一种基于双向丝杠的舵面驱动系统的制作方法

本发明属于飞行控制，是一种基于双向丝杠的舵面驱动系统。

背景技术：

1、电动舵机是伺服控制系统中的常用的机械执行机构。直线电动舵机一般通过减速齿轮降低电机的输入速度，提高齿轮的输出扭矩，再通过丝杠或丝杠螺母将旋转输出转化为直线输出，同时采用导向轴承防止丝杠螺母转动，并通过线位移传感器进行位置反馈，进一步进行伺服控制。采用该结构布局的舵机一般输出速度较低，丝杠较长(采用一端支撑的方式，不利于轴承的正常工作)，且位置反馈传感器与防转装置占用了较大的空间，不利于舵机的紧凑化设计。

技术实现思路

1、本发明的目的是：

2、为了优化舵机结构，提升舵机性能，本发明提出了一种基于双向丝杠的舵面驱动系统，该电动舵机与传统电动舵机不同，采用双向丝杠作为传动输出机构，提高了其性能指标，采用导向块限制丝杠螺母转动，并采用角位移传感器进行位置反馈，减小了舵机的外阔尺寸。

3、本发明的技术方案：

4、一种基于双向丝杠的舵面驱动系统，包括：输出耳环、端盖、壳体、输入齿轮、丝杠、丝杠螺母、电机、丝杠支撑轴承、轴向支撑轴承；

5、所述壳体分为前部、中部和后部，前部和后部均为圆筒状，中部为空心矩形；

6、所述丝杠中部设有驱动齿轮，两端设有旋向相反的螺纹；丝杠设置在壳体内且驱动齿轮位于壳体中部；

7、所述丝杠两端旋向相反的螺纹上分别设有一个丝杠螺母；其中壳体后部的丝杠螺母与机上安装座铰支；壳体前部的丝杠螺母通过输出耳环连接舵面；

8、所述电机设置在壳体中部下方，电机输出轴连接输入齿轮且所述输入齿轮与丝杠中部驱动齿轮啮合以带动丝杠转动。

9、进一步，所述丝杠的驱动齿轮左右两侧设有支撑轴承；所述支撑轴承设置在丝杠与壳体之间。

10、进一步，所述支撑轴承包括：丝杠支撑轴承和轴向支撑轴承；丝杠支撑轴承为深沟球轴承，用于承载丝杠的径向力；所述轴向支撑轴承为推力球轴承，用于将轴向力传导至壳体。

11、进一步，所述系统还包括：导向单元；

12、所述导向单元设置在壳体前部内壁和后部内壁；所述导向单元用于为丝杠螺母导向使其沿轴向运动。

13、进一步，所述导向单元为多根导向条；所述多根导向条沿圆周均布在壳体前部和后部内壁；

14、所述丝杠螺母上设有与之匹配的导向槽；通过导向槽与导向条配合是的丝杠螺母沿轴向运动且无旋转。优选的，导向块采用金属铜材料。

15、导向块导向部分(金属条裸露的圆周部分)应不小于1/3圆周，不大于1/2圆周。

16、进一步，所述丝杠螺母内壁为与丝杠相匹配的的螺纹；丝杠螺母外壁呈两级台阶；其中直径较大的一端靠近驱动齿轮设置；

17、所述壳体的前部和后部的端面上设有端盖；所述端盖中部设有通孔；所述通孔直径与丝杠螺母直径较小一端间隙配合，以便丝杠螺母直径较小端可以在端盖通孔中自由运动同时对丝杠螺母直径较大端进行轴向限位防止脱出。

18、进一步，所述系统还包括：传感器、传感器齿轮和传感器齿轮安装轴承；

19、所述传感器安装在壳体中部，所述传感器齿轮通过传感器齿轮驱动轴承安装在壳体中部；传感器驱动轴通过传感器齿轮与丝杠驱动齿轮啮合；所述传感器用于采集丝杠的旋转角度。

20、进一步，所述壳体前部的丝杠螺母直径较小一端端部固定有止挡块；

21、所述止挡块中心处设有螺纹孔；所述输出耳环一端与舵面连接，另一端为螺纹轴，螺接在止挡块螺纹孔中，输出耳环螺纹轴上还设有锁紧螺母将输出耳环与止挡块锁紧；

22、止挡块与耳环螺纹配合以调节耳环机械零位。

23、进一步，传感器为角位移传感器，传感器齿轮的减速比根据丝杠行程确定，以减小系统外廓尺寸。

24、进一步，传感器齿轮为双片齿消隙，用于提高反馈精度。

25、进一步，壳体分为前壳体9与后壳体6，配合面之间应加工v型槽并涂抹密封胶密封。前壳体9与后壳体应采用定位销定位，确保安装精度。所有螺钉都应涂抹螺纹胶并规定拧紧力矩防松。

26、本发明的有益效果：

27、本发明具备电气多余度外，采用双向丝杠的结构，在电机输出转速不变的情况下，舵机输出速度加倍，有效提高了其工作性能，同时采用导向块限制丝杠螺母转动，减小了舵机外廓尺寸。

技术特征：

1.一种基于双向丝杠的舵面驱动系统，其特征在于：所述系统包括：输出耳环、端盖、壳体、输入齿轮、丝杠、丝杠螺母、电机、丝杠支撑轴承、轴向支撑轴承；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述丝杠的驱动齿轮左右两侧设有支撑轴承；所述支撑轴承设置在丝杠与壳体之间。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述支撑轴承包括：丝杠支撑轴承和轴向支撑轴承；丝杠支撑轴承为深沟球轴承，用于承载丝杠的径向力；所述轴向支撑轴承为推力球轴承，用于将轴向力传导至壳体。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：导向单元；

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述导向单元为多根导向条；所述多根导向条沿圆周均布在壳体前部和后部内壁；

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述丝杠螺母内壁为与丝杠相匹配的的螺纹；丝杠螺母外壁呈两级台阶；其中直径较大的一端靠近驱动齿轮设置；

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：传感器、传感器齿轮和传感器齿轮安装轴承；

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述壳体前部的丝杠螺母直径较小一端端部固定有止挡块；

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，传感器为角位移传感器，传感器齿轮的减速比根据丝杠行程确定，以减小系统外廓尺寸。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，传感器齿轮为双片齿消隙，用于提高反馈精度。

技术总结本发明属于飞行控制技术领域，是一种基于双向丝杠的舵面驱动系统，包括：输出耳环、端盖、壳体、输入齿轮、丝杠、丝杠螺母、电机、丝杠支撑轴承、轴向支撑轴承；所述壳体分为前部、中部和后部，前部和后部均为圆筒状，中部为空心矩形；所述丝杠中部设有驱动齿轮，两端设有旋向相反的螺纹；丝杠设置在壳体内且驱动齿轮位于壳体中部；所述丝杠两端旋向相反的螺纹上分别设有一个丝杠螺母；其中壳体后部的丝杠螺母与机上安装座铰支；壳体前部的丝杠螺母通过输出耳环连接舵面；所述电机设置在壳体中部下方，电机输出轴连接输入齿轮且所述输入齿轮与丝杠中部驱动齿轮啮合以带动丝杠转动。技术研发人员：陈炳臻,刘向,姚成法,黄丑凯,屈海龙,刘赛恒,周大恒受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所技术研发日：技术公布日：2024/6/23