[发明专利]一种具备多轴向抗高过载能力的舵机

说明书

本发明涉及电动伺服领域，具体涉及一种具备多轴向抗高过载能力的舵机,其特征在于，包括电机支架、伺服电机、电机齿轮、框架、金属减振垫、支撑块、角度传感器、轴承压板、调节垫片、碟簧、蜗杆齿轮组合、蜗轮舵轴组合、传感器齿轮。

技术领域

本发明涉及电动伺服领域，具体涉及一种具备多轴向抗高过载能力的舵机。

背景技术

随着制导炮弹技术不断发展，远程高过载制导炮弹在炮膛发射时会承受短时间的多轴向高过载冲击，对弹内伺服机构提出了较高的设计要求。舵机是飞行器控制系统中的执行机构，其性能直接决定飞行器的控制品质，炮射工况下对舵机的多轴向抗高过载能力要求较高。

一种抗高过载的舵机减速器(CN 205383244)只有一路传动，在输出轴末级通过齿轮副传动，对齿轮的承载能力和空间要求较高，而三级传动设计占用空间较大，难以满足小型紧凑的空间要求。抗高过载集成化舵机(CN105659798B)采用直齿轮副—锥齿轮副—谐波齿轮—连杆机构的传动系统，四级传动更为复杂，零部件连接更多，在多轴向高过载环境下机构破坏的可能性更大，也导致空间占用更大，难以满足小型紧凑的空间要求和可靠性要求。电动舵机(CN 208026150 U)两套传动系统控制两对舵，不能同时控制俯仰、偏航和滚转，且缺少输出端传感器，不能实现闭环控制，难以保证控制精度，影响飞行器控制品质。

目前国内现有武器型号的舵机体积和质量较大，在承受12000g以上的炮射冲击过载条件下，零部件容易发生塑性变形甚至破坏，难以满足多轴向高过载冲击后正常工作的条件。因此，针对上述问题，如何在有限空间内，克服制导炮弹高过载冲击环境的难点，设计一种具备多轴向抗高过载能力的舵机，成为了本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

针对上述的工况，本发明要解决的技术难点是多轴向抗高过载，提供了一种具备多轴向抗高过载能力的舵机。

本发明属于电动伺服领域，具体设计一种具备多轴向抗高过载能力的舵机，包括电机支架、伺服电机、电机齿轮、框架、金属减振垫、支撑块、角度传感器、轴承压板、调节垫片、碟簧、蜗杆齿轮组合、蜗轮舵轴组合、传感器齿轮；四路传动，共用一个框架，在空间上各占一个象限，四个伺服电机共用一个电机支架；每路传动分别通过伺服电机—电机齿轮—蜗杆齿轮组合—蜗轮舵轴组合传递动力，角度传感器与蜗轮舵轴组合啮合，实现对输出角的测量反馈，实现闭环控制；所述舵轴蜗轮组合中与传感器齿轮啮合的反馈齿轮，与蜗轮进行了一体化共齿形设计；电机支架与框架之间设计有金属减振垫；所述框架四周设置支撑块；轴承压板压紧蜗杆和角接触轴承，轴承压板与框架间设计有调节垫片，可实现对轴承预紧力的调节，轴承压板与角接触轴承间设计有碟簧，可实现轴向缓冲的作用。

优选的，所述的蜗杆齿轮组合包括蜗杆、蜗杆齿轮和角接触轴承，常用的深沟球轴承主要承受径向力，轴向承载能力弱，而选用的角接触轴承有更好的轴向和径向承载能力，能更好的满足多轴向高过载条件要求。

优选的，所述的蜗轮舵轴组合包括蜗轮、舵轴、滑动轴承1和滑动轴承2，常用的深沟球轴承虽然能够承受径向力，但在高过载条件下仍难以满足要求，内部滚珠有破坏风险，选用的滑动轴承可以满足更高的过载要求。

优选的，所述的舵机的每路传动分别通过伺服电机—电机齿轮—蜗杆齿轮组合—蜗轮舵轴组合传递动力，反馈传感器与蜗轮舵轴组合啮合，实现对输出角的测量反馈，实现闭环控制；

优选的，所述的电机支架与框架之间设计有金属减振垫，实现在高过载工况下的减振缓冲作用，保护伺服电机，金属减震垫变形使电机在轴向的微小窜动不影响齿轮副的传动；

优选的，所述的轴承压板压紧蜗杆和角接触轴承，轴承压板与框架间设计有调节垫片，可实现对轴承预紧力的调节，轴承压板与角接触轴承间设计有碟簧，可实现轴向缓冲的作用；

优选的，所述的四套舵机的框架为一体化设计而不是四个分体，这样可以有效提高整体的结构强度，减少零部件间的连接，提高抗高过载能力；