[发明专利]一种双输入源无缝切换的冗余传动机构

说明书

本发明公开了一种双输入源无缝切换的冗余传动机构，包括第一输入源、第二输入源、第一制动器、第二制动器、冗余差动减速器，第一位置反馈器以及冗余控制器；其中，第一输入源和第二输入源的输出端均与冗余差动减速器的输入端连接，冗余差动减速器的输出端上设置有第一位置反馈器，第一位置反馈器的输出端与冗余控制器的输入端连接，冗余控制器的输出端与第一制动器和第二制动器连接；第一制动器和第二制动器分别用于制动第一输入源和第二输入源。利用差动原理主要解决输入源本体并联之后产生的力纷争问题，实现并联输入源之间结构的无缝切换。

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种双输入源无缝切换的冗余传动机构。

背景技术

随着军事技术的发展，对弹上、无人机等执行系统的可靠性要求不断提高。大力矩、高速度、高可靠性的多余度伺服执行机构需求旺盛。多余度系统技术将有很大的应用前景。

目前，根据应用领域的不同，可将余度技术分为电气余度技术和机械余度技术。电气余度技术包括输入源本体结构的余度技术和控制电路的余度技术。机械余度技术主要包括齿轮传动装置、液压以及气动等传动系统的余度技术。

输入源本体的余度实现主要为输入源串联和并联；控制电路余度实现主要为双路电路备份；机械余度实现主要采用多轴输入单轴输出的模式，例如离合器控制模式和双绕组电机方案。对于离合器方案：由于两通道均正常工作时，由两电机共同带动舵面旋转，作用在受载上的转矩为两电机转矩之和，因此，需解决负载均衡与力纷争的问题，这对电流检测、控制器的设计和智能控制器的处理速度都提出了较高的要求。对于双绕组电机方案：串联式在一个绕组发生故障时，将成为另一绕组的负载，从而使得电机的机电常数变大，动态性能降低。并联式电机绕组嵌放困难，而且彼此间存在磁场耦合，两套绕组间存在互感，控制结构比较复杂，且无法实现机械传动系统的冗余。

综上所述，目前存在的余度技术各有优缺点，为了能够满足系统的设计要求，就需要研究满足可靠性和使用条件要求的电气余度和最佳机械余度结构型式。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种双输入源无缝切换的冗余传动机构，以行星差动运动合成技术为基础，利用差动原理解决了输入源本体并联之后产生的力纷争问题，实现并联输入源之间结构的无缝切换。

为达到上述目的，本发明所述一种双输入源无缝切换的冗余传动机构，包括第一输入源、第二输入源、第一制动器、第二制动器、冗余差动减速器，第一位置反馈器、直线输出端和冗余控制器；其中，所述第一输入源和第二输入源的输出端分别连接至冗余差动减速器的两个输入端，冗余差动减速器的输出端与丝杠副连接，丝杠副上设置有第一位置反馈器，第一位置反馈器用于将丝杠副直线输出端的位移传输到冗余控制器，冗余控制器用于控制第一制动器和第二制动器；第一制动器用于制动第一输入源，第二制动器用于控制第二输入源。

进一步的，所述丝杠副上还设置有与第一位置反馈器互为冗余的第二位置反馈器。

进一步的，冗余差动减速器包括第一输入齿轮和第二输入齿轮，所述第一输入齿轮用于和第一输入源连接，所述第二输入齿轮用于和第二输入源连接；第二输入齿轮安装在轴套上，第一输入齿轮和太阳轮的外齿啮合，太阳轮的内齿和行星轮啮合；第二输入齿轮与行星轮啮合，行星轮固定在行星架输出齿轮上，通过行星架输出齿轮将第一输入源和第二输入源的动力输出。

进一步的，太阳轮下端面固定连接有齿圈定位环，齿圈定位环包括环形的水平板，水平板外圆上端面连接有第一竖直板，水平板内圆下端面连接有第二竖直板，第二竖直板与轴套之间设置有第二输入齿轮支撑轴承，第二竖直板向内侧伸出有一圈环形凸起，环形凸起上端面与第二输入齿轮支撑轴承外圈的下端面相接。

进一步的，第二输入齿轮支撑轴承第二输入齿轮支撑轴承下端设置有第一轴承挡圈，所述第一轴承挡圈内圈伸入轴套侧壁下端开设的第一凹槽中，第二输入齿轮支撑轴承外圈上端面设置有太阳轮轴承挡圈，太阳轮轴承挡圈外圈伸入第二竖直板内壁开设的凹槽中。