CN114427808A - 一种折叠式舵机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种折叠式舵机，属于舵机技术领域。折叠式舵机包括舵机本体、舵片控制组件和舵片锁定组件。舵机本体包括机体、转轴、至少一个舵片和电机，转轴可转动地布置在机体内，转轴的一端具有沿转轴轴向延伸的插槽，插槽的一侧具有限位块，电机位于机体上。舵片控制组件包括活塞杆、锁紧卡盘和火工品，活塞杆的一端可滑动地插装在机体中，且活塞杆的一端与机体通过拉断销连接，活塞杆套设有凸台，锁紧卡盘位于活塞杆的另一端上。舵片锁定组件包括弹簧和限位销，弹簧的两端分别连接限位销和转轴，限位销的另一端与对舵片相抵。本发明实施例提供的一种折叠式舵机，不仅可以大大提高舵片的展开速率，还能保证舵片展开的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于舵机技术领域，更具体地，涉及一种折叠式舵机。
背景技术
近年来，随着基础工业水平以及现代科技的不断进步，舵系统正朝着小型化、长寿命、高效率、免维护的设计方向发展。我国无人机、巡航制导导弹等技术的研究已成为当前的热点之一。由于无人机、巡航制导导弹体积小巧，内部空间利用率极高，增加了用于调整其空间姿态或发动机控制所需舵机的设计研发难度。折叠式舵机应运而生，相对于传统舵机其在保证传统舵系统结构各项性能的基础上，舵片可折叠大幅度减小了舵机的体积，使其具备更为优越的动态输出特性、电功率特性以及控制性能，成为当前行业主要的发展趋势之一。
然而，常规折叠式舵机受传动方式的限制，舵片是通过弹簧实现展开，展开速率慢，且展开后极易回折，导致展开不稳定。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种折叠式舵机，其目的在于不仅可以大大提高舵片的展开速率，还能有效保持舵片展开的锁紧状态，从而保证舵片展开的稳定性。
本发明提供了一种折叠式舵机，所述折叠式舵机包括舵机本体、舵片控制组件和舵片锁定组件；
所述舵机本体包括机体、转轴、至少一个舵片和电机，所述转轴可转动地布置在所述机体内，所述转轴的一端具有沿所述转轴轴向延伸的插槽，所述舵片的一端可转动地布置在所述插槽中，以展开所述舵片，所述插槽的一侧具有限位块，所述电机位于所述机体上，且所述电机的输出轴和所述转轴传动连接；
所述舵片控制组件包括活塞杆、锁紧卡盘和火工品，所述活塞杆的一端可滑动地插装在机体中，且所述活塞杆的一端与所述机体通过拉断销连接，所述活塞杆的中部套设有凸台，以撞击所述舵片转动，所述锁紧卡盘位于所述活塞杆的另一端上，且所述锁紧卡盘的外边缘具有用于与所述舵片另一端钩接配合的钩体，所述火工品位于所述机体内，以通过爆炸驱动所述活塞杆滑动；
所述舵片锁定组件包括弹簧和限位销，所述弹簧的两端分别连接所述限位销的一端和所述转轴，所述限位销的另一端与对所述舵片相抵，以在所述舵片展开后与所述限位块配合夹设所述舵片。
可选地，所述锁紧卡盘朝向所述活塞杆的一端具有凸环，所述活塞杆的另一端插装在所述凸环中。
可选地，所述凸环中具有的内周壁和所述活塞杆的另一端外周壁螺纹配合。
可选地，所述折叠式舵机还包括一级减速组件，所述一级减速组件包括依次啮合的输入齿轮、中转齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮、所述中转齿轮和所述输出齿轮的齿数依次增加，且所述电机的输出轴和所述输入齿轮传动连接，所述输出齿轮和所述转轴传动连接。
可选地，所述中转齿轮上具有同轴连接的第一位置传感器。
可选地，所述折叠式舵机还包括二级减速组件，所述二级减速组件包括相互配合的蜗轮和蜗杆，所述蜗杆和所述输出齿轮传动连接，所述蜗轮和所述转轴传动连接。
可选地，所述转轴上具有同轴连接的第二位置传感器。
可选地，所述折叠式舵机还包括舵机控制器，所述舵机控制器分别与所述电机、所述第一位置传感器和第二位置传感器电连接。
可选地，所述机体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体可拆卸地连接在一起，以形成空腔，所述转轴可转动地布置在所述空腔中。
可选地，所述上壳体上具有多个间隔布置的螺纹孔。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
对于本发明实施例提供的一种折叠式舵机，折叠式舵机通过机体实现其与弹体的连通。在弹体发射前，舵片在锁紧卡盘的钩体的限位下实现折叠回收，此时可以有效减小舵机占用的空间。而当弹体发射后，火工品通过电信号实现引爆，火工品爆炸产生的能量使得拉断销断裂，并且推动活塞杆和锁紧卡盘急速上移，锁紧卡盘的钩体则会解除对舵片的限位。并且，在活塞杆上移的过程中凸台会快速撞击舵片向外展开，从而大大提高了舵片的展开速率。
进一步地，舵片展开后，舵片对限位销的作用力解除，限位销在弹簧的作用下伸出(限制舵片向上转动)，并在限位块的配合下(限位舵片向下转动)实现对舵片的夹紧，从而使得舵片稳定的保持展开的锁紧状态，避免舵片在工作时转动而回折。另外，在弹体飞行过程中，电机会带动转轴转动，从而带动舵片旋转，以调整弹体的姿态和速度。
也就是说，本发明实施例提供的一种折叠式舵机，不仅可以大大提高舵片的展开速率，还能有效保持舵片展开的锁紧状态，从而保证舵片展开的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种折叠式舵机的第一状态示意图；
图2是本发明实施例提供的一种折叠式舵机的第二状态示意图；
图3是图1的A-A向剖视图；
图4是图2的B-B向剖视图；
图5是图1的C-C向剖视图。
图中各符号表示含义如下：
1、舵机本体；11、机体；111、上壳体；112、下壳体；12、转轴；121、插槽；122、限位块；13、舵片；14、电机；15、输出轴；2、舵片控制组件；21、活塞杆；211、凸台；22、锁紧卡盘；221、钩体；222、凸环；23、火工品；24、拉断销；3、舵片锁定组件；31、弹簧；32、限位销；4、一级减速组件；41、输入齿轮；42、中转齿轮；43、输出齿轮；5、第一位置传感器；6、二级减速组件；61、蜗杆；62、蜗轮；7、第二位置传感器。
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。
图1是本发明实施例提供的一种折叠式舵机的第一状态示意图，图2是本发明实施例提供的一种折叠式舵机的第二状态示意图，结合图1和图2所示，折叠式舵机包括舵机本体1、舵片控制组件2和舵片锁定组件3。
图3是图1的A-A向剖视图，如图3所示，舵机本体1包括机体11、转轴12、至少一个舵片13和电机14，转轴12可转动地布置在机体11内，转轴12的一端具有沿转轴12轴向延伸的插槽121，舵片13的一端可转动地布置在插槽121中，以展开舵片13，插槽121的一侧具有限位块122，电机14位于机体11上，且电机14的输出轴和转轴12传动连接。
舵片控制组件2包括活塞杆21、锁紧卡盘22和火工品23，活塞杆21的一端可滑动地插装在机体11中，且活塞杆21的一端与机体11通过拉断销24连接，活塞杆21的中部套设有凸台211，以撞击舵片13转动，锁紧卡盘22位于活塞杆21的另一端上，且锁紧卡盘22的外边缘具有用于与舵片13另一端钩接配合的钩体221，火工品23位于机体11内，以通过爆炸驱动活塞杆21滑动。
舵片锁定组件3包括弹簧31和限位销32，弹簧31的两端分别连接限位销32的一端和转轴12，限位销32的另一端与对舵片13相抵，以在舵片13展开后与限位块122配合夹设舵片13。
对于本发明实施例提供的一种折叠式舵机，折叠式舵机通过机体11实现其与弹体的连通。在弹体发射前，舵片13在锁紧卡盘22的钩体221的限位下实现折叠回收，此时可以有效减小舵机占用的空间(见图3)。而当弹体发射后，火工品23通过电信号实现引爆，火工品23爆炸产生的能量使得拉断销24断裂，并且推动活塞杆21和锁紧卡盘22急速上移，锁紧卡盘22的钩体221则会解除对舵片13的限位。并且，在活塞杆21上移的过程中凸台211会快速撞击舵片13向外展开，从而大大提高了舵片13的展开速率。
进一步地，舵片13展开后，舵片13对限位销32的作用力解除，限位销32在弹簧31的作用下伸出(限制舵片13向上转动)，并在限位块122的配合下(限位舵片13向下转动)实现对舵片13的夹紧(见图4)，从而使得舵片13稳定的保持展开的锁紧状态，避免舵片13在工作时转动而回折。另外，在弹体飞行过程中，电机14会带动转轴12转动，从而带动舵片13旋转，以调整弹体的姿态和速度。
也就是说，本发明实施例提供的一种折叠式舵机，不仅可以大大提高舵片13的展开速率，还能有效保持舵片13展开的锁紧状态，从而保证舵片13展开的稳定性。
在本实施例中，火工品23可以通过O形密封圈进行密封，从而保证密封性，使得爆炸的能量转化撞击的效率更高。另外，限位销32的右端可滑动地插装在转轴12中，对限位销32的移动起到导向的作用，从而使得对舵片13的夹装更加稳定。
在本实施例中，舵片13的数量可以为4个，2个舵片13为1组，同组的2个舵片13对应的转轴12通过输出轴15进行传动，从而实现同组的2个舵片13的同步转动。
继续参见图2，锁紧卡盘22朝向活塞杆21的一端具有凸环222，活塞杆21的另一端插装在凸环222中。
在上述实施方式中，通过凸环222可以实现活塞杆21和锁紧卡盘22的装配，从而实现联动。
示例性地，凸环222中具有的内周壁和活塞杆21的另一端外周壁螺纹配合，从而实现两者稳定的连接。
图5是图1的C-C向剖视图，如图5所示，折叠式舵机还包括一级减速组件4，一级减速组件4包括依次啮合的输入齿轮41、中转齿轮42和输出齿轮43，输入齿轮41、中转齿轮42和输出齿轮43的齿数依次增加，且电机14的输出轴和输入齿轮41传动连接(例如：销铆接)，输出齿轮43和转轴12传动连接。
在上述实施方式中，一级减速组件4可以将电机14旋转输入放大为满足控制需求的大扭矩旋转输出，从而增大舵机的输出扭矩。
示例性地，中转齿轮42上具有同轴连接的第一位置传感器5，从而可以监控中转齿轮42的位置，以确定出舵片13旋转的角度。
继续参见图5，折叠式舵机还包括二级减速组件6，二级减速组件6包括相互配合的蜗轮62和蜗杆61，蜗杆61和输出齿轮43传动连接，蜗轮62和转轴12传动连接。
在上述实施方式中，二级减速组件6可以配合一级减速组件4，从而进一步将电机14旋转输入放大为满足控制需求的大扭矩旋转输出。
需要说明的是，输入齿轮41和输出齿轮43的齿数比根据实际输出要求进行选取，实现不同程度的减速器比，从而实现不同放大需求的扭矩输出。蜗轮62和蜗杆61的齿数比同样根据需要进行设置，从而将电机14旋转输入放大为满足控制需求的大扭矩旋转输出。
在本实施例中，转轴12上具有同轴连接的第二位置传感器7，第二位置传感器7同样可以监测转轴12的转动位置，从而进一步确定舵片13旋转的角度。另外，第二位置传感器7可以与第一位置传感器5监测数据进行对比及校准，以弥补安装或者传动过程中产生的转动偏差。
示例性地，折叠式舵机还包括舵机控制器，舵机控制器分别与电机14、第一位置传感器5和第二位置传感器7电连接，从而通过对比第一位置传感器5和第二位置传感器7，确定出转动偏差，并将转动偏差传递至控制器，控制器则会控制电机14重新转动至合适的角度，从而实现舵机的闭环控制。
示例性地，第一位置传感器5为非接触式位置传感器，第二位置传感器7为接触式位置传感器。
在本实施例中，机体11包括上壳体111和下壳体112，上壳体111和下壳体112可拆卸地连接在一起，以形成空腔，转轴12可转动地布置在空腔中。
在上述实施方式中，上壳体111和下壳体112可拆卸连接可以实现对转轴12的保护，另外，当需要维护时便于拆装。
示例性地，一级减速组件4和二级减速组件6同样位于空腔中，以实现对电机14扭矩和转速的输出，从而可以进一步减小舵机的体积。
示例性地，上壳体111上具有多个间隔布置的螺纹孔，从而通过螺栓实现机体11和弹体的连接。
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，能够取得下列有益效果：
(1)本发明是一种提供的折叠式舵机，通过输入齿轮41、中转齿轮42和输出齿轮43形成第一级减速单元，再通过蜗轮62和蜗杆61形成第二级减速单元，从而提高舵机的输出扭矩。
(2)本发明提供一种折叠式舵机，具备舵片锁紧、解锁、展开、锁紧保持功能，具备体积小、集成度高、质量轻、传动精度高的特点。火工品23爆炸产生的能量推动活塞杆21上升，实现舵片13的解锁。进一步通过活塞杆21带动凸台211撞击舵片13，使其绕转轴12转动展开。舵片13绕转轴12转动展开后，弹簧31推动限位销32与限位块122形成自锁摩擦角，实现舵片13展开后的锁紧保持功能。
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 (10)
1.一种折叠式舵机，其特征在于，所述折叠式舵机包括舵机本体(1)、舵片控制组件(2)和舵片锁定组件(3)；
所述舵机本体(1)包括机体(11)、转轴(12)、至少一个舵片(13)和电机(14)，所述转轴(12)可转动地布置在所述机体(11)内，所述转轴(12)的一端具有沿所述转轴(12)轴向延伸的插槽(121)，所述舵片(13)的一端可转动地布置在所述插槽(121)中，以展开所述舵片(13)，所述插槽(121)的一侧具有限位块(122)，所述电机(14)位于所述机体(11)上，且所述电机(14)的输出轴和所述转轴(12)传动连接；
所述舵片控制组件(2)包括活塞杆(21)、锁紧卡盘(22)和火工品(23)，所述活塞杆(21)的一端可滑动地插装在机体(11)中，且所述活塞杆(21)的一端与所述机体(11)通过拉断销(24)连接，所述活塞杆(21)的中部套设有凸台(211)，以撞击所述舵片(13)转动，所述锁紧卡盘(22)位于所述活塞杆(21)的另一端上，且所述锁紧卡盘(22)的外边缘具有用于与所述舵片(13)另一端钩接配合的钩体(221)，所述火工品(23)位于所述机体(11)内，以通过爆炸驱动所述活塞杆(21)滑动；
所述舵片锁定组件(3)包括弹簧(31)和限位销(32)，所述弹簧(31)的两端分别连接所述限位销(32)的一端和所述转轴(12)，所述限位销(32)的另一端与对所述舵片(13)相抵，以在所述舵片(13)展开后与所述限位块(122)配合夹设所述舵片(13)。
2.根据权利要求1所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述锁紧卡盘(22)朝向所述活塞杆(21)的一端具有凸环(222)，所述活塞杆(21)的另一端插装在所述凸环(222)中。
3.根据权利要求2所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述凸环(222)中具有的内周壁和所述活塞杆(21)的另一端外周壁螺纹配合。
4.根据权利要求1所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述折叠式舵机还包括一级减速组件(4)，所述一级减速组件(4)包括依次啮合的输入齿轮(41)、中转齿轮(42)和输出齿轮(43)，所述输入齿轮(41)、所述中转齿轮(42)和所述输出齿轮(43)的齿数依次增加，且所述电机(14)的输出轴和所述输入齿轮(41)传动连接，所述输出齿轮(43)和所述转轴(12)传动连接。
5.根据权利要求4所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述中转齿轮(42)上具有同轴连接的第一位置传感器(5)。
6.根据权利要求4所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述折叠式舵机还包括二级减速组件(6)，所述二级减速组件(6)包括相互配合的蜗轮(62)和蜗杆(61)，所述蜗杆(61)和所述输出齿轮(43)传动连接，所述蜗轮(62)和所述转轴(12)传动连接。
7.根据权利要求5所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述转轴(12)上具有同轴连接的第二位置传感器(7)。
8.根据权利要求7所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述折叠式舵机还包括舵机控制器，所述舵机控制器分别与所述电机(14)、所述第一位置传感器(5)和第二位置传感器(7)电连接。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述机体(11)包括上壳体(111)和下壳体(112)，所述上壳体(111)和所述下壳体(112)可拆卸地连接在一起，以形成空腔，所述转轴(12)可转动地布置在所述空腔中。
10.根据权利要求9所述的一种折叠式舵机，其特征在于，所述上壳体(111)上具有多个间隔布置的螺纹孔。
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