一种扁平式一体化复合舵系统的制作方法

本发明属于伺服系统技术领域，更具体地，涉及一种扁平式一体化复合舵系统。

背景技术：

近年来，随着现代科技水平的不断进步，伺服系统正朝着小型化、长寿命、高效率、免维护的设计方向发展。我国打飞机、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。由于其具备扁平式副翼，内部空间程扁平分布，在系统功能布局上具有相当的难度。因此，与外骨骼框架一体化设计的扁平型旋转式舵系统应运而生，相对于传统电动舵系统其在保证机翼与舵机结构各项性能的基础上大幅度减小系统的体积与质量。从系统的角度考虑，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。

舵系统是飞行器飞行过程中实现舵片偏转的执行功能部件，传统动舵系统受传动方式限制，在扁平的狭小空间内很难输出较大的扭矩，如果通过采用多级传动的方式增大输出扭矩，则会因为传动环节太多增加系统误差，从而影响舵系统的精度。如果采用通过提高某环节减速比的方式，存在需求安装空间大，舵机质量增大等问题，对实现无人机、巡航制导导弹等装备小型化形成制约。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种扁平式一体化复合舵系统，其目的在于通过复合丝杠技术，实现舵系统与机翼一体化设计，从而实现减轻系统质量、提高传动精度、提高安装精度和提高输出扭矩大等目标。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种扁平式一体化复合舵系统，其特征在于，包括基座体及共同安装在所述基座体上的电机、齿轮减速器、复合丝杠组件、防转导轨和摇臂组件，其中，

所述复合丝杠组件包括滚珠丝杠i、滚珠螺母i、滚珠丝杠ii和滚珠螺母ii，其中，所述滚珠丝杠i与所述滚珠丝杠ii相互平行，所述滚珠丝杠i通过所述齿轮减速器与所述电机连接，所述滚珠螺母i安装在所述滚珠丝杠i上，并且所述滚珠螺母i与所述滚珠螺母ii固定连接在一起，所述滚珠螺母i上设置有滑块i，所述滑块i安装在所述防转导轨上；

所述摇臂组件包括连杆、滑块ii和摇臂，所述连杆的一端安装在所述滚珠丝杠ii上而该连杆的另一端中空，所述滑块ii伸入连杆远离滚珠丝杠ii的一端的内部并可沿着该连杆的纵向移动，所述摇臂安装在所述滑块ii上。

优选地，所述滚珠螺母ii上安装有直线传感器，以用于获得滚珠螺母ii的位置信息。

优选地，所述位置信息通过电信号反馈给控制器的插卡式控制板，从而实现所述滚珠螺母ii的位置闭环控制，进行实现复合舵系统位置的闭环控制。

优选地，所述直线传感器为非接触式电位计。

优选地，所述齿轮减速器包括输入齿轮、中间齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与所述电机的电机轴连接，所述输入齿轮通过中间齿轮与所述输出齿轮连接，从而实现对所述电机轴输出速度的减速。

优选地，所述摇臂组件设置有多个。

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)本扁平式一体化复合舵系统采用电机来驱动复合丝杠复合丝杠组件的滚珠丝杠i旋转，然后又通过滚珠螺母i和滚珠螺母ii的直线运动配合，将滚珠丝杠i的旋转又转为滚珠丝杠ii的旋转运动，进而可以带动摇臂组件实现旋转，通过这样多级丝杠的传递，可以使摇臂组件产生比较大的力矩，而且精度高，传动平稳可靠。

2)本扁平式一体化复合舵系统可以实现舵系统与机翼一体化设计，从而实现减轻系统质量、提高传动精度、提高安装精度、提高输出扭矩大等目标。在满足产品技术指标的基础上，具备系统集成度高、可靠性高、元件消耗成本低等特点。

3)本扁平式一体化复合舵系统可以通过对复合丝框的丝杠来施加预紧力，可以有效消除系统间隙，从而有效减小舵系统易出现的抖动现象。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的内部结构示意图。

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。

如图1、图2所示，一种扁平式一体化复合舵系统，包括基座体6及共同安装在所述基座体6上的电机1、齿轮减速器2、复合丝杠组件3、防转导轨15和摇臂组件5，其中，

所述复合丝杠组件3包括滚珠丝杠i11、滚珠螺母i12、滚珠丝杠ii14和滚珠螺母ii13，其中，所述滚珠丝杠i11与所述滚珠丝杠ii14相互平行，所述滚珠丝杠i11通过所述齿轮减速器2与所述电机1连接，所述滚珠螺母i12安装在所述滚珠丝杠i11上，并且所述滚珠螺母i12与所述滚珠螺母ii13固定连接在一起，所述滚珠螺母i12上设置有滑块i16，所述滑块i16安装在所述防转导轨15上，所述防转导轨15与滑块i16共同构成导轨组件4；所述导轨组件4安装于复合丝杠组件3旁以实现滚珠螺母i12防转输出。

所述摇臂组件5包括连杆17、滑块ii18和摇臂19，所述连杆17的一端安装在所述滚珠丝杠ii上而该连杆17的另一端中空，所述滑块ii18安装在连杆17远离滚珠丝杠ii14的一端的内部并可沿着该连杆17的纵向移动，所述摇臂17安装在所述滑块ii18上。滑块ii18可以沿着连杆17的纵向移动，因此可以调整摇臂19的位置，同时滑块ii18在连杆17内部只能移动不能转动，还起着防转作用，使得摇臂19能正常转动。

进一步，所述滚珠螺母ii13上安装有直线传感器7，以用于获得滚珠螺母ii13的位置信息。优选地，所述直线传感器7为非接触式电位计。

进一步，所述位置信息通过电信号反馈给控制器的插卡式控制板，从而实现所述滚珠螺母ii13的位置闭环控制，进行实现复合舵系统位置的闭环控制。本发明通过电信号反馈至插卡式控制板，从而实现所述舵系统位置的闭环控制。本扁平式一体化复合舵系统的接受控制器发出的舵机控制信号，并将控制信号、舵机反馈信号按一定的控制规律生成pwm方波信号，经功率电路功率放大后驱动电机转动，经两级支持和复合丝杠实现舵机输出轴偏转实现角度与力矩输出，并采用非接触式直线电位计检测丝杠螺母的位置信息，将位置信息转化为电信号反馈至控制电路，实现舵机位置闭环控制。

进一步，所述齿轮减速器2包括输入齿轮8、中间齿轮9和输出齿轮10，所述输入齿轮8与所述电机1的电机1轴连接，所述输入齿轮8通过中间齿轮9与所述输出齿轮10连接，从而实现对所述电机1轴输出速度的减速。

本发明的基座体6除完成舵系统内部安装支撑外，还需实现机翼支撑骨架功能；

所述齿轮减速器2设于基座体6内部其输入齿轮8、中间齿轮9、输出齿轮10等共同构成第一级减速装置；所述复合丝杠3设于基座体6内部，其滚珠丝杠i11、滚珠螺母i12、滚珠螺母ii13、滚珠丝杠ii14等共同构成第二级减速装置；所述摇臂组件5设于基座体6内部，其连杆17、滑块18、摇臂19等共同构成第三级减速装置并实现扭矩的输出，这些零件共同配合，即通过将电机1的旋转输入再度转化为摇臂19旋转，并通过摇臂19实现比较大的扭矩转速的输出。

本扁平式一体化复合舵系统采用系统功能一体化集成的设计方案，将控制板设计成插卡式控制电路20实现总体控制集成设计，整体传动布局采用复合丝杠式布局，舵系统外壳与机翼骨架一体化设计。采用复合丝杠技术通过施加预紧力在滚珠丝杠上，可以有效消除系统间隙，从而有效减小电动舵机易出现的抖动现象。

本发明主要针对副翼式飞行器、扭矩输出大、动态特性要求高、控制精度要求高的需求。因采用复合丝杠技术，可以通过施加预紧力有效消除系统间隙，从而有效减小电动舵机易出现的“抖动现象”。因此该结构具有较高的可靠性与实用性。本发明在满足产品技术指标要求的基础上，具备系统集成度高、体积小、可靠性高、元器件消耗成本低等特点。

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。