[发明专利]一种滚珠丝杠驱动的推力矢量多轴摆动喷管

权利要求书

1.一种滚珠丝杠驱动的推力矢量多轴摆动喷管，其特征在于，包括喷管壳体（1）（2）及4个单轴摆动喷管机构，单个的单轴摆动喷管包括外罩（3）、喷管（5）、喷管喉部（7）、燃烧室（4）、滚珠丝杠驱动机构、连杆传动机构组成； 所述的喷管（5）、喷管喉部（7）采用球形连接，保证喷管全轴摆动的自由度； 所述的喷管喉部（7）、燃烧室（4）采用法兰连接，保证连接强度和装置的气密性； 所述的滚珠丝杠驱动机构包括电机外壳（19）、电机转子（18）、联轴器（10）、滚珠丝杠（8）、丝杠螺母（16）、直线轴承（17）、平行导杆（9）以及丝杠支座（6）；所述的电机转子（18）通过联轴器（10）与滚珠丝杠（8）连接，所述的平行导杆（9）安装在丝杠支座（6）上，所述的直线轴承（17）连接丝杠螺母（16）与平行导杆（9）；所述的电机转子（18）带动滚珠丝杠（8）转动，所述的丝杠螺母（16）与滚珠丝杠（8）螺纹配合，将滚珠丝杠（8）的转动转换为丝杠螺母（16）的直线运动，进而实现直线轴承（17）的直线运动； 所述的连杆传动机构包括连动连杆（11）、传动杆（15）、球形连杆A（12）、球形连杆B（14）、六角螺栓（13），所述的传动杆（15）与直线轴承（17）转动副连接，所述的传动杆（15）与球形连杆A（12）、球形连杆B（14）通过六角螺栓（13）固定连接，所述的球形连杆A（12）、球形连杆B（14）球形端与固定在活动喷管（5）侧面的球形轴承同心连接；所述的的直线轴承（17）带动平行导杆（9）一起直线运动，所述的直线轴承（17）带动连杆传动杆球形连杆A（12）、球形连杆B（14）、传动杆（15）转动，所述的固定在活动喷管（5）侧面的球形轴承的空间位置发生变化； 传动杆（15）与球形连杆A（12）球形连杆B（14）相对位置通过六角螺栓（13）固定，调节传动杆（15）相对六角螺栓（13）的安装角度可以改变连杆传动机构的作用长度；球形连杆A（12）、球形连杆B（14）与喷管（5）球形连接，相对单个连杆推动喷管作用更加稳固； 联轴器（10）为十字滑块式结构；球形连杆A（12）、球形连杆B（14）与喷管（5）之间的球形连接用于提高喷管（5）自身转动自由度； 丝杠支座（6）外表面与喷管外罩（3）内表面相切，丝杠支座（6）周边设置螺纹孔，通过螺钉固连在喷管外罩（3）内壁面； 根据需要提供的俯仰、偏航和滚转力矩，确定每个单轴摆动喷管的摆动角度，继而推算出滚珠丝杠螺母需要行进距离，并转化为电机转子（18）期望的转动运动圈数；电机转子（18）旋转运动时，电机外壳（19）上的磁电式编码器（20）测量转速，电机转子（18）通过联轴器（10）转动滚珠丝杠（8），滚珠丝杠（8）的旋转带动丝杠螺母（16）沿平行导杆进行直线运动，直线轴承（17）连接丝杠螺母（16）和平行导杆（9）；直线轴承（17）的平动带动连杆机构转动，传动杆（15）带动与其固联的球形连杆A（12）、球形连杆B（14）一起运动，球形连杆A（12）、球形连杆B（14）与喷管（5）球形连接，连杆机构从喷管耳部侧面推动，确定喷管摆动到单侧某一角度；喷管摆动角度由电位器检测，通过稳定控制算法可以实现单轴摆动喷管的角度定位。