[发明专利]一种高性能电动小舵机

说明书

一种高性能电动小舵机，以往多采用饲服电机加谐波减速器组成。这种形式舵机构造复杂，而当尺寸小到某种程度，再缩小造价反而更高。若采用常规齿轮组合，则输出轴偏角回差太大，在闭环控制中要求高动态特性时极易产生剧烈抖振。本发明提出一种新型结构。特点在于把减速机构分成第一减速器与第二减速器两部分，其第一减速器采用简单的齿轮耦合进行预减速；第二减速器由一组4到8倍减速比的两只45度交角的斜齿轮正交组成。其角位移传感器轴与第二减速器的输入轴或者输出轴耦合。所构造出的新型小舵机，实现了输出轴方向尺度最小、重量轻、效率高、动态特性可与谐波减速器相当、而造价却很低的要求。

1)技术领域

本发明涉及一种小型导弹或飞行器用的电动舵机。

2)背景技术

在小型导弹或飞行器的舵面作动系统中，其动作以往多依靠饲服电机加谐波减速器组成的舵机来实现。这是因为这种舵机具有结构最紧凑、输出轴偏转回差最小的特点。这种舵机制造难度大，尺寸小到某种程度，再缩小造价反而更高。

对弹径较小的导弹，目前由于舵机的输出轴方向的尺度较大，舵机占据了较多空间。这样，4只舵机包围的中心无法通过喷气管，只好将舵机安置在喷气发动机前部。这样的布局使舵面效率降低，影响了导弹性能。

小导弹需要与自身价位匹配的小形舵机。若采用廉价的常规齿轮组合，通常尺寸较大，而且输出轴偏转回差太大。虽然只从弹体考虑允许稍微大些的回差，但是在舵机闭环控制环路中，偏转回差变大会使控制过程的稳定性变差，小角度时頻响宽度下降。这会降低导弹命中率，甚至产生剧烈抖振，使弹体失控。

3)本发明内容

提供一种能满足小型导弹或飞行器需要的可靠性高、重量轻、价格低的高性能电动小舵机。

4)本发明原理：

图2、图6所示的减速器末级的变速比在4-8之间，第一角位移传感器17与末前级的齿轮轴同轴转动，使的减速器末级的回差不在舵机闭环控制环路内。第一角位移传感器17的转角范围最大可达340度，作为主控角位移传感器，该传感器上虽然有较大回差，因为它与末级输出轴间有4-8倍变速比(输出轴的偏转角只需40-60度)，该回差对控制稳定性的影响同比缩小。所以该系统能稳定工作。

5)本发明的技术解决方案：见说明书附图。

由本发明原理可知本发明的核心是其减速器末级的变速比在4-8之间，第一角位移传感器 17与末级减速器的输入轴的一端耦合。该减速器变速比只在4-8之间。而舵机总体需求更高的变速比，由串联的普通减速器即第1减速器来补偿。所以本发明所述的一种高性能电动小舵机应包括电机1、第1减速器、第2减速器、输出主轴24、第一角位移传感器17或第二角位移传感器18。

所述的第1减速器由基座2及基座2内的A、B两种齿轮组合构成：

A种齿轮组合：如图1、图2、图3，其中的齿轮6啮合齿轮7、齿轮7与齿轮8同轴固联、齿轮8啮合齿轮9、与齿轮9的转轴串联的多头螺杆10伸入第2减速器中。

B种齿轮组合：如图4、图5、图6，其中的齿轮6直接啮合齿轮9，其余结构与A种齿轮组合相同。

所述的齿轮6一端与电机输出轴同轴固定联接。

所述的第2减速器由基座3及基座3内的传动机构，即与减速器输入轴串联的多头螺杆10、斜齿轮11、输出主轴24组成。为在基座3内装入斜齿轮11，需在基座3上开口，装入斜齿轮11 后用端盖5封口。

所述的齿轮9与多头螺杆10同轴固定联接。

斜齿轮11、与输出主轴24同轴固定联接。

所述的多头螺杆10的螺旋角为45度，等效于一只以螺杆的螺纹头数为齿数、齿槽倾斜角为45度的小斜齿轮；所述的斜齿轮11的齿槽倾斜角也为45度。