CN111337219A - 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构 - Google Patents

一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构 Download PDF

Info

Publication number
CN111337219A
CN111337219A CN202010108363.2A CN202010108363A CN111337219A CN 111337219 A CN111337219 A CN 111337219A CN 202010108363 A CN202010108363 A CN 202010108363A CN 111337219 A CN111337219 A CN 111337219A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control surface
shifting fork
feedback
screw rod
automatic variable
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.)
Pending
Application number
CN202010108363.2A
Other languages
English (en)
Inventor
孙立伟
杨春秋
崔文昊
姚晓先
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.)
Beili Servo Zhuhai Technology Co ltd
Original Assignee
Beili Servo Zhuhai Technology Co ltd
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 Beili Servo Zhuhai Technology Co ltd filed Critical Beili Servo Zhuhai Technology Co ltd
Priority to CN202010108363.2A priority Critical patent/CN111337219A/zh
Publication of CN111337219A publication Critical patent/CN111337219A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，机构中的两个盖板分别在左、右支座前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉通过转轴安装在空腔内，拨叉上端与丝杆上的螺母配合，螺母相对于拨叉上下移动，拨叉末端通过球头与球面推杆的球窝配合，球面推杆下端通过活动轴连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴活动连接在左、右支座的下端，球头的中心位于活动轴和固定轴的中心之间；电机带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆推拉舵面安装座，舵面安装座绕固定轴产生角度偏转。本发明能够在有限的空间内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩的转换。

Description

一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构
技术领域
本发明涉及一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，属于航空航天空气动力学技术领域。
背景技术
风洞试验是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据。
风洞试验过程中，模型机翼需要根据设定的程序在不同的角度停留各一定的时间，以进行吹风试验。现有的风动试验室多是通过工人手动进行操作，效率较低。更有些风动试验是在密封舱中进行，每变动一个角度都需要泄压后工人才能进入试验舱进行机翼角度操作，调整好后还要进行重新冲压，过程十分耗费资源和时间，因此迫切需要一款自动变舵面机构对机翼角度进行自动调整，而自动变舵面机构在有限的机翼厚度空间内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩的转换成为迫切需要攻克的难点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，能够在有限的空间(厚度16mm)内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩(20Nm)的转换。
一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，该机构包括左支座、右支座、盖板、拨叉、螺母、丝杆、球面推杆和舵面安装座；
所述左支座和右支座的上端分别安装轴承和电机，所述丝杆一端通过减速箱与电机连接，另一端由轴承对其进行支撑；两个盖板分别在左支座和右支座前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉通过盖板上的转轴安装在空腔内，拨叉的上端与丝杆上的螺母配合，螺母相对于拨叉上下移动，拨叉的末端通过球头与球面推杆的上端的球窝配合，球面推杆的下端通过活动轴连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴活动连接在左支座和右支座的下端，球头的中心位于活动轴和固定轴的中心之间；电机通过减速箱带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆推拉舵面安装座，舵面安装座绕固定轴转动产生角度偏转。
进一步地，所述舵面安装座上加工与舵面基准转轴同心的电位器安装槽并安装电位器，电位器将舵面安装座的转动数据反馈到外部的控制系统中，对舵面安装座的转动角度进行闭环控制。
进一步地，所述拨叉行程的两端极限位置安装限位开关和机械限位块，对产品出现异常情况进行有效保护。
进一步地，所述拨叉的末端为圆柱形结构，所述球头上具有与圆柱形结构配合的圆柱孔。
进一步地，所述球面推杆由本体和护板组成，本体和护板对接固定后形成容纳球头的球形空腔。
进一步地，所述盖板的内侧面作为拨叉连杆的两个导向基准面来抵消螺母运动产生的分力。
有益效果：
1、本发明的总体传动路线是丝杆螺母副将产生的直线运动后，利用拨叉和球面推杆的配合使舵面安装座产生转动，将直线运动转化为同一平面内的转动，利用转动力矩来驱动舵面安装座发生偏转，由于力的作用点位于舵面上的铰接点和转动中心之间，因此能够实现小空间范围内的大扭矩传递。
2、本发明的拨叉与球面推杆之间为球头和球窝的配合，能够有效地消除拨叉上下两端在转动过程中可能导致的运动卡滞，上述配合面之间由加工精度来保证配合间隙，使得机构的角度调整精度得以保证。
3、由于结构设计要求，舵面基准销轴不能与舵面连接件设计为刚性一体结构，无法准确反映舵面实际偏转角度，电位器敏感轴不能直接安装在舵面基准销轴上，本发明采用了在舵面安装座上加工与舵面基准转轴同心的电位器安装槽方式，能够实现角度偏转重复性精度的要求。
4、本发明在有限的机翼厚度空间内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩的转换，同时能够配合自动变舵面舵机完成对舵面的精确角度控制；解决了工人手动操作来实现模型的机翼停留在不同的角度并承载较大风载效率低、耗费资源的问题。
附图说明
图1为本发明的整体结构轴测图；
图2为本发明的整体结构平面图；
图3为舵面安装座产生偏转的原理示意图(图2右视图)；
图4为球面推杆本体的结构示意图；
图5为球面推杆护板结构示意图；
图6为拨叉结构示意图。
其中，1-左支座、2-拨叉、3-转轴、4-电机、5-丝杆、6-螺母、7-轴承挡板、8-球面推杆、9-电位器、10-舵面安装座、11-固定轴、12-活动轴、13-机械限位块、14-限位开关、15-右支座、16-盖板、17-电位器转接板、18-轴承、19-电机转接板、20-联轴器、21-电机支座、22-球头。
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。
如附图1和2所示，本发明提供了一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，机构包括左支座1、右支座15、电机4、盖板16、拨叉2、螺母6、丝杆5、球面推杆8、球头22和舵面安装座10；
丝杆5和电机4进行分体设计，丝杆5两端通过轴承18支撑在左支座1和右支座15上，左支座1上轴承座侧方安装轴承挡板7，安装在右支座15上的电机4与丝杆5通过联轴器20连接。电机4通过齿轮箱减速器减速后带动丝杆5同轴转动。两个盖板16分别在左支座1和右支座15前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉2通过盖板16上的转轴3安装在空腔内。拨叉2的结构如附图6所示，拨叉2整体呈直角弯折结构，上端为分体结构，分体结构的内侧面为直线滑槽，直线滑槽与丝杆上的螺母外侧面进行配合，拨叉2的下端为圆柱形结构，用于与球头22上的圆柱孔配合。
为了将球头22安装到球面护板8内部，如附图4和5所示，球面推杆设计成由本体和护板组成的分体结构，本体的上方和护板上都具有部分的球形空腔，护板与本体平面对接固定后形成容纳球头22的完整球形空腔，本体的下方为舵面安装座的安装面，由于拨叉2转动的运动轨迹为弧线，而球面护板8对舵面安装座10进行推拉动作的运动轨迹为直线，球头22和球面护板8的配合关系能够消除这两种不同运动轨迹所导致的运动卡滞。
拨叉2的上端与丝杆5上的螺母配合后，螺母6相对于拨叉2上下移动，拨叉的末端通过球头与球面推杆配合连接，球面推杆8的下端通过活动轴12连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴11活动连接在左支座1和右支座15的下端的悬臂梁上，球头22的中心位于活动轴12和固定轴11的中心轴线之间；电机通过减速箱带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆8推拉舵面安装座10，舵面安装座10绕固定轴11转动产生角度偏转。
拨叉2行程的两端极限位置安装限位开关14和机械限位块13，对产品出现异常情况进行有效保护。
舵面安装座10上加工与舵面基准转轴同心的电位器安装槽并安装电位器9，电位器9通过电位器转接板17固定在右支座上。电位器9将舵面安装座10的转动数据反馈到外部的控制系统中，对舵面安装座的转动角度进行闭环控制。
为了减小运动摩擦力，螺母6的两侧安装铜块，铜块与拨叉2上端内侧面的直线槽配合。
控制系统给出控制信号以后，控制电机4顺时针或逆时针转动，电机4通过联轴器20带动丝杆5转动，螺母6做平行移动的同时带动拨叉2绕转轴3产生转动，拨叉2下端通过球头推拉球面推杆8，球面推杆8带动舵面安装座10绕左支座1和右支座15上的固定轴11转动，最终通过球面推杆8推动舵面安装座10沿舵面基准轴即固定轴11转动到相对应的角度。其转动原理如附图3所示，图中中间的附图表示舵面处于0°位置，舵面需要正角度偏转时，球面推杆8向下推舵面安装座10，由于球头22的中心位于活动轴12和固定轴11的中心轴线之间，舵面安装座10在球面推杆的推动下产生转动力矩绕固定轴11发生转动，左侧附图为舵面偏转正25°的示意图。同理，舵面需要负角度偏转时，球面推杆8向上拉动舵面安装座10，达到右侧附图的负25°。电位器9通过其敏感轴与舵面基准轴同心的舵面固连，实时反映舵面的实际偏转角度，反馈给控制系统达到闭环控制
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 (6)

1.一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，该机构包括左支座、右支座、盖板、拨叉、螺母、丝杆、球面推杆和舵面安装座；
所述左支座和右支座的上端分别安装轴承和电机，所述丝杆一端通过减速箱与电机连接，另一端由轴承对其进行支撑；两个盖板分别在左支座和右支座前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉通过盖板上的转轴安装在空腔内，拨叉的上端与丝杆上的螺母配合，螺母相对于拨叉上下移动，拨叉的末端通过球头与球面推杆的上端的球窝配合，球面推杆的下端通过活动轴连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴活动连接在左支座和右支座的下端，球头的中心位于活动轴和固定轴的中心之间；电机通过减速箱带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆推拉舵面安装座，舵面安装座绕固定轴转动产生角度偏转。
2.如权利要求1所述的风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，所述舵面安装座上加工与舵面基准转轴同心的电位器安装槽并安装电位器，电位器将舵面安装座的转动数据反馈到外部的控制系统中，对舵面安装座的转动角度进行闭环控制。
3.如权利要求1或2所述的风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，所述拨叉行程的两端极限位置安装限位开关和机械限位块。
4.如权利要求3所述的风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，所述拨叉的末端为圆柱形结构，所述球头上具有与圆柱形结构配合的圆柱孔。
5.如权利要求4所述的风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，所述球面推杆由本体和护板组成，本体和护板对接固定后形成容纳球头的球形空腔。
6.如权利要求5所述的风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，其特征在于，所述盖板的内侧面作为拨叉连杆的两个导向基准面来抵消螺母运动产生的分力。
CN202010108363.2A 2020-02-21 2020-02-21 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构 Pending CN111337219A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010108363.2A CN111337219A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010108363.2A CN111337219A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111337219A true CN111337219A (zh) 2020-06-26

Family

ID=71181813

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010108363.2A Pending CN111337219A (zh) 2020-02-21 2020-02-21 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111337219A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101509543A (zh) * 2009-03-19 2009-08-19 北京理工大学 一种用于角度输出的滚珠丝杠减速机构
CN202201167U (zh) * 2011-05-11 2012-04-25 王略 十字倾转式共轴飞行器
CN102944376A (zh) * 2012-11-30 2013-02-27 中国航天空气动力技术研究院 一种风洞试验装置
CN103674474A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 全机风洞实验舵面操纵装置失效模拟装置
CN205228762U (zh) * 2015-11-13 2016-05-11 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种风洞试验飞机模型舵面角度自动调整装置
CN107215454A (zh) * 2017-04-26 2017-09-29 北京理工大学 一种新型复合滚转姿态控制系统及方法
CN108708973A (zh) * 2018-07-16 2018-10-26 贵州航天控制技术有限公司 一种用于电动伺服机构的拨叉传动装置
CN110254752A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 贵州航天控制技术有限公司 一种小型大力臂宽行程电动舵机
CN110667886A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 西安爱生技术集团公司 一种固定翼无人机舵面测量控制系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101509543A (zh) * 2009-03-19 2009-08-19 北京理工大学 一种用于角度输出的滚珠丝杠减速机构
CN202201167U (zh) * 2011-05-11 2012-04-25 王略 十字倾转式共轴飞行器
CN102944376A (zh) * 2012-11-30 2013-02-27 中国航天空气动力技术研究院 一种风洞试验装置
CN103674474A (zh) * 2013-12-23 2014-03-26 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 全机风洞实验舵面操纵装置失效模拟装置
CN205228762U (zh) * 2015-11-13 2016-05-11 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种风洞试验飞机模型舵面角度自动调整装置
CN107215454A (zh) * 2017-04-26 2017-09-29 北京理工大学 一种新型复合滚转姿态控制系统及方法
CN108708973A (zh) * 2018-07-16 2018-10-26 贵州航天控制技术有限公司 一种用于电动伺服机构的拨叉传动装置
CN110254752A (zh) * 2019-07-05 2019-09-20 贵州航天控制技术有限公司 一种小型大力臂宽行程电动舵机
CN110667886A (zh) * 2019-09-30 2020-01-10 西安爱生技术集团公司 一种固定翼无人机舵面测量控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108454882B (zh) 一种舵面驱动和舵面角度测量机构
US7997161B2 (en) Device for the movement and orientation of an object in space and use thereof in rapid machining
CN106840583B (zh) 一种具有平移功能的亚跨超声速风洞大攻角机构
CN202712431U (zh) 一种含有固定调整机构的天线副反射面系统
CN108362465B (zh) 连续式跨声速风洞半柔壁面喷管喉块竖直空间式电动驱动装置
CN111634224B (zh) 一种三自由度车载无人机收纳装置
CN103434655A (zh) 一种飞机前起落架装配试验车
CN111590091A (zh) 一种双摆角主轴头
CN108275259B (zh) 一种扁平副翼舵机机构
CN111351399A (zh) 一种微小型导弹舵机
CN113071721A (zh) 一种空间机械臂三维运动重力补偿系统
CN114964695A (zh) 一种具有两自由度的风洞试验半模支撑装置
CN111337219A (zh) 一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构
CN116605388B (zh) 一种单电机驱动的水下矢量推进器及其矢量装置
CN101767647B (zh) 一种可自锁的九十度全翼变后掠的传动机构
CN218594544U (zh) 一种质心调节机构
CN108945433B (zh) 基于十字轴铰链和圆锥摇臂的三维扑动扑翼驱动机构
CN114473474B (zh) 用于螺栓侧面装配的机器人末端执行器及系统
CN115791071A (zh) 一种用于直升机机动飞行状态模拟的风洞试验平台
CN110937093A (zh) 一种水下装备矢量推进器
CN113373790B (zh) 一种舟桥动力系统控制装置
CN110697038B (zh) 一种无人直升机变距操纵机构
CN108458150B (zh) 一种电动直行程阀执行器
CN110545008A (zh) 一种适用多种工况的紧凑型变减速比机电作动器
CN113386166B (zh) 一种适用于超冗余机械臂的解耦可变刚度关节

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
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200626