轮减速机构。
丝杠副的丝杠轴被角接触球轴承支撑。
所述叉耳具有与轴承结合的圆形台阶轴，在侧面具有加强筋。
所述丝杠副采用滚珠丝杠轴或梯形丝杠轴。
若采用滚珠丝杠轴，可以突破小力矩电机输入，高频带、长寿命、高效率、大力矩输出的小体积角位移作动器结构设计；滚珠丝杠轴效率在92％～98％之间，间隙可以为零；替代直齿传动设计带来的大体积外形无法满足飞控系统的小型化设计要求；替代仍然在凑合使用的谐波减速器，一般用在短时制工作。
若采用梯形丝杠轴，同样可以实现小力矩电机输入，长寿命、大力矩输出的小体积角位移作动器；且采用这种结构装置可以使作动器在断电情况下输出轴具备更好的自锁性。
本发明的优点是：对于小力矩电机输入，提供大力矩输出。可以替代谐波减速器，实现在大力矩场合下的刚度、寿命、频带等要求，可以替代部分直齿传动设计带来的大体积等问题。
附图说明
图1是本发明角位移作动器的组成示意图。
图2是叉耳的主视图。
图3是叉耳的左视图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1。
本发明提出了一种摇臂式角位移作动器，通过调整叉耳6力臂长度来调整作动器输出轴的输出力大小。
它由直流电机1，减速器2，丝杠轴3、丝杠螺母4，圆形凸台5，叉耳6，输出轴7，角接触球轴承8等组成。
本发明的工作原理是：一种摇臂式角位移作动器，这种角位移作动器，可以将线位移输出转化为角位移输出，通过调整叉耳6力臂长度来调整最终角位移作动器输出力大小，叉耳6包括U型叉9，圆形台阶轴10，叉耳轴11，加强筋12；叉耳6力臂越长，角位移作动器输出力就越大。角位移作动器由功率驱动部件直流电机1驱动动力输出齿轮传动链2，通过动力输出齿轮传动链2带动丝杠轴转动；丝杠轴3推动丝杠螺母4运动，丝杠螺母4沿丝杆轴3作直线运动丝杆螺母4通过其两端圆轴凸台5与角位移作动器壳体槽进行导向，丝杠螺母4通过其一端较长圆轴凸台5推动带输出轴的叉耳开口端作直线运动，U型叉耳的输出轴输出力矩。

Claims (5)

1.一种摇臂式角位移作动器，其特征在于：其将直流电机(1)的输出经过减速器(2)、丝杠副和叉耳(6)转换为输出轴(7)的旋转动作，所述丝杠副的丝杠螺母(4)带有圆形凸台(5)，所述叉耳(6)的U型叉(9)与圆形凸台(5)滑动配合，根部的叉耳轴(11)与所述输出轴(7)固定连接。
2.根据权利要求1所述的摇臂式角位移作动器，其特征在于：所述减速器(2)采用2级或3级齿轮减速机构。
3.根据权利要求1所述的摇臂式角位移作动器，其特征在于：丝杠副的丝杠轴(3)被角接触球轴承(8)支撑。
4.根据权利要求1所述的摇臂式角位移作动器，其特征在于：所述叉耳(6)具有与轴承结合的圆形台阶轴(10)，在侧面具有加强筋(12)。
5.根据权利要求1所述的摇臂式角位移作动器，其特征在于：所述丝杠副采用滚珠丝杠轴或梯形丝杠轴。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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