一种无人机用冗余舵机减速装置的制作方法

本发明属于舵机，具体为一种无人机用冗余舵机减速装置。

背景技术：

1、舵机系统是一种位置伺服的驱动器，适用于那些位置需要不断变化并保持的控制系统，在无人机机电系统中，舵机作为控制输出的执行机构，其性能好坏直接决定飞行器的飞行品质和安全。因此，要提高飞控系统的可靠性，就必须提高机载伺服系统的可靠性。

2、传统单通道舵机以改良元器件质量或者优化系统设计等措施来提高系统的可靠性，需要付出很大的代价，且效果不是特别明显。

技术实现思路

1、本发明的提供了一种无人机用冗余舵机减速装置，解决了传统单通道舵机可靠性低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种无人机用冗余舵机减速装置，包括输出轴，所述输出轴上依次连接有柔轮、波发生器和齿轮，所述齿轮上连接有两组对称设置的电机连接齿轮组，所述电机连接齿轮组上连接有电机，所述输出轴上同轴固定有转接齿轮，所述转接齿轮上连接有对称设置的传感器齿轮，所述传感器齿轮上连接有角度位移传感器，所述柔轮上啮合有固定刚轮。

4、优选地，电机连接齿轮组和传感器齿轮外部设置有依次连接的端盖、壳体ⅰ和壳体ⅱ，所述电机和角度位移传感器外部设置有后盖。

5、优选地，电机和角度位移传感器安装在轴承压板上，所述轴承压板安装在壳体ⅱ上。

6、优选地，角度位移传感器外部设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩安装在轴承压板上。

7、优选地，电机连接齿轮组包括依次连接的电机齿轮、第一中间齿轮和第二中间齿轮，所述电机齿轮与电机连接，所述第二中间齿轮与齿轮连接。

8、优选地，第一中间齿轮与第二中间齿轮同轴通过螺钉固定连接，并且两端各装有一个深沟球轴承ⅴ进行支撑。

9、优选地，输出轴上固定连接有摇臂，所述输出轴与摇臂通过锁紧销轴固定，所述摇臂中过盈装配有关节轴承。

10、优选地，传感器齿轮与转接齿轮齿数和模数相同。

11、优选地，电机与角度位移传感器上连接有电连接器。

12、优选地，输出轴上同轴装配第一轴套和两个深沟球轴承ⅲ，两个深沟球轴承ⅲ之间采用第二轴套压紧内圈，齿轮内壁与两个深沟球轴承ⅲ外圈配合并压紧其外圈。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供了一种无人机用冗余舵机减速装置，运用齿轮传动链+谐波减速器(柔轮、柔性轴承、波发生器和固定刚轮)进行力矩传输。谐波减速器减速比大，柔轮作为输出端与输出轴相连，保证较大的刚度和承载能力。采用双电机+双角度位移传感器，确保舵机上电子元器件成对冗余，整个装置高度对称，保证两通道一致性和互换性，采用两套独立的电机、角度位移传感器以及齿轮减速器，两个独立的电机并联安装，可以在相对降低对元器件的要求的同时有效提高系统可靠性。当某一个传动链发生故障时，控制系统可以迅速隔离故障传动链并切换到另一个传动链实现运行，保证舵机功能的连续性。

14、进一步地，通过一对齿数相等的齿轮啮合，将输出轴转速同等进行转接，实现一轴输出，两传感器采集的功能。

15、进一步地，通过屏蔽罩将两对传感器进行隔离屏蔽，去掉自身和外界的电磁干扰，以外置电连接器方式实现对外电连接。

技术特征：

1.一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，包括输出轴(4)，所述输出轴(4)上依次连接有柔轮(10)、波发生器(12)和齿轮(14)，所述齿轮(14)上连接有两组对称设置的电机连接齿轮组，所述电机连接齿轮组上连接有电机(27)，所述输出轴(4)上同轴固定有转接齿轮(18)，所述转接齿轮(18)上连接有对称设置的传感器齿轮(20)，所述传感器齿轮(20)上连接有角度位移传感器(29)，所述柔轮(10)上啮合有固定刚轮(21)，。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述电机连接齿轮组和传感器齿轮(20)外部设置有依次连接的端盖(5)、壳体ⅰ(6)和壳体ⅱ(7)，所述电机(27)和角度位移传感器(29)外部设置有后盖(8)。

3.根据权利要求2所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述电机(27)和角度位移传感器(29)安装在轴承压板(28)上，所述轴承压板(28)安装在壳体ⅱ(7)上。

4.根据权利要求3所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述角度位移传感器(29)外部设置有屏蔽罩(30)，所述屏蔽罩(30)安装在轴承压板(28)上。

5.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述电机连接齿轮组包括依次连接的电机齿轮(25)、第一中间齿轮(23)和第二中间齿轮(24)，所述电机齿轮(25)与电机(27)连接，所述第二中间齿轮(24)与齿轮(14)连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述第一中间齿轮(23)与第二中间齿轮(24)同轴通过螺钉固定连接，并且两端各装有一个深沟球轴承ⅴ(22)进行支撑。

7.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述输出轴(4)上固定连接有摇臂(2)，所述输出轴(4)与摇臂(2)通过锁紧销轴(1)固定，所述摇臂(2)中过盈装配有关节轴承(3)。

8.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述传感器齿轮(20)与转接齿轮(18)齿数和模数相同。

9.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述电机(27)与角度位移传感器(29)上连接有电连接器(32)。

10.根据权利要求1所述的一种无人机用冗余舵机减速装置，其特征在于，所述输出轴(4)上同轴装配第一轴套(17)和两个深沟球轴承ⅲ(16)，两个深沟球轴承ⅲ(16)之间采用第二轴套(15)压紧内圈，齿轮(14)内壁与两个深沟球轴承ⅲ(16)外圈配合并压紧其外圈。

技术总结本发明公开了一种无人机用冗余舵机减速装置，运用齿轮传动链+谐波减速器(柔轮、柔性轴承、波发生器和固定刚轮)进行力矩传输。谐波减速器减速比大，柔轮作为输出端与输出轴相连，保证较大的刚度和承载能力。采用双电机+双角度位移传感器，确保舵机上电子元器件成对冗余，整个装置高度对称，保证两通道一致性和互换性，采用两套独立的电机、角度位移传感器以及齿轮减速器，两个独立的电机并联安装，可以在相对降低对元器件的要求的同时有效提高系统可靠性。当某一个传动链发生故障时，控制系统可以迅速隔离故障传动链并切换到另一个传动链实现运行，保证舵机功能的连续性。技术研发人员：裴安,李振东,龚荣文,代永波,赵强受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/15