CN115200422A - 基于音圈电机的智能舵机驱动系统 - Google Patents

基于音圈电机的智能舵机驱动系统 Download PDF

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CN115200422A CN202210578620.8A CN202210578620A CN115200422A CN 115200422 A CN115200422 A CN 115200422A CN 202210578620 A CN202210578620 A CN 202210578620A CN 115200422 A CN115200422 A CN 115200422A
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voice coil
rudder
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许�鹏
冼国森
周治道
李璇
汤昭
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Huzhou Institute of Zhejiang University
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control
    • 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
    • F42B10/60—Steering arrangements
    • F42B10/62—Steering by movement of flight surfaces
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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Abstract

本发明公开一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，包括含有角度传感器和控制器的电路模块，及分别与该电路模块连接的舵片模块和电机模块；舵片模块包括舵机舱壳体、连接转轴、舵片、扭簧、磁铁和深沟球轴承；磁铁嵌入粘附在连接转轴内，舵片和扭簧与连接转轴同轴心连接，连接转轴通过深沟球轴承与舵机舱壳体同轴心连接；电机模块包括依次连接的传动杆、音圈电机、第一层挡板和第二层挡板；电机模块设置在舵机模块的舵机舱壳体中间。本发明具结构简单、体积小、高速、高加速度和响应快的特点。

Description

基于音圈电机的智能舵机驱动系统
技术领域
本发明涉及基于音圈电机的智能舵机驱动系统。
背景技术
近年来随着航空航天领域的迅速发展，人们对舵机的性能要求越来越高，舵机逐渐向着结构紧凑、体积小，质量轻的方向发展。采用液压、气动驱动的舵机控制机构往往存在结构复杂、质量及体积大等缺点。而传统电动舵机则需要加减速装置，设备复杂，质量大。
发明内容
为解决以上现有技术存在的问题，本发明提出一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统。
本发明可通过以下技术方案予以实现：
一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，包括含有角度传感器和控制器的电路模块，及分别与该电路模块连接的舵片模块和电机模块；所述舵片模块包括舵机舱壳体、连接转轴、舵片、扭簧、磁铁和深沟球轴承；所述磁铁嵌入粘附在所述连接转轴内，所述舵片和所述扭簧与所述连接转轴同轴心连接，所述连接转轴通过所述深沟球轴承与所述舵机舱壳体同轴心连接；所述电机模块包括依次连接的传动杆、音圈电机、第一层挡板和第二层挡板；所述电机模块设置在所述舵机模块的舵机舱壳体中间。
进一步地，还包括固定十字架，所述固定十字架与所述舵片卡扣配合固定。
进一步地，还包括销，所述舵片和所述扭簧通过所述销与所述连接转轴同轴心连接。
进一步地，所述传动杆与所述音圈电机通过螺纹连接，所述音圈电机与所述第一层挡板通过螺纹连接，所述第一层挡板与第二层挡板通过所述尼龙柱嵌合螺纹连接。
进一步地，所述角度传感器嵌合在所述第二层挡板上，所述控制器外置于整体设备上。
进一步地，所述角度传感器为AS5048A。
进一步地，所述控制器为STM32F411CEU6。
进一步地，所述音圈电机设置有四个，四个音圈电机分别间隔90度沿所述舵机舱壳体圆周设置。
进一步地，所述舵片设置有四个，四个舵片间隔90度沿所述舵机舱壳体圆周设置。
进一步地，所述第二层挡板设置通孔限制所述传动杆的水平偏移，使其竖直移动。
有益效果
本发明相较于传统舵机而言，整个舵机的体积小、质量轻、结构简单，能够挂载在更小型的飞行器件上。同时，高精度与响应快的优势使得导弹在飞行过程中拥有一个更好的动态品质。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图；
图2是图1的侧面剖视结构示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：
固定十字架1；舵机舱壳体2；深沟球轴承3；扭簧4；舵片5；连接转轴6；磁铁7；传动杆8；第二层挡板9；音圈电机10；第一层挡板11；电路板12；尼龙柱13；销14
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
如图1和2所示，本发明的基于音圈电机的智能舵机驱动系统，包括舵片模块、电机模块和电路模块；舵片模块包括舵机舱壳体2、连接转轴6、舵片5、扭簧4、磁铁7、深沟球轴承3、销14、固定十字架1；磁铁7嵌入粘附在连接转轴6内，舵片5和扭簧4通过销14与连接转轴6同轴心连接，连接转轴6通过深沟球轴承3与舵机舱壳体2同轴心连接，固定十字架1与舵片5卡扣配合。
电机模块包括音圈电机10、第二层挡板9、第一层挡板11、尼龙柱13、传动杆8；传动杆8与音圈电机10通过螺纹连接，音圈电机10与第一层挡板11通过螺纹连接，第一层挡板11与第二层挡板9通过尼龙柱13嵌合螺纹连接。
电机模块设置在舵机模块的舵机舱壳体2中间；
电路模块包括角度传感器和控制器；角度传感器嵌合在第二层挡板9上，控制器外置于整体设备上。其中，角度传感器为AS5048A，控制器为STM32F411CEU6。
其中，音圈电机10设置四个，四个音圈电机10间隔90度沿舵机舱壳体2圆周设置。
其中，舵片5设置四个，四个舵片5间隔90度沿舵机舱壳体2圆周设置。
其中，第二层挡板9设置通孔限制传动杆8的水平偏移，使其可以稳定地竖直移动。
本发明的驱动过程如下：
在舵机工作的时候，舵片5脱离固定十字架1的固定，由竖直状态变成水平状态，然后电路板12调整舵片5当前角度为初始角度。当需要舵片5偏转一定角度的时候，音圈电机10 移动一定的行程距离，通过传动杆8和连接传轴6实现对舵片5的角度偏转的功能。
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)

1.一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：包括含有角度传感器和控制器的电路模块，及分别与该电路模块连接的舵片模块和电机模块；
所述舵片模块包括舵机舱壳体(2)、连接转轴(6)、舵片(5)、扭簧(4)、磁铁(7)和深沟球轴承(3)；所述磁铁(7)嵌入粘附在所述连接转轴(6)内，所述舵片(5)和所述扭簧(4)与所述连接转轴(6)同轴心连接，所述连接转轴(6)通过所述深沟球轴承(3)与所述舵机舱壳体(2)同轴心连接；
所述电机模块包括依次连接的传动杆(8)、音圈电机(10)、第一层挡板(11)和第二层挡板(9)；
所述电机模块设置在所述舵机模块的舵机舱壳体(2)中间。
2.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：还包括固定十字架(1)，所述固定十字架(1)与所述舵片(5)卡扣配合固定。
3.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：还包括销(14)，所述舵片(5)和所述扭簧(4)通过所述销(14)与所述连接转轴(6)同轴心连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述传动杆(8)与所述音圈电机(10)通过螺纹连接，所述音圈电机(10)与所述第一层挡板(11)通过螺纹连接，所述第一层挡板(11)与第二层挡板(9)通过所述尼龙柱(13)嵌合螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述角度传感器嵌合在所述第二层挡板(9)上，所述控制器外置于整体设备上。
6.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述角度传感器为AS5048A。
7.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述控制器为STM32F411CEU6。
8.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述音圈电机(10)设置有四个，四个音圈电机分别间隔90度沿所述舵机舱壳体(2)圆周设置。
9.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述舵片(5)设置有四个，四个舵片(5)间隔90度沿所述舵机舱壳体(2)圆周设置。
10.根据权利要求1所述的一种基于音圈电机的智能舵机驱动系统，其特征在于：所述第二层挡板(9)设置通孔限制所述传动杆(8)的水平偏移，使其竖直移动。
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