CN216684833U - 带有刹车保护与位置反馈的襟翼辅助控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于无人机襟翼操纵技术领域，涉及一种带有极限位置保护的刹车与位置反馈一体化装置，目前固定翼飞机襟翼操纵系统多采用襟翼位置反馈装置、襟翼刹车装置、襟翼极限位置保护装置分开设计与安装的模式，结构复杂，成本较高，本实用新型的具有与襟翼操纵系统的传动轴系关联的输入轴，从输入轴级连出两个下级传动，其中第一下级传动的对象为位置反馈装置，该位置反馈装置的中间传动机构还与极限位置保护装置关联；第二下级传动的对象为刹车装置，其能够将襟翼操纵系统锁死。集成度高，安装维护简单，成本也相对降低。

Description

带有刹车保护与位置反馈的襟翼辅助控制装置

技术领域

本实用新型属于无人机襟翼操纵技术领域，涉及一种带有极限位置保护的刹车与位置反馈一体化装置，用于无人机襟翼操纵系统襟翼位置反馈与到位断电刹车，同时具有襟翼极限位置保护功能。

背景技术

固定翼无人机襟翼操纵时需要反馈襟翼位置进行位置环控制；同时需要襟翼刹车装置用于当襟翼运动到预定位置后将襟翼锁死，防止断电后襟翼受外载荷被迫运动；还需要具有极限位置保护的安全性装置，用于襟翼运动到达极限位置后切断电源，防止襟翼运动超限。目前固定翼飞机襟翼操纵系统多采用襟翼位置反馈装置、襟翼刹车装置、襟翼极限位置保护装置分开设计与安装的模式，襟翼位置反馈装置拆装时误触或其他原因可能导致传感器位置变化或者需要增加专门的传感器位置保持装置保证襟翼位置反馈装置在拆装时传感器位置保持不变，结构复杂，成本较高，同时极限位置保护装置需单独安装与调试，调试难度与工作量较大。上述分开设计的部件总体重量也较大，同时成本相对较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提出一种带有刹车保护与位置反馈的襟翼辅助控制装置，用于固定翼无人机襟翼操纵系统襟翼位置反馈与断电刹车，同时具有襟翼极限位置保护功能。

本实用新型的技术方案：一种带有刹车保护与位置反馈的襟翼辅助控制装置，该装置具有与襟翼操纵系统的传动轴系关联的输入轴，从输入轴级连出两个下级传动，其中第一下级传动的对象为位置反馈装置，该位置反馈装置的中间传动机构还与极限位置保护装置关联；第二下级传动的对象为刹车装置，其能够将襟翼操纵系统锁死。

有利地，所述位置反馈装置包括直齿减速机构，大速比精密减速器和角位移传感器，其中所述直齿减速机构的末级为带丝杆的输出轴，由该输出轴经过所述大速比精密减速器输出的角度被所述角位移传感器检测。

有利地，所述极限位置保护装置包括滑移螺母，丝杆和到位开关，通过滑移螺母在丝杆上的位置来判断襟翼是否到达极限位置。

有利地，刹车装置包括直齿增速机构和常闭式失电制动器，当断电时该常闭式失电制动器闭合。

有利地，所述的输入轴上安装有两个齿轮，分别将输入的动力传递到位置反馈装置和刹车装置。

有利地，所述大速比精密减速器采用谐波减速、行星减速或摆线针轮减速。

有利地，所述角位移传感器选用电位计、RVDT、旋转变压器或编码器等传感器。

有利地，所述直齿减速机构采用消隙直齿齿轮。

本实用新型的有益效果：

本实用新型集成襟翼刹车、襟翼位置反馈、襟翼极限位置保护功能于一体，集成度高，安装维护简单，相对于其他襟翼操纵系统里面的刹车装置、位置反馈装置和极限位置保护装置体积小、重量轻，安装维护简单，成本也相对降低。

附图说明

图1是本实用新型辅助控制装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种带有极限位置保护的刹车与位置反馈一体化装置，包括输入轴1，一体化装置壳体2，支撑轴承3，位置反馈装置4，极限位置保护装置5，刹车装置6。所述的位置反馈装置4包括直齿减速机构4.1，大速比精密减速器4.2，角位移传感器4.3；所述的极限位置保护装置5包括滑移螺母5.1，丝杆5.2、到位开关5.3；所述的刹车装置6包括直齿增速机构6.1，常闭式失电制动器6.2。

所述的输入轴1上安装有两个齿轮，分别将输入的动力传递到位置反馈装置(同步传递到极限位置保护装置)和刹车装置。

所述的位置反馈装置4从输入轴1将动力输入后经过消隙直齿齿轮机构4.1进行减速，(增加直齿减速环节便于产品整体结构进行布局)，再由消隙支持齿轮4.1传递至微型精密减速器4.2(可采用谐波减速、行星减速、摆线针轮减速等形式)，由直齿齿轮与精密减速器综合减速后将精密减速器输出角度减速至角位移传感器4.3(可选用电位计、RVDT、旋转变压器、编码器等传感器)的测量范围以内，进行襟翼位置反馈。消隙直齿齿轮和大速比高精密减速器可以做到传动间隙很小，有效降低机械间隙对位置检测造成的误差。

所述的极限位置保护装置5的输入元件丝杆5.2与位置反馈装置4的某一传动轴共用同一根轴，滑移螺母5.1在丝杆5.2旋转时左右移动，移动距离通过丝杆旋转圈数与丝杆导程计算后确定，滑移螺母两侧安装到位开关5.3，开关位置与间距通过消隙直齿4.1传动比、丝杆5.2导程以及输入轴旋转圈数与襟翼极限行程的对应关系通过计算后确定，当襟翼超出极限位置时滑移螺母运动到相应一端并触发到位开关，切断电源，襟翼刹车动作，襟翼被锁死在极限位置。丝杆5.2导程尽量选小导程规格，可缩短丝杆长度，减小装置重量与体积。

所述的刹车装置6从输入轴1输入动力后经过齿轮增速机构6.1进行增速，最终输出到常闭式失电制动器6.2。采用直齿增速机构可降低输出扭矩，减小制动器制动力矩需求，从而减小制动器功耗和体积重量，同时直齿增速模式摩擦小，传动损失小，对系统总功耗影响可忽略不计。

当本一体化装置拆装时，制动器处于闭合状态，整体传动链锁死，位置反馈装置4可保持当前位置不变，直到产品装机通电后制动器打开，位置反馈装置进行位置反馈；其次，飞机掉电或襟翼操纵系统故障后位置反馈装置保持在当前位置，有利于故障排查分析；同时当襟翼操纵系统控制故障后襟翼运动到极限位置时可有效切断电源，防止襟翼运动超限，有效提高了襟翼操纵系统的安全性。

实施例2

一种带有极限位置保护的刹车与位置反馈一体化装置，包括输入轴1，一体化装置壳体2，支撑轴承3，位置反馈装置4，极限位置保护装置5，刹车装置6。所述的位置反馈装置4包括消隙直齿减速机构4.1，谐波减速器4.2，双余度RVDT4.3；所述的极限位置保护装置5包括滑移螺母5.1，丝杆5.2、到位开关5.3；所述的刹车装置6包括直齿增速机构6.1，常闭式失电制动器6.2。

所述的输入轴1上安装有两个齿轮，分别将输入的动力传递到位置反馈装置(同步传递到极限位置保护装置)和刹车装置。

所述的位置反馈装置4从输入轴1将动力输入后经过消隙直齿齿轮机构4.1进行减速，(增加直齿减速环节便于产品整体结构进行布局)，再由消隙支持齿轮4.1传递至谐波减速器4.2，由直齿齿轮与精密减速器综合减速后将谐波减速器输出角度减速至双余度RVDT4.3的测量范围以内，进行襟翼位置反馈。消隙直齿齿轮和谐波减速器可以做到传动间隙很小，有效降低机械间隙对位置检测造成的误差。

所述的极限位置保护装置5的输入元件丝杆5.2与位置反馈装置4的某一传动轴共用同一根轴，滑移螺母5.1在丝杆5.2旋转时左右移动，移动距离通过丝杆旋转圈数与丝杆导程计算后确定，滑移螺母两侧安装到位开关5.3，开关位置与间距通过消隙直齿4.1传动比、丝杆5.2导程以及输入轴旋转圈数与襟翼极限行程的对应关系通过计算后确定，当襟翼超出极限位置时滑移螺母运动到相应一端并触发到位开关，切断电源，襟翼刹车动作，襟翼被锁死在极限位置。丝杆5.2导程尽量选小导程规格，可缩短丝杆长度，减小装置重量与体积。

所述的刹车装置6从输入轴1输入动力后经过齿轮增速机构6.1进行增速，最终输出到常闭式失电制动器6.2。采用直齿增速机构可降低输出扭矩，减小制动器制动力矩需求，从而减小制动器功耗和体积重量，同时直齿增速模式摩擦小，传动损失小，对系统总功耗影响可忽略不计。

当本一体化装置拆装时，制动器处于闭合状态，整体传动链锁死，位置反馈装置4可保持当前位置不变，直到产品装机通电后制动器打开，位置反馈装置进行位置反馈；其次，飞机掉电或襟翼操纵系统故障后位置反馈装置保持在当前位置，有利于故障排查分析；同时当襟翼操纵系统控制故障后襟翼运动到极限位置时可有效切断电源，防止襟翼运动超限，有效提高了襟翼操纵系统的安全性。

Claims (8)

1.一种带有刹车保护与位置反馈的襟翼辅助控制装置，其特征在于：该装置具有与襟翼操纵系统的传动轴系关联的输入轴(1)，从输入轴(1)级连出两个下级传动，其中第一下级传动的对象为位置反馈装置(4)，该位置反馈装置(4)的中间传动机构还与极限位置保护装置(5)关联；第二下级传动的对象为刹车装置(6)，其能够将襟翼操纵系统锁死。

2.根据权利要求1所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述位置反馈装置(4)包括直齿减速机构(4.1)，大速比精密减速器(4.2)和角位移传感器(4.3)，其中所述直齿减速机构(4.1)的末级为带丝杆(5.2)的输出轴，由该输出轴经过所述大速比精密减速器(4.2)输出的角度被所述角位移传感器(4.3)检测。

3.根据权利要求2所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述极限位置保护装置(5)包括滑移螺母(5.1)，丝杆(5.2)和到位开关(5.3)，通过滑移螺母(5.1)在丝杆(5.2)上的位置来判断襟翼是否到达极限位置。

4.根据权利要求3所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：刹车装置(6)包括直齿增速机构(6.1)和常闭式失电制动器(6.2)，当断电时该常闭式失电制动器(6.2)闭合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述的输入轴(1)上安装有两个齿轮，分别将输入的动力传递到位置反馈装置(4)和刹车装置(6)。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述大速比精密减速器(4.2)采用谐波减速、行星减速或摆线针轮减速。

7.根据权利要求2-4中任一项所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述角位移传感器(4.3)选用电位计、RVDT、旋转变压器或编码器等传感器。

8.根据权利要求2-4中任一项所述的襟翼辅助控制装置，其特征在于：所述直齿减速机构(4.1)采用消隙直齿齿轮。

Images