CN209833981U - 一种一体化渐开线摇臂电动舵机 - Google Patents
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Abstract
一种一体化渐开线摇臂电动舵机，包括舵机壳体、电机定子、行星滚柱丝杠减速机、电机前轴承、前端盖、电机后轴承、后端盖、渐开线摇臂、一体化方向舵；该电动舵机采用一体化舵机壳体设计，电机、行星滚柱丝杠减速机、丝杠驱动轴及舵面安装孔全部设置在一体化舵机壳体上，电机转子同时又是行星滚柱丝杠减速机的丝杠螺母，解决了以往舵面驱动机构结构复杂、体积大、质量大的问题；同时将直线摇臂改为渐开线摇臂，实现了丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时实现了丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系，解决了以往舵面驱动存在的非线性颤振性问题；该电动舵机相比以往的的舵机结构设计，长度方向减小约20％,重量减少约20％。
Description
技术领域
本发明涉及飞机、导弹舵面驱动机构减速传动技术领域，具体涉及一种一体化渐开线摇臂电动舵机。
背景技术
已知的，现有的飞机、导弹舵面驱动减速传动结构采用电机、减速器、丝杠、直线摇臂等分立部件组成，存在结构复杂、体积大、质量大等问题，同时丝杠、直线摇臂之间的作用力与舵面偏转角度为非线性关系，在舵面偏转驱动过程中存在非线性颤振性问题；而随着飞机、导弹技术的发展，对舵面驱动机构在体积、质量及非线性颤振性提出越来越高的要求，传统的舵面驱动机构已经无法满足设计要求。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种一体化渐开线摇臂电动舵机，该舵机采用一体化舵机壳体设计，电机、行星滚柱丝杠减速机、丝杠驱动轴及舵面安装孔全部设置在一体化舵机壳体上，电机转子同时又是行星滚柱丝杠减速机的丝杠螺母，解决了以往舵面驱动机构结构复杂、体积大、质量大的问题；同时将直线摇臂改为渐开线摇臂，实现了丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时实现了丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系，解决了以往舵面驱动存在的非线性颤振性问题。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一体化渐开线摇臂电动舵机，包括舵机壳体、电机定子、行星滚柱丝杠减速机、电机前轴承、前端盖、电机后轴承、后端盖、渐开线摇臂、一体化方向舵；所述舵机壳体设置有电机腔和摇臂安装槽，其中摇臂安装槽两侧壁板上设置有用于安装方向舵舵轴的通孔；所述电机定子设置在舵机壳体的电机腔中；所述行星滚柱丝杠减速机包括丝杠螺母组合、丝杠驱动轴；所述丝杠螺母组合包括丝杠螺母、永磁体，永磁体设置在丝杠螺母外圆柱面，永磁体与丝杠螺母通过粘结剂连接，组成丝杠螺母组合，丝杠螺母组合既是一体化渐开线摇臂电动舵机电机的转子，同时也是行星滚柱丝杠减速机的丝杠螺母；所述丝杠驱动轴的头部有对称削扁的平面，平面上有通孔；丝杠驱动轴头部两侧削扁平面处设置有滑槽轴承，滑槽轴承通过销轴与丝杠驱动轴连接，销轴通过螺母固定；所述行星滚柱丝杠减速机设置在电机定子的空腔中，丝杠螺母组合的丝杠驱动轴端设置有电机前轴承，电机前轴承通过前端盖固定，前端盖通过螺钉与舵机壳体连接；丝杠螺母组合的另一端设置有电机后轴承，电机后轴承通过后端盖固定，后端盖通过螺钉与舵机壳体连接；所述渐开线摇臂下部为圆柱面，圆柱面中心为通孔，渐开线摇臂上部设置有渐开线滑槽，渐开线滑槽的中心线为圆的渐开线，渐开线摇臂的下部设置在舵机壳体的摇臂安装槽中；所述一体化方向舵包括舵面和舵轴，舵轴为台阶状；一体化方向舵的舵轴穿过摇臂安装槽两侧壁板上的通孔和渐开线摇臂下部的通孔，舵轴与渐开线摇臂通过花键连接；所述丝杠驱动轴头部的滑槽轴承设置在渐开线摇臂上部的渐开线滑槽中。
优选的，所述丝杠驱动轴的轴线与一体化方向舵舵轴的轴线，其之间的距离为渐开线摇臂上部渐开线滑槽的展开基圆的半径，保证丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时保证丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系。
优选的，丝杠螺母、丝杠驱动轴材料为无磁轴承钢，防止电机磁泄露对其它传感器产生影响。
优选的，丝杠螺母上的电机前轴承处设置有轴承锁紧螺母，轴承锁紧螺母与丝杠螺母用螺纹连接，压紧在电机前轴承的内套端面，用于调整电机前轴承的间隙。
优选的，所述后端盖内侧设置有转接板，后端盖与转接板之间设置有间隙，用于布置连接电机定子的导线。
优选的，所述舵机壳体的摇臂安装槽下部设置有计数编码器组合，计数编码器组合通过螺钉与舵机壳体连接，用于测量舵面的偏转角度。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：该舵机采用一体化舵机壳体设计，电机、行星滚柱丝杠减速机、丝杠驱动轴及舵面安装孔全部设置在一体化舵机壳体上，丝杠螺母组合同时又是行星滚柱丝杠减速机的电机转子，解决了以往舵面驱动机构结构复杂、体积大、质量大的问题；同时将直线摇臂改为渐开线摇臂，实现了丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时实现了丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系，解决了以往舵面驱动存在的非线性颤振性问题。
附图说明
图1为一体化渐开线摇臂电动舵机结构示意图；
图2为行星滚柱丝杠减速机示意图；
图3为丝杠螺母组合结构示意图；
图4为舵机壳体示意图；
图5为渐开线摇臂示意图；
图6为一体化方向舵示意图；
图7为永磁体示意图。
图中：1、舵机壳体；101、电机腔；102、摇臂安装槽；2、电机定子；3、行星滚柱丝杠减速机；301、丝杠螺母组合；3011、丝杠螺母；3012、永磁体；303、丝杠驱动轴；304、销轴；305、滑槽轴承；4、电机前轴承；5、前端盖；6、电机后轴承；7、后端盖；8、渐开线摇臂；9、一体化方向舵；901、舵面；902、舵轴；10、转接板；11、轴承锁紧螺母；12、计数编码器组合。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种一体化渐开线摇臂电动舵机，包括舵机壳体1、电机定子2、行星滚柱丝杠减速机3、电机前轴承4、前端盖5、电机后轴承6、后端盖7、渐开线摇臂8、一体化方向舵9；所述电机定子2设置在舵机壳体1的电机腔中；所述行星滚柱丝杠减速机3包括丝杠螺母组合301、丝杠驱动轴303；所述丝杠螺母组合301包括丝杠螺母3011、永磁体3012，丝杠螺母3011外圆柱面设置有若干圆弧片状永磁体3012，永磁体3012与丝杠螺母3011通过粘结剂连接，组成丝杠螺母组合，丝杠螺母组合301既是一体化渐开线摇臂电动舵机电机的转子，同时也是行星滚柱丝杠减速机的丝杠螺母；所述丝杠驱动轴303头部两侧削扁平面处设置有滑槽轴承305，滑槽轴承305通过销轴304与丝杠驱动轴303连接，销轴304通过螺母固定；所述行星滚柱丝杠减速机3设置在电机定子2的空腔中，丝杠螺母组合301的丝杠驱动轴303端设置有电机前轴承4，电机前轴承4通过前端盖5固定，前端盖5通过螺钉与舵机壳体1连接；丝杠螺母组合301的另一端设置有电机后轴承6，电机后轴承6通过后端盖7固定，后端盖7通过螺钉与舵机壳体1连接；所述后端盖内侧设置有转接板，后端盖与转接板之间设置有间隙，用于布置连接电机定子的导线；所述渐开线摇臂8下部设置在舵机壳体1的摇臂安装槽102中；所述一体化方向舵9包括舵面901和舵轴902，一体化方向舵9的舵轴902设置在摇臂安装槽102两侧壁板上的通孔和渐开线摇臂8下部的通孔中，舵轴902与渐开线摇臂8通过花键连接；所述丝杠驱动轴303头部的滑槽轴承305设置在渐开线摇臂8上部的渐开线滑槽中；所述丝杠驱动轴303的轴线与一体化方向舵9的舵轴902的轴线，其之间的距离为渐开线摇臂8上部的渐开线滑槽展开基圆的半径，保证丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时保证丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系；所述丝杠螺母3011、丝杠驱动轴303材料为无磁轴承钢，防止电机磁泄露对其它传感器产生影响；所述丝杠螺母组合301上的电机前轴承4处设置有轴承锁紧螺母11，轴承锁紧螺母11与丝杠螺母组合301用螺纹连接，压紧在电机前轴承4的内套端面；所述舵机壳体1的摇臂安装槽102下部设置有计数编码器12，计数编码器组合12通过螺钉与舵机壳体1连接，用于测量舵面的偏转角度。
一体化渐开线摇臂电动舵机实际运作时，电机定子2通电，驱动丝杠螺母组合301旋转，丝杠螺母组合301的旋转运动经行星滚柱丝杠减速机3内的行星滚柱减速，转换为丝杠驱动轴303的轴向直线运动，丝杠驱动轴303头部的滑槽轴承305推动渐开线摇臂8转动，渐开线摇臂8通过花键带动一体化方向舵9转动，最终实现由电机转动到一体化方向舵9的偏转；由于渐开线摇臂8上部的渐开线滑槽为圆的渐开线，且丝杠驱动轴303的轴线与一体化方向舵9的舵轴902的轴线，其之间的距离为渐开线摇臂8上部的渐开线滑槽展开基圆的半径，保证了丝杠驱动轴303头部的滑槽轴承305与渐开线摇臂8上部的渐开线滑槽之间作用力方向始终沿着丝杠驱动轴303的轴线，因此丝杠驱动轴303不会存在旋转力矩，保证了丝杠驱动轴303的轴向挠度；且实现了丝杠驱动轴与渐开线摇臂之间作用力为恒定值，同时实现了丝杠驱动轴行程与舵面偏转角度为线性关系，解决了以往舵面驱动存在的非线性颤振性问题。
一体化渐开线摇臂电动舵机采用的一体化舵机壳体设计，将电机、行星滚柱丝杠减速机、丝杠驱动轴及舵面安装孔全部设置在一体化舵机壳体上，同时实现了电机与减速机的一体化设计；该电动舵机相比以往的采用电机、减速器、丝杠、直线摇臂等分立部件组成的结构设计，长度方向减小约20％,重量减少约20％，减小了传动间隙，提高了传动刚度，使舵面驱动系统动力学性能得到大幅提高。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：包括舵机壳体(1)、电机定子(2)、行星滚柱丝杠减速机(3)、电机前轴承(4)、前端盖(5)、电机后轴承(6)、后端盖(7)、渐开线摇臂(8)、一体化方向舵(9)；所述舵机壳体(1)设置有电机腔(101)和摇臂安装槽(102)，其中摇臂安装槽(102)两侧壁板上设置有用于安装方向舵轴的通孔；所述电机定子(2)设置在舵机壳体(1)的电机腔中；所述行星滚柱丝杠减速机(3)包括丝杠螺母组合(301)、丝杠驱动轴(303)；所述丝杠螺母组合(301)包括丝杠螺母(3011)、永磁体(3012)，永磁体(3012)设置在丝杠螺母(3011)外圆柱面，永磁体(3012)与丝杠螺母(3011)通过粘结剂连接；所述丝杠驱动轴(303)的头部有对称削扁的平面，平面上有通孔；丝杠驱动轴(303)头部两侧削扁平面处设置有滑槽轴承(305)，滑槽轴承(305)通过销轴(304)与丝杠驱动轴(303)连接，销轴(304)通过螺母固定；所述行星滚柱丝杠减速机(3)设置在电机定子(2)的空腔中，丝杠螺母组合(301)的丝杠驱动轴(303)端设置有电机前轴承(4)，电机前轴承(4)通过前端盖(5)固定，前端盖(5)通过螺钉与舵机壳体(1)连接；丝杠螺母组合(301)的另一端设置有电机后轴承(6)，电机后轴承(6)通过后端盖(7)固定，后端盖(7)通过螺钉与舵机壳体(1)连接；所述渐开线摇臂(8)下部为圆柱面，圆柱面中心为通孔，渐开线摇臂(8)上部设置有渐开线滑槽，渐开线滑槽的中心线为圆的渐开线，渐开线摇臂(8)的下部设置在舵机壳体(1)的摇臂安装槽(102)中；所述一体化方向舵(9)包括舵面(901)和舵轴(902)，舵轴(902)为台阶状；一体化方向舵(9)的舵轴(902)设置在摇臂安装槽(102)两侧壁板上的通孔和渐开线摇臂(8)下部的通孔中，舵轴(902)与渐开线摇臂(8)通过花键连接；所述驱动轴(303)头部的滑槽轴承(305)设置在渐开线摇臂(8)上部的渐开线滑槽中。
2.根据权利要求1所述一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：所述驱动轴(303)的轴线与一体化方向舵(9)的舵轴(902)的轴线，其之间的距离为渐开线摇臂(8)上部的渐开线滑槽展开基圆的半径。
3.根据权利要求1所述一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：丝杠螺母(3011)、丝杠驱动轴(303)材料为无磁轴承钢。
4.根据权利要求1所述一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：丝杠螺母组合(301)上的电机前轴承(4)处设置有轴承锁紧螺母(11)，轴承锁紧螺母(11)与丝杠螺母组合(301)用螺纹连接，压紧在电机前轴承(4)的内套端面。
5.根据权利要求1所述一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：所述后端盖(7)内侧设置有转接板(10)，后端盖(7)与转接板(10)之间设置有间隙。
6.根据权利要求1所述一体化渐开线摇臂电动舵机，其特征是：所述舵机壳体(1)的摇臂安装槽(102)下部设置有计数编码器组合(12)，计数编码器组合(12)通过螺钉与舵机壳体(1)连接。
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| CN201821876762.8U CN209833981U (zh) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 一种一体化渐开线摇臂电动舵机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109383761A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-26 | 中国空空导弹研究院 | 一种一体化渐开线摇臂电动舵机 |
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2018
- 2018-11-14 CN CN201821876762.8U patent/CN209833981U/zh active Active
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| CN109383761B (zh) * | 2018-11-14 | 2024-02-13 | 中国空空导弹研究院 | 一种一体化渐开线摇臂电动舵机 |
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