CN113566658A - 一种模块尾舱及舵控传动机构 - Google Patents

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何爱颖
陈景鹏
张伟方
谢雪明
张肖肖
石亦琨
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
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Abstract

本发明公开一种一种模块化尾舱及舵控传动机构。尾舱及尾舱舵控传动机构包括尾舱壳体、舵机安装座、舵机、空气舵、燃气舵、连杆组件等；舵机安装座固定连接在尾舱壳体上，舵机一端通过销轴与舵机安装座铰接，并通过销轴可进行摆动；另一端与连杆组件通过销轴连接，舵机的输出方式为直线输出方式；空气舵通过轴套及轴端锁紧螺母连接在尾舱壳体上；燃气舵通过燃气舵支架连接在尾舱壳体后端框上；连杆组件可将舵机的直线运动转化为空气舵与燃气舵的同步转动。该机构简单紧凑，各零部件紧贴在尾舱壳体内壁，并在发动机喷管的最大外包络线外，尾舱内部设备安装调试后，直接与发动机进行连接，实现箭体模块化装配。

Description

一种模块尾舱及舵控传动机构
技术领域
本发明属于运载火箭等技术领域，具体涉及一种模块尾舱及舵控传动机构。
背景技术
尾舱是火箭结构的最后一个舱体，通过螺栓与发动机后法兰连接，将发动机喷管包住，保护发动机喷管在贮存和运输过程中，不受外部机械损伤；在飞行过程中不受外部气流的冲击，避免喷管被气流吹坏；尾舱也作为仪器设备的安装空间，安装向量控制系统的舵机、燃气舵、空气舵、传动系统、电源，安装控制系统和其他系统的仪器设备。
由于发动机喷管的出口直径较喉部直径大，尾舱内的仪器设备如果较大，就需要先将尾舱壳体安装在发动机上，然后再对尾舱内的仪器设备进行安装调试，该结构形式仪器的安装调试困难，不利于箭体的模块化装配。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种模块尾舱及舵控传动机构，该机构简单紧凑、传动效率高、安装方便，有利于箭体的模块化装配。
尾舱及尾舱舵控传动机构主要由尾舱壳体、舵机安装座、舵机、连杆组件、空气舵和燃气舵及电池、控制器等组成；电池、控制器及舵机安装座连接在尾舱壳体内壁上；舵机连接在舵机安装座上；空气舵通过轴套和锁紧螺母固定在尾舱壳体内壁上；燃气舵通过燃气舵支架连接在尾舱壳体后端面上；连杆组件将舵机的直线运动转化为燃气舵和空气舵的旋转运动，并保证燃气舵和空气舵同步转动。
所述舵机的输出方式为直线输出，舵机一端通过销轴铰接在舵机安装座上，并通过销轴可进行摆动；另一端与连杆组件通过销轴铰接；
所述连杆组件由连架杆I、连架杆II、连杆、套筒和拔销器组成，连架杆I通过锥形销与空气舵轴固定连接，连架杆I两端分别于与舵机输出轴、连杆铰接；连架杆II通过锥形销与燃气舵舵轴固定连接，并通过销轴与套筒铰接；连杆与套筒通过拔销器连接为一体；连杆组件采用平行双曲柄结构，可实现空气舵与燃气舵转动方向相同、转动速度相同；当箭体达到一定飞行速度后，将拔销器从连杆内拔出，舵机只控制空气舵来实现箭体姿态控制。
该机构简单紧凑，各零部件紧贴在尾舱内壁，并都在发动机喷管的最大外包络线外，可以实现尾舱内部设备安装调试完成后与发动机直接进行对接，实现箭体的模块化装配。
附图说明
图1为本发明结构图
图2为本发明舵控传动结构图
图3为空气舵与燃气舵连接结构图
图4为尾舱壳体结构图
图5为空气舵结构图
图6为燃气舵连接结构图
其中，1-空气舵，2-尾舱壳体，3-控制器，4-舵机安装座，5-舵机，6-连杆组件，7-燃气舵，8-发动机喷管，9-销轴，10-锥形销I，11-锥形销II，12-空气舵轴套I，13-空气舵轴套II，14-止动垫圈，15-锁紧螺母；
101-空气舵轴，102-空气舵骨架，103-上蒙皮，104-下蒙皮，105-止动槽；
201-舵机安装凸台，202-空气舵安装孔，203-仪器安装凸台；
601-连架杆I，602-连杆，603-拔销器，604-套筒，605-连架杆II；
701-燃气舵支架，702-燃气舵轴，703-燃气舵，704-轴端挡圈，705-轴套；
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。
如图1～6所示，本发明提供了一种模块尾舱及舵控传动机构，该机构主要包括尾舱壳体2、控制器3、舵机安装座4、空气舵1、舵机5、连杆组件6、燃气舵7等；
控制器3固定连接在尾舱壳体2的仪器安装凸台203上，舵机安装座4固定连接在尾舱壳体2的舵机安装凸台201上；
舵机5的输出方式为直线输出，舵机5通过销轴9铰接在舵机安装座4上，并通过销轴可进行摆动；舵机5输出轴与连杆组件通过销轴铰接；
连杆组件6由连架杆I601、连杆602、拔销器603、套筒604、连接杆II605等组成，连架杆I601通过锥形销I10与空气舵1固定连接，连架杆I601两端分别于与舵机5输出轴、连杆602铰接；连架杆II 605通过锥形销II11与燃气舵7固定连接，并与套筒604铰接；连杆602与套筒604通过拔销器603连接为一体；连杆组件采用平行双曲柄结构，可实现空气舵与燃气舵转动方向相同、转动速度相同；当箭体达到一定飞行速度后，将拔销器603从连杆602内拔出，使燃气舵7不受舵机5的控制，此时，舵机5只控制空气舵1来实现箭体姿态控制。
空气舵1通过轴套I12、轴套II13及锁紧螺母15安装在尾舱壳体2的空气舵安装孔202内，止动垫圈14分别卡在空气舵1止动槽105和锁紧螺母上，防止锁紧螺母15在空气舵连续正反转转动过程中松动；空气舵1结构可以采用硬壳式结构一体加工成型，或者蒙皮骨架式结构，如图5所示，还可以采用蜂窝夹层结构，根据箭体的飞行需求及载荷大小，选择合适的加工方式。
燃气舵7通过燃气舵支架701固定连接在尾舱壳体2的后端面上，并通过限位槽保证空气舵轴与燃气舵轴在一安装面内，燃气舵结构及连接方式如图6所示。

Claims (10)

1.一种模块化尾舱及舵控传动机构，其特征在于：该机构主要包括尾舱壳体2、控制器3、舵机安装座4、舵机5、空气舵1、连杆组件6、燃气舵7等。
2.如权利要求1所述的尾舱壳体2，其特征在于：尾舱壳体3内壁上加工有舵机安装凸台201、空气舵安装孔202、仪器安装凸台203等，控制器3通过螺钉安装在仪器安装凸台203上；舵机安装座4通过螺钉安装在舵机安装凸台201上。
3.如权利要求1所述的舵机5，其特征在于：舵机5的输出方式为直线输出，舵机5通过销轴9铰接在舵机安装座4上，通过销轴9可进行摆动；舵机5输出轴与连杆组件通过销轴铰接；连杆组件绕空气舵轴O3正反转转动时，舵机绕转轴O1左右摆动；当舵机绕转轴O1左右摆动时，不能碰到尾舱壳体内部的结构及仪器设备。
4.如权利要求1所述的连杆组件6，其特征在于：连杆组件6由连架杆I 601、连杆602、拔销器603、套筒604、连接杆II 605等组成；连架杆I 601通过锥形销I 10与空气舵1固定连接，连架杆I 601分别于与舵机5输出轴、连杆602铰接；舵机5与连杆602根据实际安装空间和载荷大小，可以安装在空气舵轴O3的一侧或者两侧，安装在两侧，连接舵机5的一端O2O3根据空间设计的更大一些，为舵机5的选型提供更大的选择空间；连接连杆602的一端O2O3设计的小一点，使结构更加紧凑，传动效率更高。
5.如权利要求1、4所述的连杆602和套筒604，其特征在于：连杆602一端与连架杆I铰接，另一端通过拔销器603与套筒604固定连接，套筒604的另一端与连架杆II 605铰接。
6.如权利要求1、4所述的连架杆II 605，其特征在于：连架杆II 605通过锥形销II 11与燃气舵7固定连接，并与套筒604铰接；连架杆II 605两回转中心距离O5O6与连架杆I 601两回转中心距离O3O4相等，O3O6与O4O5距离相等，O3O6O4O5组成一个平行双曲柄结构，实现空气舵和燃气舵同时转动，且转动角速度相等。
7.如权利要求1、4、所述的拔销器603，其特征在于：拔销器603安装在套筒604上，将连杆602与套筒604连为一体；当箭体达到一定飞行速度后，将拔销器603从连杆602内拔出，使舵机只控制空气舵来实现箭体姿态控制。
8.如权利要求1所述的空气舵1，其特征在于：空气舵1通过轴套I 12、轴套II 13及锁紧螺母15安装在尾舱壳体2的空气舵安装孔202内，止动垫圈14分别卡在空气舵1止动槽105和锁紧螺母上，防止锁紧螺母15在空气舵1连续正反转转动过程中松动；空气舵1结构可以采用硬壳式结构一体加工成型，或者蒙皮骨架式结构，还可以采用蜂窝夹层结构，根据箭体的飞行需求及载荷大小，选择合适的加工方式。
9.如权利要求1所述的燃气舵组件7，其特征在于：燃气舵7通过燃气舵支架701固定连接在尾舱壳体2的后端面上，并通过限位装置保证空气舵轴与燃气舵轴在一安装面内。
10.如权利要求1所述的尾舱舵控传动机构，其特征在于：尾舱内的各零部件都紧贴尾舱内壁安装，并都在发动机喷管8的最大外包络线外，可以实现尾舱内部设备安装调试完成后与发动机直接进行对接，实现箭体的模块化装配。
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