CN112072844A - 一种一体化大推力伺服机构 - Google Patents

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张显亭
余兴兆
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Abstract

本发明提供了一种一体化大推力伺服机构，包括旋变定子、旋变转子；所述旋变转子固定在转子组件上并位于旋变定子内圈；所述旋变定子固定于旋变支架，转子组件可转动固定于旋变支架；在旋变支架靠后端位置有角接触球轴承固定于转子组件和旋变支架。本发明基于无刷力矩电机直驱的传动结构，结合行星滚柱丝杠的轴传动结构，有效降低整机重量，获得大推力直线输出的伺服机构，以解决直线推力伺服机构推力不足、回差较大，精度较低和系统寿命短的问题。

Description

一种一体化大推力伺服机构
技术领域
本发明涉及一种一体化大推力伺服机构。
背景技术
随着航空、航天技术的发展，发动机作为系统的唯一动力源，其推力和寿命不断提高，对发动机喷管外围伺服系统提出了更高的要求。不仅对系统的动态响应特性和输出推力要求越来越高，对伺服机构的体积和重量要求也越来越高。作为快速响应的随动系统核心单机，当前传统的直线伺服机构，推力和重量比远远满足不了当前技术发展的需要。
现有直线推力伺服机构采用了伺服电机驱动，齿轮减速，驱动滚珠丝杠获得直线推力运动，体积重量大，同时传动环节较多，使得传动回差很大且无法消除，且传动精度有限。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种一体化大推力伺服机构，该一体化大推力伺服机构能有效解决上述直线推力伺服机构推力不足、回差较大，精度较低和系统寿命短的问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种一体化大推力伺服机构，包括旋变定子、旋变转子；所述旋变转子固定在转子组件上并位于旋变定子内圈；所述旋变定子固定于旋变支架，转子组件可转动固定于旋变支架；在旋变支架靠后端位置有角接触球轴承固定于转子组件和旋变支架。
所述转子组件后端和旋变支架后端固定有深沟球轴承。
所述转子组件通过角接触球轴承可转动固定于旋变支架前端。
所述转子组件后端有端盖组件，端盖组件上有盖板盖于转子组件后端位置。
所述旋变支架前端有前端盖组件，前端盖组件和转子组件之间有密封圈，密封圈采用带弹簧预紧补偿结构。
所述转子组件后端装有直线位移传感器。
所述旋变定子和直线位移传感器通过插座内部走线连接。
所述转子组件分为前后两段轴体，前段轴体和后段轴体之间通过行星滚柱丝杠结构传动。
本发明的有益效果在于：基于无刷力矩电机直驱的传动结构，结合行星滚珠丝杠的轴传动结构，有效降低整机重量，获得大推力直线输出的伺服机构，以解决直线推力伺服机构推力不足、回差较大，精度较低和系统寿命短的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A-A面剖视图。
图中：1-端盖组件，2-盖板，4-旋变支架，6-插座支架，7-插座， 10-壳体组件，11-前端盖组件，14-转子组件，16-旋变定子，17-锁紧垫圈，18-直线位移传感器，21-旋变转子。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1、图2所示的一种一体化大推力伺服机构，包括旋变定子16、旋变转子21；旋变转子21固定在转子组件14上并位于旋变定子16内圈；旋变定子16固定于旋变支架4，转子组件14可转动固定于旋变支架4；在旋变支架4靠后端位置有角接触球轴承固定于转子组件14和旋变支架4。
转子组件14后端和旋变支架4后端固定有深沟球轴承。
转子组件14通过角接触球轴承可转动固定于旋变支架4前端。
转子组件14后端有端盖组件1，端盖组件1上有盖板2盖于转子组件14后端位置。
旋变支架4前端有前端盖组件11，前端盖组件11和转子组件14之间有密封圈，密封圈采用带弹簧预紧补偿结构。
转子组件14后端装有直线位移传感器18。
旋变定子16和直线位移传感器18通过插座7内部走线连接。
转子组件14分为前后两段轴体，前段轴体和后段轴体之间通过行星滚柱丝杠结构传动。
实施例1
采用上述方案，伺服机构采用无刷力矩电机直接驱动结构，电机旋转位置反馈采用旋转变压器，控制器通过解算旋变位置信号实现力矩电机精确位置控制，通过提高解算芯片的计算能力和传感器的精度可以获得高达弧分级电机旋转精度。旋变转子21和旋变定子16分体式安装于转子组件14和旋变支架4上，转子组件14通过组件两端轴承在壳体组件10和旋变支架4上定位，从而保证旋变转子21与旋变定子16 之间的同轴度和位置度，从结构上保证旋变信号的准确性。
直线位移传感器18动子端与丝杠端部螺纹连接，定子端通过端部螺纹用螺母与端盖组件1连接，采用直线位移传感器18，作为直线传动机构末端位移反馈元件，提供外部位移控制闭环信号，获得更高精度的伺服特性。
直线位移传感器18、旋变和电枢引出线均通过内部走线的方式连接在插座7上，通过插座与外部控制器连接。引出线方式采用防波套保护，同时采用低压高压分开的方式进行隔离，避免电磁干扰。
整机结构采用内外圆、止口定位，四个螺柱与螺母连接，保证结构精度，整机结构简单、紧凑，可靠性高。
壳体组件10由壳体、销2.5X5、电枢构成。壳体组件是将电枢直接过盈压装在壳体内孔，采用销子进行定位，保证结构精度和强度。
前端盖组件11由支撑环、前端盖、挡板、螺钉M2X6、密封圈 HL1216031604构成。前端盖组件用于支撑输出丝杠轴，支撑环采用耐磨性较好的含油轴承材料，铜基粉末冶金制备，通过螺纹的方式安装在前端盖上。端部设计了密封圈5密封结构，采用挡板和螺钉连接，将密封圈5固定在前端盖上。密封圈采用带弹簧预紧补偿结构，可全寿命周期内有效防止输出丝杠轴伸出后由于油脂沾染的灰尘，在缩回过程中进入丝杠传动副，保持传动机构内部洁净度，从而提高寿命。
转子组件14由转接头组件、螺钉M3X8、轴承6903、线性运动组件、轴承7005C、锁紧螺母I构成。转子组件两端设置一对角接触球轴承7005C组合结构和一个深沟球轴承6903，可有效支撑转子组件旋转，从而避免电机运转过程中不平衡的磁拉力影响，并将伺服机构直线输出的大推力传递至壳体上。转接头组件由转接头、轴承压板、螺钉 M1.6X5、轴承689ZZACMNS7构成；转接头组件上设置轴承 689ZZACMNS7为直线位移传感器质心部位提供有效支撑，从而提高直线位移传感器的抗振动性能，提高传感器可靠性和寿命。线性运动组件由丝杠组件、前段转子组件构成；前段转子组件由磁钢I、磁钢II、卡夫拉超强长纤线带、螺母构成。对于大推力高精度直线伺服系统而言，影响系统精度和高响应特性的重要参数是系统的传动部件精度、传动回差和转动惯量，本传动机构采用精度媲美滚珠丝杠传动的行星滚柱丝杠，其具有很高的运动精度和承载能力，约是同规格滚珠丝杠承载能力的8～12倍，线性运动组件通过将电机转子与丝杠螺母一体化设计，采用电机直驱的技术方案，取消了中间齿轮减速环节，有效的控制了系统的传动回差，提高系统的刚度。前段转子组件上磁钢I和磁钢II采用乐泰620胶粘固后，外圆面缠绕卡夫拉超强长纤线带浸上盾 DUN-5103粘接剂，保证其运动强度同时，降低转子惯量。
由此，上述实施例给出本发明所提供技术方案的一种具体实施方式，可见基于本发明所提供的技术方案，能够有效解决当前直线推力伺服机构推力不足、回差较大，精度较低和系统寿命短的问题。

Claims (8)

1.一种一体化大推力伺服机构，包括旋变定子(16)、旋变转子(21)，其特征在于：所述旋变转子(21)固定在转子组件(14)上并位于旋变定子(16)内圈；所述旋变定子(16)固定于旋变支架(4)，转子组件(14)可转动固定于旋变支架(4)；在旋变支架(4)靠后端位置有角接触球轴承固定于转子组件(14)和旋变支架(4)。
2.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述转子组件(14)后端和旋变支架(4)后端固定有深沟球轴承。
3.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述转子组件(14)通过角接触球轴承可转动固定于旋变支架(4)前端。
4.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述转子组件(14)后端有端盖组件(1)，端盖组件(1)上有盖板(2)盖于转子组件(14)后端位置。
5.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述旋变支架(4)前端有前端盖组件(11)，前端盖组件(11)和转子组件(14)之间有密封圈，密封圈采用带弹簧预紧补偿结构。
6.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述转子组件(14)后端装有直线位移传感器(18)。
7.如权利要求1或6所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述旋变定子(16)和直线位移传感器(18)通过插座(7)内部走线连接。
8.如权利要求1所述的一体化大推力伺服机构，其特征在于：所述转子组件(14)分为前后两段轴体，前段轴体和后段轴体之间通过行星滚柱丝杠结构传动。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114362432A (zh) * 2021-12-08 2022-04-15 中国航发控制系统研究所 一种电动手动双模式可无级自锁的直驱电力作动器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218728A (zh) * 2013-09-13 2014-12-17 黄河科技学院 高度集成的机电作动器及其应用方法
CN104600936A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 北京精密机电控制设备研究所 一种新型永磁同步伺服电机
CN108054893A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 上海航天控制技术研究所 一种改进设计的永磁同步伺服电机结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104218728A (zh) * 2013-09-13 2014-12-17 黄河科技学院 高度集成的机电作动器及其应用方法
CN104600936A (zh) * 2013-10-30 2015-05-06 北京精密机电控制设备研究所 一种新型永磁同步伺服电机
CN108054893A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 上海航天控制技术研究所 一种改进设计的永磁同步伺服电机结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114362432A (zh) * 2021-12-08 2022-04-15 中国航发控制系统研究所 一种电动手动双模式可无级自锁的直驱电力作动器
CN114362432B (zh) * 2021-12-08 2023-10-03 中国航发控制系统研究所 一种电动手动双模式可无级自锁的直驱电力作动器

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