CN112849407A - 一种伺服机构用锁紧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伺服机构用锁紧装置，属于机电设备领域，其通过驱动组件、锁紧组件和位置敏感组件的集成化一体设置，有效缩小了锁紧装置的体积，准确实现了锁紧装置在机载导弹武器系统中的应用，再利用各部件之间的对应匹配，有效实现了伺服机构的准确锁定以及准确解除锁定。本发明的伺服机构用锁紧装置，其结构简单，整体性强，集成化程度高，能准确实现伺服机构未工作时的准确锁定和工作时的快速解锁，并且减小锁紧装置使用过程中的功耗，实现锁紧装置状态的在线检测及输出，充分保证锁紧装置工作的准确性，为伺服机构工作的准确性提供保障，推动伺服机构以及相关机载导弹武器系统的发展，具有较好的实用价值和推广价值。
Description
技术领域
本发明属于机电设备领域，具体涉及一种伺服机构用锁紧装置。
背景技术
在机载导弹武器系统中，伺服机构的应用十分广泛，在武器系统从锁定状态切换为工作状态的过程中承担着十分重要的作用。在机载导弹武器系统挂机飞行过程中，由于伺服机构电池未激活，在飞行高速气流产生的铰链力矩作用下，舵面极易产生角度偏转，导致偏离预定的机械零位；而在激活电池投放时，由于四个舵面同时大角度偏转回零会带来导弹姿态的失稳，为此机载导弹武器系统用伺服机构往往需要配备锁紧装置来实现挂机飞行过程中的舵面锁定及投放前的解锁。
目前，常用的舵锁紧装置往往采用在电机端部集成失电制动器的方案，其工作原理为当制动器未通电时，制动器衔铁与转子上的制动盘接触，衔铁上的制动销插入制动盘的腰型槽内，实现对电机轴的锁定；当制动器绕组施加一定的直流电压时，衔铁就被电磁力吸回，制动销从制动盘的槽内退出，电机不制动，即制动器解锁。
上述方式虽然能一定程度上满足伺服机构的锁定需求，但是，由于解锁过程中需始终对制动器绕组通电，在长时间工作条件下一方面制动器发热严重，系统功耗高；另一方面，在温度升高后还存在着永久磁钢退磁，电磁力减弱造成解锁不可靠的问题。另外，采用失电制动器方案的伺服机构其锁紧解锁状态并无在线状态输出，测发控系统不能掌握当前伺服机构的工作状态，不利于武器系统测发控流程的可靠控制运行。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种伺服机构用锁紧装置，能有效克服现有锁紧装置功耗高、长时间工作不可靠、无在线状态输出等缺点，提升锁紧装置的结构整体性，减小锁紧装置的体积和功耗，实现状态信号的在线输出。
为实现上述目的，本发明提供一种伺服机构用锁紧装置，包括支架，还包括设置在该支架上的锁紧组件、驱动组件和位置敏感组件；
所述驱动组件与所述锁紧组件匹配，用于驱动该锁紧组件运动，以锁定伺服机构或者解除对所述伺服机构的锁定；
所述位置敏感组件与所述驱动组件通过控制电路连接，用于向所述驱动组件发送控制指令，以控制所述驱动组件将所述锁紧组件驱动到位，以及控制所述驱动组件在锁紧组件被驱动到位后停止工作。
作为本发明的进一步改进，所述驱动组件包括电机、第一齿轮、第二齿轮和螺杆；
所述第一齿轮同轴设置在所述电机的输出轴上，其与同轴设置于所述螺杆端部的第二齿轮啮合，使得所述电机可驱动所述螺杆转动；
所述螺杆背离所述第二齿轮的一端与所述锁紧组件以螺纹匹配，使得所述螺杆的转动可驱动该锁紧组件沿该螺杆轴向往复运动。
作为本发明的进一步改进，所述锁紧组件为锁头，其包括垂直于所述螺杆的板部和与该螺杆同轴设置的销部；所述螺杆同轴穿过所述销部并与之以螺纹匹配。
作为本发明的进一步改进，对应所述锁头设置有一对分别穿过所述板部的导柱，所述导柱平行于所述螺杆设置，其两端分别固定在所述支架上，且所述板部上对应所述导柱设置有滑套，使得所述导柱与对应滑套滑动匹配。
作为本发明的进一步改进，所述位置敏感组件为对应设置在支架上的第一光电开关和第二光电开关，并对应两光电开关在所述锁定组件上分别设置有挡片，即第一挡片和第二挡片，使得所述锁定组件刚好锁定到位时该第一挡片刚好与所述第一光电开关匹配，且所述锁定组件刚好解除锁定时该第二挡片刚好与所述第二光电开关匹配。
作为本发明的进一步改进，对应所述电机设置有卡箍，所述卡箍贴设于所述电机的外周，其两端分别通过第一螺钉连接在所述支架上。
作为本发明的进一步改进，所述第一光电开关和/或所述第二光电开关为U型槽光电开关。
作为本发明的进一步改进，所述螺杆设置有第二齿轮的端部外周设置有若干轴承，且所述轴承通过盖板封装于所述支架上。
作为本发明的进一步改进，所述第二齿轮与所述螺杆通过轴套固定连接。
上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
(1)本发明的伺服机构用锁紧装置，其通过驱动组件、锁紧组件和位置敏感组件的集成化一体设置，有效缩小了锁紧装置的体积，使得锁紧装置在机载导弹武器系统中的应用更加灵活；利用锁紧组件与位置敏感组件的对应匹配，使得锁紧装置仅在动作过程中有电流消耗，充分保证锁紧组件准确匹配和准确匹配的同时，避免了锁紧装置的长时间供电，降低了装置的功耗，并能实现锁紧装置锁紧、解锁状态的在线输出，提升锁紧装置应用的准确性；
(2)本发明的伺服机构用锁紧装置，其通过螺杆、导柱、滑套、光电开关等部件的对应设置，能有效实现电机驱动力的准确传递，保证锁头驱动方向的单向性和准确性，进而保证锁紧装置工作的准确性；
(3)本发明的伺服机构用锁紧装置，其结构简单，整体性强，集成化程度高，能准确实现伺服机构未工作时的准确锁定和工作时的快速解锁，并且减小锁紧装置使用过程中的功耗，实现锁紧装置状态的在线检测及输出，充分保证锁紧装置工作的准确性，为伺服机构工作的准确性提供保障，推动伺服机构以及相关机载导弹武器系统的发展，具有较好的实用价值和推广价值。
附图说明
图1是本发明实施例中伺服机构用锁紧装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中伺服机构用锁紧装置的锁紧组件结构剖视图；
图3是本发明实施例中伺服机构用锁紧装置的结构左视图；
图4是本发明实施例中伺服机构用锁紧装置的系统组成示意图；
在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
1、支架；2、第一螺钉；3、电机；4、卡箍；5、第一光电开关；6、第二光电开关；7、螺杆；8、导柱；9、轴套；10、盖板；11、轴承；12、滑套；13、锁头；14、第一挡片；15、第二挡片；16、第二螺钉；17、第一连接件；18、第一齿轮；19、销；20、第二齿轮；21、螺母；22、第二连接件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例：
如图4中所示，本发明优选实施例中的伺服机构用锁紧装置包括驱动组件、锁紧组件和位置敏感组件。其中，驱动组件分别与锁紧组件和位置敏感组件以控制电路连接，三者集成安装于支架1上，再通过支架1可以安装于对应的机载导弹武器系统中，以实现对应伺服机构的锁定或者解除锁定。其工作原理优选如下：在伺服机构未工作时，锁紧组件处于与伺服机构匹配的状态，并由位置敏感组件实时采集锁紧组件的状态并反馈。当伺服机构准备工作时，驱动组件收到控制指令，进而控制锁紧组件解除对伺服机构的锁定，在此过程中，位置敏感组件实时反馈锁紧组件是否解除到位，待其解除到位后，伺服机构开始工作。
请参阅图1～3，在优选实施例中，驱动组件包括电机3，其通过若干第一连接件17固定在支架1上，优选实施例中的第一连接件17为螺钉。同时，为了提升电机3的安装稳定性，优选实施例中还对应电机3设置有卡箍4，其对应设置在电机3本体的外周，两端分别设置有第一螺钉2，通过两第一螺钉2准确连接在支架1上，从而实现电机3的辅助紧固。
进一步地，在电机3的输出轴上同轴设置有第一齿轮18，其通过销19固定在电机3输出轴的端部，用于电机3驱动力的对应输出。相应地，在锁紧组件的端部对应设置有第二齿轮20，两齿轮对应啮合，以实现电机3驱动力向锁紧组件的传递。
具体而言，优选实施例中的锁紧组件如图2中所示，其设置在驱动组件的一侧，包括呈杆状结构的螺杆7，螺杆7的轴线平行于电机3的轴线。同时，第二齿轮20通过螺母21紧固连接于螺杆7的端部，其与螺杆7同轴设置，通过第二齿轮20的转动可带动螺杆7对应转动。
进一步地，螺杆7的一端为驱动端，另一端为螺纹端。其中，驱动端的外周套设有轴套9和轴承11，轴套9的一端匹配第二齿轮20，另一端匹配在驱动端的外周，确保第二齿轮20可与螺杆7准确匹配，保证两者的同步转动。同时，驱动端的外周设置有若干轴承11，其通过盖板10封装在支架1上的轴承孔中，而盖板10通过若干第二连接件22实现与支架1的连接，优选实施例中的第二连接件22为螺钉，进而实现螺杆7在支架1上的准确设置，辅助螺杆7的转动过程。
相应地，螺纹端的外周上开设有连续的外螺纹，并对应其设置有锁头13，优选实施例中的锁头13呈“T形”结构，其包括呈板状结构的板部和与螺杆同轴设置的销部，板部优选与螺杆7的轴线垂直，销部与螺杆7同轴设置，且销部与螺杆7以螺纹匹配，形成螺纹丝杆副。继而通过螺杆7的转动，并可实现销部相对螺杆7的轴向运动，进而实现与伺服机构的锁定或者解除锁定。
为了保证锁头13运动的可靠性，避免锁头13驱动过程中的转动，优选实施例中对应锁头13设置有一对导柱8，如图2中所示，导柱8的两端分别固定在支架1上，其轴线平行于螺杆7的轴线。同时，锁头13上对应两导柱8成对开设有滑套孔，并在滑套孔中设置有滑套12，继而各滑套12分别与对应的导柱8匹配，使得锁头13可相对于两导柱8进行轴向往复运动，确保销部运动的准确性。
进一步地，对应锁头13和电机3还设置有到位检测组件，其包括第一光电开关5和第二光电开关6，并对应两光电开关在锁头13上分别设置有挡片，即第一挡片14和第二挡片15。
具体而言，两光电开关分别包括两间隔设置的开关单元，如图1、3中所示，当两开关单元之间没有隔断时，表明光电开关处于初始状态，此时锁头13并未运动到位；当两开关单元之间被隔断时，表明锁头13已经运动到位，继而对应的光电开关反馈相应的信号到电机3，使得电机3停止工作。在优选实施例中，开关单元的隔断通过两挡片来实现，两挡片分别通过第二螺钉16固定在锁头13上，并可跟随锁头13进行竖向运动。
在一个具体实施例中，两光电开关分别为U型槽光电开关。其中，第一光电开关5与第一挡片14匹配，当第一挡片14随锁头13向下运动到可隔断第一光电开关5的两开关单元时，表明锁头13已经伸出到位，即锁头13的销部已经匹配进伺服机构上对应的销孔中，并将伺服机构锁定在对应状态。相应地，第二光电开关6与第二挡片15匹配，当第二挡片15随锁头13向上运动到可隔断第二光电开关6的两开关单元时，表明锁头13已经缩回到位，即锁头13的销部已经解除与伺服机构上对应销孔的匹配，伺服机构解除锁定。
对于优选实施例中的伺服机构用锁紧装置而言，其工作过程优选如下：
当伺服机构处于未工作时，锁头13的销部准确匹配伺服机构上的对应销孔，且第一光电开关5显示锁紧组件处于准确的锁定位置，此时，舵轴锁定。当伺服机构准备工作时，驱动组件通过控制电路接收测发控系统的锁紧解锁信号，并将该信号发送给电机3，电机3街道信号后开始驱动螺杆7转动，使得锁头13开始进行平移运动，直至第二挡片15匹配第二光电开关6，表明此时销部完全脱离对伺服机构销孔的匹配，进而由第二光电开关6发送指令到电机3，使其停止工作，此时，锁头13解除对舵轴的锁定，舵轴可以自由运动。在整个过程中，可实时或者间隔控制位置敏感组件(即两光电开关)来检测锁紧组件是否处于正常工作状态，若显示未处于对应的状态，控制电路都能控制电机3进行对应工作，直至相应的光电开关显示对应的工作状态。
本发明中的伺服机构用锁紧装置，其结构简单，整体性强，集成化程度高，能准确实现伺服机构未工作时的准确锁定和工作时的快速解锁，并且减小锁紧装置使用过程中的功耗，实现锁紧装置状态的在线检测及输出，充分保证锁紧装置工作的准确性，为伺服机构工作的准确性提供保障，推动伺服机构以及相关机载导弹武器系统的发展，具有较好的实用价值和推广价值。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种伺服机构用锁紧装置，包括支架，其特征在于，还包括设置在该支架上的锁紧组件、驱动组件和位置敏感组件；
所述驱动组件与所述锁紧组件匹配，用于驱动该锁紧组件运动，以锁定伺服机构或者解除对所述伺服机构的锁定；
所述位置敏感组件与所述驱动组件通过控制电路连接，用于向所述驱动组件发送控制指令，以控制所述驱动组件将所述锁紧组件驱动到位，以及控制所述驱动组件在锁紧组件被驱动到位后停止工作。
2.根据权利要求1所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述驱动组件包括电机、第一齿轮、第二齿轮和螺杆；
所述第一齿轮同轴设置在所述电机的输出轴上，其与同轴设置于所述螺杆端部的第二齿轮啮合，使得所述电机可驱动所述螺杆转动；
所述螺杆背离所述第二齿轮的一端与所述锁紧组件以螺纹匹配，使得所述螺杆的转动可驱动该锁紧组件沿该螺杆轴向往复运动。
3.根据权利要求2所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述锁紧组件为锁头，其包括垂直于所述螺杆的板部和与该螺杆同轴设置的销部；所述螺杆同轴穿过所述销部并与之以螺纹匹配。
4.根据权利要求3所述的伺服机构用锁紧装置，其中，对应所述锁头设置有一对分别穿过所述板部的导柱，所述导柱平行于所述螺杆设置，其两端分别固定在所述支架上，且所述板部上对应所述导柱设置有滑套，使得所述导柱与对应滑套滑动匹配。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述位置敏感组件为对应设置在支架上的第一光电开关和第二光电开关，并对应两光电开关在所述锁定组件上分别设置有挡片，即第一挡片和第二挡片，使得所述锁定组件刚好锁定到位时该第一挡片刚好与所述第一光电开关匹配，且所述锁定组件刚好解除锁定时该第二挡片刚好与所述第二光电开关匹配。
6.根据权利要求2～4中任一项所述的伺服机构用锁紧装置，其中，对应所述电机设置有卡箍，所述卡箍贴设于所述电机的外周，其两端分别通过第一螺钉连接在所述支架上。
7.根据权利要求5所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述第一光电开关和/或所述第二光电开关为U型槽光电开关。
8.根据权利要求2～4中任一项所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述螺杆设置有第二齿轮的端部外周设置有若干轴承，且所述轴承通过盖板封装于所述支架上。
9.根据权利要求2～4中任一项所述的伺服机构用锁紧装置，其中，所述第二齿轮与所述螺杆通过轴套固定连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210528 |