[发明专利]一种集成电涡流位移传感器的音圈作动器及装配方法

说明书

一种集成电涡流位移传感器的音圈作动器及装配方法，包括：柔性铰、作动杆、上壳体、涡流盘、柔性结构、转接轴、主壳体、动子压盘、音圈电机动子、音圈电机定子、定子压盘、限位块、限位盘、测量板、导热索、电涡流位移传感器。采用内外层等厚垫环的双膜簧柔性结构，有效提高膜簧刚度，同时，装配时采用等厚度的刚性替代件替代柔性结构，克服柔性结构变形引起的装配尺寸测量困难的问题，同时可获得准确的作动器修配尺寸。本发明可提高音圈作动器的控制精度及承载能力，同时提高产品使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种集成电涡流位移传感器的音圈作动器及装配方法，属于空间控制执行机构技术领域。

背景技术

针对高精度、大承载航天器控制精度、稳定度及快速机动等控制需求，在航天器平台与有效载荷间安装具有振动隔离、扰振抑制和高精度指向调节功能的音圈作动器。采用高效率音圈电机实现大行程、高精度、快响应的执行能力，采用宽带宽、高精度电涡流位移传感器组准确获取载荷与平台的相对姿态以施加精确控制，利用柔性环节实现宽频振动隔离和冗余控制，结合粗精分层、快慢结合、主被一体的多级复合控制技术，实现载荷的“超高精度、超高稳定度、超敏捷”控制。

现有作动器技术中采用的膜簧结构存在对大载荷和冲击的承受能力差，装配制造刚度一致性难以保证等问题；缺乏对作动器转角进行限位的结构，易造成作动器组件损坏；柔性环节导致装配精度和一致性难以保证，因此产品控制精度无法满足对大质量载荷亚微米级的控制需求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种集成电涡流位移传感器的音圈作动器及装配方法，解决了音圈作动器的控制精度低，装配尺寸精度及一致性差的问题，同时提高了作动器的使用寿命及可靠性。

本发明的技术方案是：

一种集成电涡流位移传感器的音圈作动器，包括：柔性铰、作动杆、上壳体、涡流盘、柔性结构、转接轴、主壳体、动子压盘、音圈电机动子、音圈电机定子、定子压盘、限位块、限位盘、测量板、导热索、电涡流位移传感器；

限位盘、上壳体、涡流盘依次固定连接；作动杆的一端插入限位盘和上壳体后和转接轴、动子压盘依次连接；作动杆的另一端伸出所述限位盘的外部与柔性铰连接；

主壳体套装在音圈电机定子外部，所述主壳体的端面和所述音圈电机定子的端面均固定连接定子压盘；所述音圈电机动子的环形绕组插入所述音圈电机定子的环形槽中，所述音圈电机动子的端面固定连接所述动子压盘；

所述柔性结构包括：膜簧、内垫环、外垫环；两片膜簧中间夹有同轴放置的内垫环和外垫环，所述内垫环所在周向位置作为所述柔性结构的内圈，所述外垫环所在周向位置作为所述柔性结构的外圈；所述内垫环的厚度等于所述外垫环的厚度，所述内垫环的外径小于所述所述外垫环的内径；

所述转接轴和所述动子压盘通过螺钉和沉槽压紧固定所述柔性结构的内圈，所述涡流盘和所述主壳体通过螺钉和沉槽压紧固定所述柔性结构的外圈；

所述作动杆上还套装有限位块和测量板，所述限位块位于所述限位盘和上壳体之间形成的空腔内，所述测量板位于所述上壳体和涡流盘之间形成的空腔内；所述上壳体和涡流盘上对称设置有用于测试所述测量板位移的电涡流位移传感器；

所述依次连接的作动杆、转接轴和动子压盘作为轴向结构，所述柔性结构的轴向中点作为转动点，所述轴向结构能够绕所述转动点转动；

所述导热索固定在所述音圈电机动子的端面上。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1)采用内外层等厚垫环的双膜簧柔性结构，有效提高膜簧刚度，及耐受冲击的能力，无填充设计简化装配方法，提高柔性结构性能一致性；

2)本发明通过合理的结构尺寸设计，对作动杆的径向转动角度进行限制，避免音圈电机动子和定子发生摩擦碰撞，影响产品寿命；