[发明专利]一种电机直驱式多用途离心式作动器及其工作方法

权利要求书

1.一种电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：包括圆柱形的外壳(1)、结构相同的第一离心力输出组件与第二离心力输出组件，该第一离心力输出组件与第二离心力输出组件关于所述外壳(1)中心面对称且同轴安装；所述第一离心力输出组件与第二离心力输出组件包括第一偏心质量块(5)和第二偏心质量块(14)，并分别由第一无刷直流电机(9)和第二无刷直流电机(18)驱动，当单个所述离心式作动器独立工作时，第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)分别驱动第一偏心质量块(5)和第二偏心质量块(14)同向等速旋转，使第一离心力输出组件与第二离心力输出组件产生平面内的可控输出力；两个所述离心式作动器配合使用时，每个所述离心式作动器的第一无刷直流电机(9)和第二无刷直流电机(18)分别驱动第一偏心质量块(5)和第二偏心质量块(14)反向等速旋转，两个所述离心式作动器配合产生单方向的可控输出力。

2.根据权利要求1所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：所述第一离心力输出组件包括第一旋转变压器(11)，该第一旋转变压器(11)的定子通过第一旋转变压器固定夹板(12)固定在第一电机安装底座(10)上，与外壳(1)保持相对位置不变，所述第一电机安装底座(10)固定连接第一无刷直流电机(9)，该第一旋转变压器(11)的转子通过第一轴杆(8)连接第一偏心轮盘(6)，所述第一偏心轮盘(6)上固定有第一偏心质量块(5)，且该第一偏心轮盘(6)的外圆连接第一离心轴承(7)的内圈，该第一离心轴承的外圈固定连接外壳(1)的内壁；

所述第二离心力输出组件包括第二旋转变压器(20)，该第二旋转变压器(20)的定子通过第二旋转变压器固定夹板(21)固定在第二电机安装底座(19)上，与外壳(1)保持相对位置不变，所述第二电机安装底座(19)固定连接第二无刷直流电机(18)，该第二旋转变压器(20)的转子通过第二轴杆(17)连接第二偏心轮盘(15)，所述第二偏心轮盘(15)上固定有第二偏心质量块(14)，且该第二偏心轮盘(15)的外圆连接第二离心轴承(16)的内圈，该第二离心轴承的外圈固定连接外壳(1)的内壁。

3.根据权利要求2所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：所述外壳(1)的内侧设有用于固定所述第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)以及第一旋转变压器(11)、第二旋转变压器(20)的电机安装底座固定孔(22)，该电机安装底座固定孔(22)承受所述第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)带动第一偏心质量块(5)、第二偏心质量块(14)旋转产生的反扭矩。

4.根据权利要求3所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：圆柱状外壳(1)的两端面分别通过端盖固定螺丝(3)固定连接第一端盖(4)和第二端盖(13)，所述第一端盖(4)、第二端盖(13)以及外壳(1)内侧的台阶共同限制第一离心轴承(7)、第二离心轴承(16)的轴向运动。

5.根据权利要求4所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：所述外壳(1)的壳体表面还设有用于为该离心式作动器供电与传输信号的航插孔(23)。

6.根据权利要求5所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：所述第一无刷直流电机(9)与第二无刷直流电机(18)为扁平状的航模电机，第一偏心质量块(5)和第二偏心质量块(14)的形状为尺寸完全相同的扇形。

7.根据权利要求6所述的电机直驱式多用途离心式作动器，其特征在于：所述第一离心轴承(7)、第二离心轴承(16)为自润滑轴承，用于承受所述第一偏心质量块(5)和第二偏心质量块(14)旋转产生的离心力并将该离心力传递给外壳(1)。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的电机直驱式多用途离心式作动器的工作方法：其特征在于：当第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)分别驱动第一偏心质量块(5)与第二偏心质量块(14)同向等速旋转时，产生平面内的可控输出力F，设第一偏心质量块(5)与第二偏心质量块(14)的质量为m，偏心距为r，第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)的转速都为ω，相位分别为θ₁和θ₂，相位差为则输出力通过调节第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)的转速ω和相位θ₁、θ₂以控制输出力F的幅值、频率和相位；

当第一无刷直流电机(9)、第二无刷直流电机(18)分别驱动第一偏心质量块(5)与第二偏心质量块(14)反向等速旋转时，将两台离心式作动器同轴安装，产生单向的输出力F₄，设两台离心式作动器的第一无刷直流电机(9)的相位差为α₁-α₂，则输出力调节两台离心式作动器的第一无刷直流电机(9)的相位差和转速，以控制单向输出力F₄的幅值和频率。