[发明专利]一种基于传动齿环结构的双轴摆转机构

说明书

一种基于传动齿环结构的双轴摆转机构属于电控制技术和航空动力技术领域，尤其涉及一种基于传动齿环结构的双轴摆转机构。本发明提供一种可靠性和工作性能高的基于传动齿环结构的双轴摆转机构。本发明包括第一伺服电机1、第二伺服电机、第一圆柱齿轮2、第一圆锥齿轮、第二圆柱齿轮3和壳体，其结构要点壳体内设置有锥齿环8，壳体上设置有第三圆锥齿轮18；所述第一圆柱齿轮2中心与第一伺服电机1的转轴相连，第二圆柱齿轮3的中心轴与壳体固定连接，第一圆柱齿轮2与第二圆柱齿轮3啮合。

技术领域

本发明属于电控制技术和航空动力技术领域，尤其涉及一种基于传动齿环结构的双轴摆转机构。

背景技术

推力矢量技术能让发动机推力的一部分变成操纵力，代替或部分代替操纵面；不管迎角多大和飞行速度多低，飞机都可利用这部分操纵力进行操纵，这就增加了飞机的可操纵性。由于直接产生操纵力，并且量值和方向易变，也就增加了飞机的敏捷性。

近年来，无人机行业迅速发展，特别是中小型无人机已经应用在越来越多的领域。多样化的任务需求也对无人机的操控性、灵活性以及多任务的执行能力提出了越来越高的要求，特别是对于垂直起降、飞行模态转化能力的需求十分迫切。升力风扇与推进器组合是常见的解决方案，但两部分功能间难以整合，会给飞行带来大量死重。因此可倾转动力系统或矢量推力自然进入了我们的视野，但传统的连杆式倾转机构只能在平面内做单维度摆转（如美制V—22的可变向旋翼），而小涵道比航空燃气轮机所采用的矢量喷口（如AL-31F的矢量尾喷管）机构庞杂，控制复杂，造价高昂，技术门槛极高。不适合小型化，商业化。

目前双轴摆动机构多将第二级伺服电机置于第一级摆动机构上，使第一级转动惯量加大，降低控制精度和响应速度，增加系统能耗。伺服机构体积外露过大造成迎风面积增大，也给飞行带来大量阻力。其次，伺服电机属于精密设备，长期暴露使系统可靠性降低，也使维护成本大大上升，因此并不实用。而且，现有双轴摆转机构由于结构原因大多存在摆转死区，难以完成全向倾转。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种可靠性和工作性能高的基于传动齿环结构的双轴摆转机构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括第一伺服电机1、第二伺服电机、第一圆柱齿轮2、第一圆锥齿轮、第二圆柱齿轮3和壳体，其结构要点壳体内设置有锥齿环8，壳体上设置有第三圆锥齿轮18。

所述第一圆柱齿轮2中心与第一伺服电机1的转轴相连，第二圆柱齿轮3的中心轴与壳体固定连接，第一圆柱齿轮2与第二圆柱齿轮3啮合。

所述第一圆锥齿轮轴6与第二伺服电机4的转轴相连，第一圆锥齿轮轴6穿过第二圆柱齿轮3的中心轴与壳体上的第一圆锥齿轮中心相连。

所述第一圆锥齿轮和第三圆锥齿轮均与锥齿环8啮合，第三圆锥齿轮轴与发动机座7相连。

作为一种优选方案，本发明所述壳体包括呈圆筒形的下壳体15，下壳体15上端设置有环状上壳体16，上壳体16下端面内侧部为向下的环状凸台，环状凸台中部设置有纵截面为弧形的下环状凹槽，环状凸台上端设置所述锥齿环8，锥齿环8下端面相应于下环状凹槽设置有上环状凹槽，上环状凹槽与下环状凹槽之间装配有中介滚子22。

所述上壳体16下端面外侧部与下壳体15上端面之间设置有环状调节垫12，上壳体16下端面外侧部与调节垫12上对应设置有通孔，下壳体15上端面相应于通孔设置有螺纹孔，一调节螺栓下端穿过通孔旋于螺纹孔内。

作为另一种优选方案，本发明所述通孔、螺纹孔和调节螺栓的组合为四组，沿周向均布。

作为另一种优选方案，本发明所述第一圆锥齿轮轴6穿过第一轴承座5与第二伺服电机4的转轴相连。