[发明专利]基于空间四连杆的电动舵机及舵输出轴的角度测量方法

说明书

本发明涉及一种基于空间四连杆机构的电动舵机及舵输出轴的角度测量方法，属于电动舵机技术领域，解决了现有传动机构由于其加工精度要求高、占用空间大不适用于弹上电动舵机传动的问题。该电动舵机包括电机、齿轮减速器、空间四连杆传动机构、舵机安装框架及角度测量装置；空间四连杆传动机构包括减速器输出轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、舵输出轴，减速器输出轴通过连杆安装孔与第一连杆固连，第一连杆和第三连杆通过虎克铰机构连接，第三连杆和第二连杆通过球铰机构连接，第二连杆与舵输出轴固连；电机与齿轮减速器连接，齿轮减速器通过框架安装孔与舵机安装框架固定连接。本发明实现了电机驱动舵输出轴在±15°区间范围内转动。

技术领域

本发明涉及电动舵机技术领域，尤其涉及一种基于空间四连杆机构的电动舵机及舵输出轴的角度测量方法。

背景技术

舵机作为伺服控制系统的执行部件，通过驱动输出轴偏转，完成伺服控制系统的控制目标。电动舵机具有质量轻，性能稳定，维护方便等特点，逐渐成为舵机发展的新方向。

电动舵机的执行机构通常包括电机、传动机构和舵输出轴组成。传动机构作为执行机构的核心部分，通常为减速结构以获得较大的扭矩输出。对于弹上舵机，其可用空间小，重量轻，传动机构的空间布局受到较大的限制，传动机构的各级转轴之间通常不相交。常见的不相交的两个轴之间的传动方式有滚珠丝杠+拨叉、涡轮蜗杆、圆柱齿轮+锥齿轮等方式，这些传动方式加工精度要求高，占用空间较大，不适用于小型电动舵机传动。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于空间四连杆机构的电动舵机及舵输出轴的角度测量方法，用以解决现有传动机构由于其加工精度要求高、占用空间大不适用于小型的弹上电动舵机传动的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种基于空间四连杆机构的电动舵机，包括电机、齿轮减速器、空间四连杆传动机构、舵机安装框架及角度测量装置；电机与齿轮减速器连接，齿轮减速器通过框架安装孔与舵机安装框架固定连接；齿轮减速器通过空间四连杆传动机构带动舵输出轴转动；角度测量装置与空间四连杆传动机构连接，用于测量减速器输出轴转动角度。

在一种可能的设计中，空间四连杆传动机构包括减速器输出轴、第一连杆、第二连杆、第三连杆、舵输出轴，减速器输出轴设于齿轮减速器中心轴处，减速器输出轴通过连杆安装孔与第一连杆固定连接，第一连杆和第三连杆通过虎克铰机构连接，第三连杆和第二连杆通过球铰机构连接，第二连杆与舵输出轴固定连接；角度测量装置与第一连杆连接。

在一种可能的设计中，第三连杆包括相连接的球形杆和U型杆；球形杆的一端为球形，另一端设有螺纹；U型杆的一端为U型，另一端为螺杆；球形杆和U型杆通过螺纹连接。

在一种可能的设计中，球铰机构包括球铰盖，球铰盖的内侧设有球窝，球铰盖与第二连杆螺纹连接，球形杆与第二连杆和球窝构成球铰；旋转球铰盖能够消除球铰机构的传动间隙和调节传动松紧程度。

在一种可能的设计中，虎克铰机构包括虎克轴、第一销轴、第二销轴、第三销轴、第一销、第二销、第三销和第四销；减速器输出轴通过第一销与第一连杆固定连接，第一连杆通过第三销轴与虎克轴旋转连接，第三销轴通过第四销与虎克轴固定连接，第一销轴和第二销轴分别通过第二销和第三销与虎克轴固定连接；虎克轴与球形杆通过第一销轴和第二销轴旋转连接。

在一种可能的设计中，角度测量装置包括电刷、电阻体和电阻底座，电刷通过第一固定件固定于第一连接杆上，电阻底座通过第二固定件固定在舵机安装框架上，电阻体固定于电阻底座上。