一种电动伺服系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动伺服系统，采用“三腔一体”的高集成度结构，即齿轮减速器腔、电机安装腔、驱动控制器及角位移传感器腔。采用五级齿轮副减速增扭，平行轴传动方式，角度位移传感器与输出轴连接，为减小电动伺服系统结构尺寸，尤其是轴向尺寸，采用电机轴和舵轴交错垂直的结构，即卧式安装。通过齿轮副五级减速输出并利用角位移传感器进行反馈控制。电机通过锥齿轮减速和变向使得输入轴和输出轴垂直，并利用五级齿轮减速，传递给舵机输出轴。本方案具有集成度高、输出轴向尺寸小、性能优越等特点，可以很好的满足小型导弹的控制需求，尤其适用于在输出轴方向安装空间要求苛刻的导弹及飞行器的伺服机构。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种电动伺服系统，采用“三腔一体”的高集成度结构，即齿轮减速器腔、电机安装腔、驱动控制器及角位移传感器腔。采用五级齿轮副减速增扭，平行轴传动方式，角度位移传感器与输出轴连接，为减小电动伺服系统结构尺寸，尤其是轴向尺寸，采用电机轴和舵轴交错垂直的结构，即卧式安装。通过齿轮副五级减速输出并利用角位移传感器进行反馈控制。电机通过锥齿轮减速和变向使得输入轴和输出轴垂直，并利用五级齿轮减速，传递给舵机输出轴。本方案具有集成度高、输出轴向尺寸小、性能优越等特点，可以很好的满足小型导弹的控制需求，尤其适用于在输出轴方向安装空间要求苛刻的导弹及飞行器的伺服机构。【专利说明】—种电动伺服系统
本技术涉及伺服系统
，特别涉及一种集成化小型电动伺服系统。
技术介绍
电动伺服系统是导弹制导与控制系统的重要组成部分，也是导弹制导与控制系统的执行机构，主要由电动舵机和驱动控制器组成，其系统组成及工作原理见图1。电动舵机系统正常工作时，驱动控制器接收控制指令，控制电动舵机转动从而操纵舵面偏转，在舵面偏转的同时，反馈装置将位置信号实时传送给驱动控制器，从而完成对舵面偏转角度的修正，保证舵面在一定的响应时间内以一定的精度趋近给定角度值，使飞行器完成升降、航向以及协调转弯等飞行任务，最终使飞行器按照预定的姿态和航线飞行。 电动伺服系统分为旋转式输出和直线输出两种方式；常规的旋转式输出电动伺服系统主要米用谐波减速器作为传动机构，输出扭矩大概在3N.ηι?100Ν.m范围，直线式输出电动伺服系统主要采用滚柱(珠)丝杠作为直线输出机构，通过连杆机构带动舵面偏转。在实际应用需求中，当输出扭矩要求大于100N *m时,一般米用直线电动伺服系统。输出力矩小于3N.m的电动舵系统主要采用塔式齿轮传动减速器。 目前导弹设计中多采用尾控布局，舵机只能处于发动机尾喷管和弹壁的环形空间内，其结构可以参照图2所示，环形空间对电动舵机输出轴方向尺寸要求较高，要求舵机在输出轴的方向尺寸要小，但常用的谐波减速器电动伺服系统在输出轴方向难以满足轴向安装尺寸要求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种解决上述矛盾的电动伺服系统，具有集成度高和输出轴向尺寸小的特点，可以很好的满足小型导弹的控制需求。 为实现上述目的，本技术提供如下技术方案: —种电动伺服系统，包括箱体，以及设置在所述箱体内的电机、齿轮减速器、舵机输出轴、角度位移传感器和驱动控制器； 所述齿轮减速器包括轴向平行设置的多级减速齿轮轴，其中前一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮的直径，小于后一级减速齿轮轴的输入圆柱齿轮的直径；第一级减速齿轮轴上的输入锥齿轮与所述电机的输出锥齿轮啮合，最后一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮与舵机输出轴上的输入圆柱齿轮哨合； 所述减速齿轮轴的轴向均垂直于所述电机的输出轴的轴向，所述舵机输出轴的轴向平行于所述减速齿轮轴的轴向； 所述角度位移传感器连接在所述舵机输出轴远离舵面的一端。 优选的，各个齿轮副在各个减速齿轮轴的轴向上错开设置。 优选的，所述齿轮减速器包括四级减速齿轮轴，第一级减速齿轮轴上的输出圆柱齿轮与第二级减速齿轮轴上的输入圆柱齿轮啮合，第二级减速齿轮轴上的输出圆柱齿轮与第三级减速齿轮轴上的输入圆柱齿轮啮合，第三级减速齿轮轴上的输出圆柱齿轮与第四级减速齿轮轴上的输入圆柱齿轮啮合，第四级减速齿轮轴上的输出圆柱齿轮与所述舵机输出轴上的输入圆柱齿轮啮合。 优选的，所述箱体内被分隔为齿轮减速器腔、电机安装腔、驱动控制器及角位移传感器腔。 优选的，所述舵机输出轴的输出端通过四方和销孔结构传递给舵面。 从上述的技术方案可以看出，本技术提供的电动伺服系统，采用多级齿轮副减速增扭，平行轴传动方式，角度位移传感器与舵机输出轴连接，为减小电动伺服系统结构尺寸，尤其是轴向尺寸，采用电机轴和舵轴交错垂直的结构。通过齿轮减速输出并利用角位移传感器进行反馈控制。电机通过锥齿轮减速和变向使得输入轴和输出轴垂直，并利用多级齿轮减速，传递给舵机输出轴。力矩通过舵机输出轴传递给舵面，达到控制目的。本方案具有集成度高和输出轴向尺寸小的特点，可以很好的满足小型导弹的控制需求，尤其适用于在输出轴方向安装空间要求苛刻的导弹及飞行器的伺服机构。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为现有技术中电动伺服系统组成及工作原理图； 图2为本技术实施例提供的舵机安装空间图； 图3为本技术实施例提供的电动伺服系统的装配图； 图4为图3中沿A-A截面的剖视图。 其中，I为侧板,2为电机,3为箱体,4为盖板,5为舵机输出轴,6为角度位移传感器，7为驱动控制器及角位移传感器腔。 【具体实施方式】 本技术公开了一种电动伺服系统，具有集成度高和输出轴向尺寸小的特点，可以很好的满足小型导弹的控制需求。 下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。 请参阅图2-图4，图2为本技术实施例提供的舵机安装空间图；图3为本技术实施例提供的电动伺服系统的装配图；图4为图3中沿A-A截面的剖视图。 本技术实施例提供的电动伺服系统，其核心改进点在于， 包括箱体3,以及设置在箱体3内的电机2、齿轮减速器、舵机输出轴5、角度位移传感器6和驱动控制器； 其中，齿轮减速器包括轴向平行设置的多级减速齿轮轴，前一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮与后一级减速齿轮轴的输入圆柱齿轮啮合，且前一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮的直径，小于后一级减速齿轮轴的输入圆柱齿轮的直径，以实现减速增扭；第一级减速齿轮轴上的输入锥齿轮I ’与电机2的输出锥齿轮I啮合，最后一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮与舵机输出轴5上的输入圆柱齿轮啮合； 多级减速齿轮轴的轴向均垂直于电机2的输出轴的轴向，舵机输出轴5的轴向平行于多级减速齿轮轴的轴向； 角度位移传感器6连接在舵机输出轴5远离舵面的一端；电动伺服系统正常工作时，驱动控制器接收控制指令，控制电动转动从而操纵舵面偏转，在舵面偏转的同时，反馈装置将位置信号实时传送给驱动控制器，从而完成对舵面偏转角度的修正。 从上述的技术方案可以看出，本技术实施例提供的电动伺服系统，采用多级齿轮副减速增扭，平行轴传动方式，角度位移传感器与舵机输出轴连接，为减小电动伺服系统结构尺寸，尤其是轴向尺寸，采用电机轴和舵轴交错垂直的结构。通过齿轮减速输出并利用角位移传感器进行反馈控制。电机通过锥齿轮减速和变向使得输入轴和输出轴垂直，并利用多级齿轮减速，传递给舵机输出轴。力矩通过舵机输出轴传递给舵面，达到控制目的。本方案具有集成度高和输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动伺服系统，其特征在于，包括箱体(3)，以及设置在所述箱体(3)内的电机(2)、齿轮减速器、舵机输出轴(5)、角度位移传感器(6)和驱动控制器；所述齿轮减速器包括轴向平行设置的多级减速齿轮轴，其中前一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮的直径，小于后一级减速齿轮轴的输入圆柱齿轮的直径；第一级减速齿轮轴上的输入锥齿轮(Ⅰ')与所述电机(2)的输出锥齿轮(Ⅰ)啮合，最后一级减速齿轮轴的输出圆柱齿轮与舵机输出轴(5)上的输入圆柱齿轮啮合；所述减速齿轮轴的轴向均垂直于所述电机(2)的输出轴的轴向，所述舵机输出轴(5)的轴向平行于所述减速齿轮轴的轴向；所述角度位移传感器(6)连接在所述舵机输出轴(5)远离舵面的一端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴贵成，司国雷，朱振娟，隆强，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司烽火机械厂，
类型：新型
国别省市：四川;51