一种机电一体化磁力矩器结构制造技术

一种机电一体化磁力矩器结构，包括磁棒(1)等；电路组件(2)包括电路板(5)等，电连接器(6)安装在电路板(5)一侧，电连接器(6)的插针电装在电路板(5)上，功率器件(8)安装在散热框架(7)上，散热框架(7)紧固在电路板(5)上；主腔体(19)通过底部与支架座a(16)紧固安装在磁棒(1)一端；磁棒(1)的引出线(13)穿入主腔体(19)的腔体内，并电装在电路板(5)上；电路组件(2)固定在主腔体(19)的腔体内。本发明专利技术实现驱动线路与磁力矩器本体的有机结合，合理布放线路盒的位置，提高整机的抗力学性能，满足驱动要求的前提下，大幅简化了驱动线路的结构，缩小产品的体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁力矩器结构，特别是一种机电一体化磁力矩器结构，属于磁力矩器

技术介绍
磁力矩器产品主要由磁力矩器磁棒和电路组件两部分构成，目前现有的磁力矩器产品均为分体式磁力矩器，棒体和电路为两个独立的组件，结构上没有任何连接，电气上的连接只能通过星上电缆实现。除较复杂的电路组件采用单独线路盒的形式，大部分的电路组件均为单板形式，根据不同的任务要求，安装在不同线路盒中。由于不同线路盒的尺寸、布局、插装方式、节点定义等技术状态均有不同，导致磁力矩器驱动线路的技术状态很难统一、固化，不利于产品定型与批产。且随着宇航工程的发展，越来越多的电子线路产品都进行了技术改进或是产品的更新换代，不再能够提供磁力矩器驱动线路的安装位置，使得电路组件的安装问题尤为突出。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术不足，提出一种机电一体化磁力矩器结构，针对磁力矩器本体细长的结构特点，采用异形线路盒的结构设计，实现驱动线路与磁力矩器本体的有机结合，合理布放线路盒的位置，提高整机的抗力学性能，满足驱动要求的前提下，大幅简化了驱动线路的结构，缩小产品的体积。本专利技术所采用的技术方案是：一种机电一体化磁力矩器结构，包括磁棒、电路组件、线路盒壳体组件和支架组件；电路组件包括电路板、电连接器和散热框架，电连接器安装在电路板一侧，电连接器的插针电装在电路板上，功率器件安装在散热框架上，散热框架紧固在电路板上；支架组件包括支架座a；线路盒壳体组件包括主腔体；主腔体通过底部支架与支架座a紧固安装在磁棒一端，支架座a安装在外部设备上，主腔体位于支架座a上方；磁棒的引出线穿入主腔体的腔体内，并电装在电路板上；电路组件固定在主腔体的腔体内，电连接器的插座从腔体内穿出用于与外部设备连接。所述磁棒包括软磁芯棒、挡圈、引出线、热缩套管、漆包线；漆包线缠绕在软磁芯棒的表面，软磁芯棒两端用挡圈固定并挡住漆包线，漆包线的两个端头从软磁芯棒一端的挡圈上的通孔引出并在漆包线的两个端头各电装一根引出线；漆包线表面包覆热缩套管，引出线固定在热缩套管表面。所述线路盒壳体组件安装在磁棒上，距离带有引出线一端端部0.2～0.22倍磁棒总长的位置处。所述电路板包括信号处理电路、逻辑控制电路、功率驱动电路、功能检测电路；磁矩幅值控制信号与磁矩方向控制信号经过信号处理电路滤波、隔离及整形后送入逻辑控制电路，逻辑控制电路根据磁矩幅值控制信号与磁矩方向控制信号的状态输出用于控制功率驱动电路中H桥电路桥壁的逻辑控制信号，功率驱动电路根据逻辑控制电路输出信号的状态为磁棒提供激励电流，功率驱动电路同时输出检测信号，检测信号经功能检测电路合并后，输出反映机电一体化磁力矩器输出磁矩的大小和方向的信号。所述信号处理电路包括电阻R1～电阻R6、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、反相器U1、反相器U2；电阻R1一端接信号地，另一端连接电阻R2后连接二极管D1的阴极，电容C1一端接信号地，另一端连接二极管D1的阴极；二极管D1阳极连接反相器U1输入端；电阻R3一端连接VCC，另一端连接二极管D1的阳极；磁矩幅值控制信号从电阻R1和电阻R2的公共端输入，反相器U1输出端输出AM信号；电阻R4一端接信号地，另一端连接电阻R5后连接二极管D2的阴极，电容C2一端接信号地，另一端连接二极管D2的阴极；二极管D2阳极连接反相器U2输入端；电阻R6一端连接VCC，另一端连接二极管D2的阳极；磁矩方向控制信号从电阻R4和电阻R5的公共端输入，反相器U2输出端输出LOGIC信号。所述逻辑控制电路包括与门U3～与门U8、比较器F1、比较器F2、比较电平V1、反相器U9、电阻R7～电阻R14、电容C3～电容C8；LOGIC信号接到与门U3的一个输入端，并通过电阻R7接到与门U3的另一个输入端，电容C3一端接信号地，另一端接入电阻R7与与门U3的公共端；LOGIC信号接入反相器U9输入端，反相器U9的输出端通过电阻R9与比较器F1的负输入端连接，电容C4一端接信号地，另一端连接电阻R9与比较器F1的公共端；比较器F1正输入端通过电阻R8接比较器F1的输出端，比较器F1的输出端输出DIR3信号；与门U3和比较器F1的输出端分别接入与门U4的两个输入端，与门U4的输出端通过电阻R10接入与门U5的一个输入端，电容C7一端接信号地，另一端连接电阻R10与与门U5的公共端；与门U5的另一个输入端接AM信号，与门U5输出PWM1信号；反相器U9输出端连接与门U6的一个输入端，并通过电阻R11接到与门U6的另一个输入端，电容C5一端接信号地，另一端接入电阻R11与与门U6的公共端；LOGIC信号通过电阻R13与比较器F2的负输入端连接，电容C6一端接信号地，另一端连接电阻R13与比较器F2的公共端；比较器F2正输入端通过电阻R12接比较器F2的输出端，比较器F2的输出端输出DIR4信号；与门U6和比较器F2的输出端分别接入与门U7的两个输入端，与门U7的输出端通过电阻R14接入与门U8的一个输入端，电容C8一端接信号地，另一端连接电阻R14与与门U8的公共端；与门U8的另一个输入端接AM信号，与门U8输出PWM2信号；比较电平V1两端分别连接比较器F1的正输入端、比较器F2的正输入端。所述功率驱动电路包括功率驱动管T1～功率驱动管T4、二极管D3、二极管D4、电阻R15、电阻R16；功率驱动管T1的集电极、功率驱动管T2的集电极均连接VSS，功率驱动管T1的发射极连接功率驱动管T3的集电极，功率驱动管T3的发射极通过电阻R15接功率地；二极管D3阴极接功率驱动管T3的集电极，阳极接功率地；功率驱动管T2的发射极连接功率驱动管T4的集电极，功率驱动管T4的发射极通过电阻R16接功率地；二极管D4阴极接功率驱动管T4的集电极，阳极接功率地；PWM1信号接入功率驱动管T1的基极，PWM2信号接入功率驱动管T2的基极，DIR3信号接入功率驱动管T4的基极，DIR4信号接入功率驱动管T3的基极；DT+信号从功率驱动管T3发射极输出，DT-信号从功率驱动管T4发射极输出；磁棒连接在功率驱动管T1发射极和功率驱动管T2发射极之间。所述功能检测电路包括放大器A1～放大器A3、电阻R17～电阻R26；DT-信号通过电阻R18接入放大器A1的同相输入端，电阻R17两端分别连接放大器A1的反相输入端和输出端，放大器A1的输出端通过电阻R22接入放大器A3的反相输入端；DT+信号通过电阻R20接入放大器A2的同相输入端，电阻R19两端分别连接放大器A2的反相输入端和输出端，放大器A2的输出端通过电阻R23接入放大器A3的同相输入端；放大器A3的输出端连接电阻R25后输出信号，电阻R21两端分别连接放大器A3的反相输入端和输出端；电阻R24一端接信号地，另一端连接放大器A3的同相输入端；电阻R26一端接信号地，另一端连接电阻R25输出信号的一端。所述主腔体包括两部分，上半部分为方形腔体，腔体顶部和一侧壁开口；下半部分具有用于固定磁棒的半圆柱形槽；电路组件倒放在主腔体腔体内，散热框架朝下并固定在腔体内的安装台面上；所述支架座a上有用于与主腔体配合共同固定磁棒的半圆柱形槽；所述支架组件还包括支架座b、支架盖；支架座b和支架盖上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：包括磁棒(1)、电路组件(2)、线路盒壳体组件(3)和支架组件(4)；电路组件(2)包括电路板(5)、电连接器(6)和散热框架(7)，电连接器(6)安装在电路板(5)一侧，电连接器(6)的插针电装在电路板(5)上，功率器件(8)安装在散热框架(7)上，散热框架(7)紧固在电路板(5)上；支架组件(4)包括支架座a(16)；线路盒壳体组件(3)包括主腔体(19)；主腔体(19)通过底部支架与支架座a(16)紧固安装在磁棒(1)一端，支架座a(16)安装在外部设备上，主腔体(19)位于支架座a(16)上方；磁棒(1)的引出线(13)穿入主腔体(19)的腔体内，并电装在电路板(5)上；电路组件(2)固定在主腔体(19)的腔体内，电连接器(6)的插座从腔体内穿出用于与外部设备连接。

【技术特征摘要】
1.一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：包括磁棒(1)、电路组件(2)、线路盒壳体组件(3)和支架组件(4)；电路组件(2)包括电路板(5)、电连接器(6)和散热框架(7)，电连接器(6)安装在电路板(5)一侧，电连接器(6)的插针电装在电路板(5)上，功率器件(8)安装在散热框架(7)上，散热框架(7)紧固在电路板(5)上；支架组件(4)包括支架座a(16)；线路盒壳体组件(3)包括主腔体(19)；主腔体(19)通过底部支架与支架座a(16)紧固安装在磁棒(1)一端，支架座a(16)安装在外部设备上，主腔体(19)位于支架座a(16)上方；磁棒(1)的引出线(13)穿入主腔体(19)的腔体内，并电装在电路板(5)上；电路组件(2)固定在主腔体(19)的腔体内，电连接器(6)的插座从腔体内穿出用于与外部设备连接。2.根据权利要求1所述的一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：所述磁棒(1)包括软磁芯棒(11)、挡圈(12)、引出线(13)、热缩套管(14)、漆包线(15)；漆包线(15)缠绕在软磁芯棒(11)的表面，软磁芯棒(11)两端用挡圈(12)固定并挡住漆包线(15)，漆包线(15)的两个端头从软磁芯棒(11)一端的挡圈(12)上的通孔引出并在漆包线(15)的两个端头各电装一根引出线(13)；漆包线(15)表面包覆热缩套管(14)，引出线(13)固定在热缩套管(14)表面。3.根据权利要求1或2所述的一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：所述线路盒壳体组件(3)安装在磁棒(1)上，距离带有引出线(13)一端端部0.2～0.22倍磁棒(1)总长的位置处。4.根据权利要求1或2所述的一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：所述电路板(5)包括信号处理电路、逻辑控制电路、功率驱动电路、功能检测电路；磁矩幅值控制信号与磁矩方向控制信号经过信号处理电路滤波、隔离及整形后送入逻辑控制电路，逻辑控制电路根据磁矩幅值控制信号与磁矩方向控制信号的状态输出用于控制功率驱动电路中H桥电路桥壁的逻辑控制信号，功率驱动电路根据逻辑控制电路输出信号的状态为磁棒(1)提供激励电流，功率驱动电路同时输出检测信号，检测信号经功能检测电路合并后，输出反映机电一体化磁力矩器输出磁矩的大小和方向的信号。5.根据权利要求4所述的一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：所述信号处理电路包括电阻R1～电阻R6、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、反相器U1、反相器U2；电阻R1一端接信号地，另一端连接电阻R2后连接二极管D1的阴极，电容C1一端接信号地，另一端连接二极管D1的阴极；二极管D1阳极连接反相器U1输入端；电阻R3一端连接VCC，另一端连接二极管D1的阳极；磁矩幅值控制信号从电阻R1和电阻R2的公共端输入，反相器U1输出端输出AM信号；电阻R4一端接信号地，另一端连接电阻R5后连接二极管D2的阴极，电容C2一端接信号地，另一端连接二极管D2的阴极；二极管D2阳极连接反相器U2输入端；电阻R6一端连接VCC，另一端连接二极管D2的阳极；磁矩方向控制信号从电阻R4和电阻R5的公共端输入，反相器U2输出端输出LOGIC信号。6.根据权利要求5所述的一种机电一体化磁力矩器结构，其特征在于：所述逻辑控制电路包括与门U3～与门U8、比较器F1、比较器F2、比较电平V1、反相器U9、电阻R7～电阻R14、电容C3～电容C8；LOGIC信号接到与门U3的一个输入端，并通过电阻R7接到与门U3的另一个输入端，电容C3一端接信号地，另一端接入电阻R7与与门U3的公共端；LOGIC信号接入反相器U9输入端，反相器U9的输出端通过电阻R9与比较器F1的负输入端连接，电容C4一端接信号地，另一端连接电阻R9与比较器F1的公共端；比较器F1正输入端通过电阻R8接比较器F1的输出端，比较器F1的输出端输出DIR3信号；与门U3和比较器F1的输出端分别接入与门U4的两个输入端，与门U4的输出端通过电阻R10接入与门U5的一个输入端，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：范佳堃，曹剑，孟海江，武登云，徐勤超，展毅，张磊，吴硕，李华，李春伟，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11