CN110044216A - 电动舵机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动舵机，包括舵机座、舵翼座、传动装置、第一轴承装置和第二轴承装置；所述传动装置用于驱动所述舵翼座，所述传动装置通过所述第一轴承装置和所述第二轴承装置与所述舵机座相连接；所述第一轴承装置包括第一轴承和第一挡圈；所述第二轴承装置包括第二轴承、第二挡圈和碟形弹簧，所述碟形弹簧位于所述第二轴承与所述舵机座之间。该电动舵机设计科学合理，结构紧凑简单，可靠性高，具有抗高冲击过载能力，实用性较强。
Description
技术领域
本发明属于电动伺服技术领域，具体涉及一种电动舵机。
背景技术
随着国内外炮射智能弹药技术的发展，制导炮弹的射程在不断地增加，为达到远程、高精度制导的目的，迫切需要用新的舵机形式来取代现在普遍使用的气动控制舵机和脉冲发动机控制舵机，以实现炮弹增程控制能力。目前国内现有武器型号的电动舵机，主要适用于火箭弹，体积大、重量重，难以承受10000g以上的炮射冲击过载环境，制约了高过载远程高精度制导炮弹的发展。并且现有的电动舵机结构采用传统的舵机设计结构，电机、减速机、舵翼部件独立设计，组装的电动舵机体积大，重量重。因此，针对上述问题，发明一种抗高冲击过载的电动舵机，很有必要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种体积小、重量轻、抗高冲击过载的电动舵机。
为实现上述目的，本发明提供一种电动舵机，包括舵机座、舵翼座、传动装置、第一轴承装置和第二轴承装置；所述传动装置用于驱动所述舵翼座，所述传动装置通过所述第一轴承装置和所述第二轴承装置与所述舵机座相连接；所述第一轴承装置包括第一轴承和第一挡圈；所述第二轴承装置包括第二轴承、第二挡圈和碟形弹簧，所述碟形弹簧位于所述第二轴承与所述舵机座之间。当电动舵机轴向过载时，减速蜗杆直齿轮组件产生的冲击力作用到舵机座，第二轴承只有内圈受力并将力作用到蝶簧，而外圈不受力，因此，第二轴承的滚珠和滚道也几乎不受力，所以第二轴承在高过载冲击时不会被破坏，进而提高整个电动舵机抗高冲击过载能力。
优选的，所述传动装置包括电机和减速蜗杆直齿轮组件，所述舵翼座上设置有涡轮，所述减速蜗杆直齿轮组件包括蜗杆和被固定在蜗杆轴上的直齿轮，并且所述直齿轮与所述电机的轴相耦合，并被所述电机所驱动，所述蜗杆与所述涡轮相耦合。所述传动装置结构紧凑，有利地节省了空间。
优选的，所述第一轴承装置和所述第二轴承装置分别设于所述减速蜗杆直齿轮组件的两端。所述第一轴承装置和所述第二轴承装置可以有效地支撑减速蜗杆直齿轮组件旋转，以降低减速蜗杆直齿轮组件在传动过程中的机械载荷摩擦系数。
优选的，本发明的电动舵机还包括舵翼轴销、舵片、控制器和开舵装置，所述舵片的根部通过所述舵翼轴销固定在所述舵翼座上，所述舵翼座、所述控制器和所述开舵装置设于所述舵机座上。结构紧凑简单，体积小、重量轻。
优选的，所述舵片上设有卡槽。
优选的，所述舵翼座的底部设有小孔。
优选的，所述开舵装置包括火工品、火工品推销器、止退销和弹簧，所述火工品推销器设于所述舵机座的中间位置并锁紧，所述止退销和所述弹簧设于所述小孔内。所述火工品用于盛放炸药，电动舵机开始工作时，点燃火工品内的炸药，火工品推销器可以推动舵片展开，止退销和弹簧设于所述舵翼座底部的小孔内，可以有效阻止舵片回弹。
优选的，所述火工品推销器的下端设有锁紧螺母，所述锁紧螺母锁在所述卡槽上。
优选的，所述电机、所述控制器、所述舵翼座和所述减速蜗杆直齿轮组件为过载性能大于一万倍重力加速度的耐冲击件。所述部件的耐冲击设计，提高了整个电动舵机的抗高冲击过载能力。
优选的，所述控制器为一体化塑封。该控制器一体化塑封使其体积小、重量轻，控制器可以实现电动舵机运动信号解算、驱动和与上位机通讯功能。
附图说明
图1是本发明的电动舵机的结构示意图图；
图2是本发明的电动舵机的传动原理示意图；
图3为本发明的电动舵机的初始状态图；
图4为本发明的电动舵机的仰视图；
图5为本发明的电动舵机的俯视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，包括舵机座5、舵翼座10、传动装置1、第一轴承装置和第二轴承装置；传动装置1用于驱动舵翼座10，传动装置1通过第一轴承装置和第二轴承装置与舵机座5相连接；第一轴承装置包括第一轴承9和第一挡圈20，第一挡圈20与第一轴承9配套；第二轴承装置包括第二轴承19、第二挡圈21和碟形弹簧18，第二挡圈21与第二轴承19配套，碟形弹簧18位于第二轴承19与舵机座5之间。当电动舵机轴向过载时，减速蜗杆直齿轮组件2产生的冲击力，作用到舵机座5，第二轴承19只有内圈受力并将力作用到蝶簧18，而外圈不受力，因此，第二轴承19的滚珠和滚道也几乎不受力，所以第二轴承19在高过载冲击时不会被破坏，进而提高整个电动舵机抗高冲击过载能力。
本发明的电动舵机的传动原理示意图如图2所示，传动装置1包括电机6和减速蜗杆直齿轮组件2，舵翼座10上设置有涡轮3，减速蜗杆直齿轮组件2包括蜗杆23和被固定在蜗杆23轴上的直齿轮22，并且直齿轮22与电机6的轴相耦合，并被电机6所驱动，蜗杆23与涡轮3相耦合；传动过程为：电机6驱动直齿轮22，带动蜗杆23驱动舵翼座10上的涡轮3，进而带动舵片运动。传动装置1结构紧凑，有利地节省了空间。减速蜗杆直齿轮组件2具有自锁功能，舵片4定位后电机6停止工作，降低电动舵机功耗，延长了电动舵机工作时间，为智能弹药增程实现提供了保证。电机6、控制器14、舵翼座10和减速蜗杆直齿轮组件2均为抗高冲击过载的耐冲击件，过载试验可承受大于一万倍的重力加速度，所述部件的耐冲击设计，提高了整个电动舵机的抗高冲击过载能力。
本发明的电动舵机的第一轴承装置和第二轴承装置分别设于减速蜗杆直齿轮组件2的两端，轴承安装方式为第一轴承装置固定，第二轴承装置游动。第一轴承9安装在减速蜗杆直齿轮组件2的一端，用于支撑减速蜗杆直齿轮组件2旋转，以降低减速蜗杆直齿轮组件2在传动过程中的机械载荷摩擦系数，第一挡圈20安装在减速蜗杆直齿轮组件2上的第一轴承端的槽内，用于固定第一轴承9并防止第一轴承9发生不必要的轴向窜动；第二轴承19安装在减速蜗杆直齿轮组件2的另一端，用于支撑减速蜗杆直齿轮组件2旋转，以降低减速蜗杆直齿轮组件2在传动过程中的机械载荷摩擦系数，第二挡圈21安装在减速蜗杆直齿轮组件2上的第二轴承端的槽内，用于固定第二轴承19并防止第二轴承19发生不必要的轴向窜动。
本发明的电动舵机还包括舵翼轴销11、舵片4、控制器14和开舵装置，舵片4的根部通过舵翼轴销11固定在舵翼座10上，控制器14为一体化塑封，实现了电动舵机运动信号解算、驱动和与上位机通讯功能；舵片4上设有卡槽，舵翼座10的底部设有小孔；传动装置1、舵翼座10、控制器14和开舵装置均设于舵机座5上，使得整个电动舵机结构紧凑简单，体积小、重量轻。开舵装置包括火工品15、火工品推销器8、止退销12和弹簧17，火工品15用于盛放炸药，火工品推销器8用于推动舵片4展开，火工品推销器8设于舵机座5的中间位置并用螺纹或其他方式锁紧，止退销12和弹簧17设于舵翼座10的底部的小孔内，止退销12和弹簧17可有效阻止舵片4回弹。火工品推销器8的下端设有锁紧螺母7。
本发明的电动舵机的具体工作过程如下，当电动舵机处于初始状态时，如图3所示，舵片4处于收紧状态，锁紧螺母7锁在舵片4的卡槽上；当电动舵机开始工作后，控制器14控制电动舵机完成开锁驱动动作过程如下，控制器14接收上位机工作指令，发出驱动信号指令，点燃火工品15内的炸药，火工品推销器8解锁锁紧螺母7，并推动舵片4展开，止退销12随着舵片4展开由弹簧17推出，阻止舵片4回弹，确保实现舵片4的张开锁紧运动可靠。在舵片4展开后，控制器14向电机6发出驱动信号，控制器14可同时对两台电机进行伺服控制，由电机6驱动减速蜗杆直齿轮组件2上的直齿轮22，带动减速蜗杆直齿轮组件2上的蜗杆23驱动舵翼座10上的涡轮3，并且改变旋转运动方向带动舵片4运动。
本发明的电动舵机的仰视图如图4所示，图中序号所指仅为各个部件在四个象限中示意方向而已，并不实际代表各个部件，舵机座5的四个象限中，第二象限和第四象限对称放置两个传动装置1，其中一个传动装置1带动四片舵片4其中的两片，其余的一个传动装置1带动四片舵片4中的另两片；第三象限放置控制器14；第一象限放置电池16，用于给电动舵机供电。四个舵翼座10对称位置联动，由控制器14控制两个传动装置1分别驱动，可实现俯仰和偏航的两个自由度运动。
本发明的电动舵机的俯视图如图5所示，电动舵机的各个主要部件如舵片4、舵机座10等集中安装在所述舵机座5上，构成电动舵机各部分既相对独立又紧凑的结构形式。
由此可见，本发明的电动舵机设计科学合理，结构紧凑简单，体积小、重量轻，可靠性高，具有抗高冲击过载能力，实用性较强，具有良好的推广使用价值。
显然，本领域技术人员在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以作出对本发明的实施例的各种修改和改变。以该方式，如果这些修改和改变处于本发明的权利要求及其等同形式的范围内，则本发明还旨在涵盖这些修改和改变。词语“包括”不排除未在权利要求中列出的其它元件或步骤的存在。某些措施记载在相互不同的从属权利要求中的简单事实不表明这些措施的组合不能被用于获利。权利要求中的任何附图标记不应当被认为限制范围。
Claims (10)
1.一种电动舵机，其特征在于，包括舵机座、舵翼座、传动装置、第一轴承装置和第二轴承装置；所述传动装置用于驱动所述舵翼座，所述传动装置通过所述第一轴承装置和所述第二轴承装置与所述舵机座相连接；所述第一轴承装置包括第一轴承和第一挡圈；所述第二轴承装置包括第二轴承、第二挡圈和碟形弹簧，所述碟形弹簧位于所述第二轴承与所述舵机座之间。
2.根据权利要求1所述的电动舵机，其特征在于，所述传动装置包括电机和减速蜗杆直齿轮组件，所述舵翼座上设置有涡轮，所述减速蜗杆直齿轮组件包括蜗杆和被固定在蜗杆轴上的直齿轮，并且所述直齿轮与所述电机的轴相耦合，并被所述电机所驱动，所述蜗杆与所述涡轮相耦合。
3.根据权利要求2所述的电动舵机，其特征在于，所述第一轴承装置和所述第二轴承装置分别设于所述减速蜗杆直齿轮组件的两端。
4.根据权利要求2所述的电动舵机，其特征在于，还包括舵翼轴销、舵片、控制器和开舵装置，所述舵片的根部通过所述舵翼轴销固定在所述舵翼座上，所述舵翼座、所述控制器和所述开舵装置设于所述舵机座上。
5.根据权利要求4所述的电动舵机，其特征在于，所述舵片上设有卡槽。
6.根据权利要求5所述的电动舵机，其特征在于，所述舵翼座的底部设有小孔。
7.根据权利要求6所述的电动舵机，其特征在于，所述开舵装置包括火工品、火工品推销器、止退销和弹簧，所述火工品推销器设于所述舵机座的中间位置并锁紧，所述止退销和所述弹簧设于所述小孔内。
8.根据权利要求7所述的电动舵机，其特征在于，所述火工品推销器的下端设有锁紧螺母，所述锁紧螺母锁在所述卡槽上。
9.根据权利要求4所述的电动舵机，其特征在于，所述电机、所述控制器、所述舵翼座和所述减速蜗杆直齿轮组件为过载性能大于一万倍重力加速度的耐冲击件。
10.根据权利要求4所述的电动舵机，其特征在于，所述控制器为一体化塑封。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190723 |