一种带角度传感器的作动器的制作方法

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，尤其是涉及一种带角度传感器的作动器。

背景技术：

作动器在飞行器中应用广泛，作为执行机构，在飞行控制过程中起着至关重要的作用。不同于旋转式作动器，直线式作动器需要将电机的旋转运动转化为直线运动，然后再将直线运动转化为舵翼的转动，最终输出转矩。作动器的安装空间大多为角形面空间，因此对作动器的外形尺寸有较高的要求。相对于旋转式作动器，直线式作动器的传动距离较长，电机等体积较大的部件可以设置在空间较大的部位。随着飞行器的不断发展，要求直线式作动器具有更简洁、更可靠的传动机构。

对于无人飞行器来说，多变的风速会造成舵翼抖动，如果作动器自身存在传动间隙，则会放大抖动量，进而影响飞行控制的稳定性。如申请号为cn201710207230.9的专利，使用滚珠丝杠副与连杆铰接，实现输出轴的旋转。该专利中连杆的两端都存在铰接结构，铰接结构最大的弊端就是配合间隙较大，而且使用时间越长，间隙越大。因此，如果不能很好地解决铰接结构的配合间隙问题，将影响到飞行控制的稳定性。

另外，作动器将直线运动转化为舵机的转动是通过曲柄连杆机构实现的，由于输入的匀速直线运动并没有线性地输出匀速圆周运动，因此影响对舵翼转动角度的精准控制。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种带角度传感器的作动器，采用如下技术方案：

一种带角度传感器的作动器，包括舵翼和电推杆，所述舵翼的转轴上连接有驱动摇臂，以及用于检测舵翼转角的角位移传感器；所述驱动摇臂设有锥面铰接孔；所述电推杆的驱动端与机体铰接，在电推杆的伸缩端连接有铰接轴；所述铰接轴设有与锥面铰接孔相对应的圆台体，铰接轴通过圆台体与锥面铰接孔配合连接；在铰接轴的一端还设置有使圆台体与锥面铰接孔保持接触的压簧；当电推杆伸缩端伸缩运动时，铰接轴推动驱动摇臂往复摇摆转动。

进一步地改进技术方案，所述铰接轴设置在叉形接头上，并与叉形接头的轴孔配合连接；所述叉形接头的连接端与电推杆的伸缩端螺接。

进一步地改进技术方案，所述叉形接头轴孔的两端分别设置有轴承，所述铰接轴的两端分别与叉形接头轴孔两端的轴承配合连接。

进一步地改进技术方案，所述锥面铰接孔的锥角为5°-10°。

进一步地改进技术方案，在铰接轴上还设置有用于调整压簧压力的调整螺母。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的锥面铰接结构消除了铰接结构的配合间隙，避免了舵翼抖动，有益于飞行控制的稳定性；当舵翼受到过大扭矩时，压簧受压后释放间隙，避免舵翼受损。

本实用新型的角位移传感器可将舵翼的转角信息通过通讯模块传递给控制端，使控制端获得准确的转角信息，从而实现对无人机的精准操控。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为铰接轴与锥面铰接孔铰接的结构示意图。

图中：1、舵翼；2、电推杆；3、驱动摇臂；31、锥面铰接孔；4、铰接轴；41、圆台体；5、角位移传感器；6、压簧；7、叉形接头；8、轴承；9、调整螺母。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

一种带角度传感器的作动器，如图1所示，包括舵翼1和电推杆2，所述舵翼1设有转轴，转轴与机体转动连接，在舵翼1的转轴上连接有驱动摇臂3，驱动摇臂3转动时带动舵翼1摇摆转动。电推杆2的驱动端设有铰接孔，铰接孔与机体铰接。电推杆2的伸缩端可以实现往复直线运动，并且伸缩端可绕驱动端的铰接孔小角度的摆动。

如图2所示，在驱动摇臂3上设有锥面铰接孔31，锥面铰接孔31的锥角为10°。在电推杆2的伸缩端连接有铰接轴4，具体的，所述铰接轴4设置在叉形接头7上，叉形接头7的连接端与电推杆2的伸缩端螺接，在叉形接头7轴孔的两端分别设置有轴承8，铰接轴4的两端分别与轴孔两端的轴承8配合连接。在铰接轴4中间部位设有与锥面铰接孔31相对应的圆台体41，铰接轴4通过圆台体41与锥面铰接孔31配合连接。当电推杆2伸缩端伸缩运动时，铰接轴4与锥面铰接孔31配合转动，推动驱动摇臂3往复摇摆转动。

为了保证圆台体41与锥面铰接孔31始终接触，在铰接轴4的一端还设置有压簧6，并且设置有用于调整压簧6压力的调整螺母9。压簧6的压力不能太大，太大会影响铰接件的转动；压簧6的压力不能太小，太小不能有效消除铰接间隙。如果出现上述情况，可以通过调整螺母9调整适合的压力。

由此可以看出，通过圆台体41与锥面铰接孔31的锥面配合，可以有效消除铰接间隙；通过调整压簧6的压力，可以保证铰接结构无间隙的转动。由于压簧6存在预压，即使铰接轴4或者锥面铰接孔31磨损后，仍能保证铰接结构无间隙。这样一方面是消除了铰接结构的配合间隙，避免了舵翼1抖动，有益于飞行控制的稳定性；另一方面是当舵翼1受到过大扭矩时，压簧6受压后释放间隙，避免舵翼1受损。

由于驱动摇臂3是非匀速转动，通过控制电推杆2伸缩端的伸缩距离，不能精确获知舵翼1的转角。为此，在舵翼1的转轴上还连接有检测舵翼1转角的角位移传感器5。角位移传感器5可将舵翼1的转角信息通过通讯模块传递给控制端，使控制端获得准确的转角信息，从而实现对无人机的精准操控。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种带角度传感器的作动器，包括舵翼（1）和电推杆（2），其特征是：所述舵翼（1）的转轴上连接有驱动摇臂（3），以及用于检测舵翼（1）转角的角位移传感器（5）；所述驱动摇臂（3）设有锥面铰接孔（31）；所述电推杆（2）的驱动端与机体铰接，在电推杆（2）的伸缩端连接有铰接轴（4）；所述铰接轴（4）设有与锥面铰接孔（31）相对应的圆台体（41），铰接轴（4）通过圆台体（41）与锥面铰接孔（31）配合连接；在铰接轴（4）的一端还设置有使圆台体（41）与锥面铰接孔（31）保持接触的压簧（6）；当电推杆（2）伸缩端伸缩运动时，铰接轴（4）推动驱动摇臂（3）往复摇摆转动。

2.如权利要求1所述的一种带角度传感器的作动器，其特征是：所述铰接轴（4）设置在叉形接头（7）上，并与叉形接头（7）的轴孔配合连接；所述叉形接头（7）的连接端与电推杆（2）的伸缩端螺接。

3.如权利要求2所述的一种带角度传感器的作动器，其特征是：所述叉形接头（7）轴孔的两端分别设置有轴承（8），所述铰接轴（4）的两端分别与叉形接头（7）轴孔两端的轴承（8）配合连接。

4.如权利要求1所述的一种带角度传感器的作动器，其特征是：所述锥面铰接孔（31）的锥角为5°-10°。

5.如权利要求1所述的一种带角度传感器的作动器，其特征是：在铰接轴（4）上还设置有用于调整压簧（6）压力的调整螺母（9）。

技术总结
一种带角度传感器的作动器，包括舵翼和电推杆，所述舵翼的转轴上连接有驱动摇臂，以及用于检测舵翼转角的角位移传感器；所述驱动摇臂设有锥面铰接孔；所述电推杆的驱动端与机体铰接，在电推杆的伸缩端连接有铰接轴；所述铰接轴设有与锥面铰接孔相对应的圆台体，铰接轴通过圆台体与锥面铰接孔配合连接；在铰接轴的一端还设置有使圆台体与锥面铰接孔保持接触的压簧；当电推杆伸缩端伸缩运动时，铰接轴推动驱动摇臂往复摇摆转动。本实用新型的锥面铰接结构消除了配合间隙，避免了舵翼抖动，有益于飞行控制的稳定性；本实用新型的角位移传感器可将舵翼的转角信息传递给控制端，使控制端获得准确的转角信息，从而实现对无人机的精准操控。

技术研发人员：向华安;王浩;李艳丽
受保护的技术使用者：洛阳安怀达智能科技有限公司
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.08.18