本发明专利技术公开了一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置。飞行器头部偏转驱动装置能产生较大的偏角，提供较大的过载，在飞行器头部偏转角0-15°、头部偏转方位角0-360°内转动；并且在飞行器头部任意偏转时可保证飞行器头部安装设备不与飞行器头部外壳干涉。当飞行器头部需要进行偏转时，飞行器计算机发出信号，动力机构收到控制信号，动力机构驱动丝杠推动筒旋转，丝杠转向机构将旋转运动转化为推杆机构上下运动，推杆飞行器头部及转动连接臂机构围绕着球形套筒转动，飞行器头部的偏转角度按照输入信号准确跟随，克服铰链力矩的影响，驱动飞行器头部快速偏转。
【技术实现步骤摘要】
一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置
本专利技术涉及一种偏转驱动装置，具体地说，涉及一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置。
技术介绍
飞行器头部偏转控制装置，是指飞行器头部相对飞行器机身向任意方向偏转一定的角度，在飞行器头部上产生相应的气动力，即飞行器的控制力，从而产生相对飞行器质心的控制力矩，使飞行器产生相应的姿态角，最终产生机动过载。飞行器头部偏转控制装置可实现飞行器在偏航和俯仰通道上运动。 在现有公开的技术文献中，飞行器头部偏转驱动机构方式有以下形式，即压电陶瓷式、磁致伸缩式、液压式和旋转斜盘式。 美国的“管射智能压缩偏转适应弹药”(BLAM)的研制计划采用压电陶瓷偏转驱动机构实现头部的偏转。该方案在飞行器内部配置了多根压电陶瓷棒，环绕弹体间隔嵌置。压电陶瓷棒几乎与飞行器机身轴线平行，它们的长度能根据所受到压力的变化而变化，使得飞行器头部进行偏转，获得良好的气动特性。美国的磁致伸缩导弹导引系统(MMGS)是利用可动“droop-snoot”来设计飞行器导引系统。一个球铰链接头及一组磁致伸缩驱动器组成偏转驱动机构。三个性能相同的磁致伸缩棒或者四个相同的磁致伸缩棒，相隔90°放置，在飞行器机身中环绕弹体间隔120°放置，传感器会判定“droop-snoot”所需要偏转的角度，从而产生改变飞行器飞行路径的控制力。三个液压伸缩机构相隔120°布置或者四个液压伸缩机构相隔90°布置，并且与三脚转动架和底部支座铰接，三脚转动架通过球形铰链与三脚支架相连接。当液压伸缩机构均处于未伸缩状态时，飞行器头部处于未偏转的状态。当飞行器头部需要进行偏转时，飞行器机载计算机给液压伸缩机构传输指令，使三个液压伸缩机构通过伸长或者缩短一定的距离，带动三脚转动架转动，使飞行器头部偏转到需要的位置。英国的便携式防空系统(MANPADS)是一种小型、轻便的肩扛便携式防空系统。飞行器尾部有四个相互垂直的安定翼面，没有传统舵面。飞行器头部的偏转驱动机构由两个可相对转动的斜盘组成，每个斜盘倾角为2°，通过轴承连接。斜盘转动通过两个稀土永磁电动机驱动，飞行器头部偏转的角度根据自动驾驶仪指令确定。 压电陶瓷式和磁致伸缩式材料造价非常昂贵，且产生的形变比较小，需要较为复杂的放大机构，还要求非常严格的使用条件。液压式偏转驱动机构虽然能够提供较大的力矩，但需要附带气、液结构，且受环境温度的影响较大；旋转斜盘式，容易造成飞行器头部偏转情况下的耦合，而且能够承载的侧向过载比较小。
技术实现思路
为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置；飞行器头部偏转驱动装置能产生较大的偏角，提供较大的过载，在飞行器头部偏转角0-15°、头部偏转方位角0-360°内转动；飞行器头部的偏转角度按照输入信号准确跟随，克服铰链力矩的影响，驱动飞行器头部快速偏转。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:包括头部外壳、波纹壳体、底座、上推杆、下推杆、推杆球铰帽、减速器、伺服电机、转动连接臂组件、支撑机构、丝杠转向机构，波纹壳体位于头部外壳与底座之间，头部外壳和底座与波纹壳体分别通过螺钉连接，减速器与伺服电机输出轴固连，减速器安装在底座上，四组伺服电机与减速器组件绕中心轴均布固定安装，上推杆与下推杆的一端各有球头，上推杆与下推杆另一端通过螺纹连接，上推杆球头和转动连接臂推杆球铰帽铰接，下推杆球头和推杆球铰帽铰接； 所述转动连接臂组件包括四个转动连接臂、四个转动连接臂卡块、四个转动连接臂推杆球铰帽，转动连接臂一端与转动连接臂卡块和转动连接臂推杆球铰帽通过螺栓固连，转动连接臂另一端弧形块与头部外壳通过螺钉固连，转动连接臂组件绕球形套筒中的球头转动； 所述支撑机构包括套筒支架、套筒、球形套筒、设备安装板，套筒支架和底座通过螺钉固连，套筒与套筒支架通过螺栓固连，球形套筒与套筒通过螺栓固连，设备安装板与球形套筒固连； 所述丝杠转向机构由丝杠推动杆、丝杠推动筒、推力圆柱滚子轴承、键组成，丝杠推动筒和减速器通过键相连接，丝杠推动杆和丝杆推动筒通过螺纹连接，推杆球铰帽和丝杠推动筒连接，推杆球铰帽和丝杠推动筒连接组合后形成一个球铰槽，丝杠推动筒和推力圆柱滚子轴承依次组合固定在底座内，四组丝杠转向机构分别与四组伺服电机、减速器组件配合安装。 所述丝杠推动杆与所述丝杠推动筒的轴线重合，丝杠推动杆与丝杠推动筒组成丝杠。 有益效果 本专利技术提出的丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置，可实现飞行器头部偏转角较大的偏角，最大可达正负15度,头部可在偏转方位角0-360°内偏转。根据对系统静态特性和动态特性的仿真分析得知，偏转驱动装置能准确地实现给定的飞行器头部偏角，而且能够满足飞行器控制对其快速性的要求。 本专利技术丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置的优点是:偏转机构的结构和工作原理简单，使用的元器件是常规元器件，有利于降低飞行器控制方案的费用；通过合理设计偏转机构，可获得比较大的飞行器头部偏转角；结构可以承受较大的轴向力，承载侧向力性能较好；机构采用电机驱动的方式，安装方便、紧凑，机构简单，适用于小型飞行器，不需要附带气、液结构；机构采用电机驱动方式，可在较小的安装空间内，相比于液压式而言反应速度较快。 本专利技术丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置，能克服铰链力矩的影响，驱动飞行器头部快速偏转；能使飞行器头部的偏转角度按照输入信号准确跟随；能产生较大的偏角，提供较大的过载；为飞行器头部安装设备提供足够的安装空间，并保证在飞行器头部任意偏转时保证飞行器头部安装设备不与飞行器头部外壳干涉。 【附图说明】 下面结合附图和实施方式对本专利技术一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置作进一步详细说明。 图1为本专利技术偏转驱动装置结构示意图。 图2为本专利技术偏转驱动装置的丝杠转向机构示意图。 图3为本专利技术偏转驱动装置的推杆机构示意图。 图4为本专利技术偏转驱动装置的转动连接臂组件结构示意图。 图中: 1.头部外壳2.设备安装板3.球形套筒4.套筒5.波纹壳体6.套筒支架7.底座8.转动连接臂9.转动连接臂卡块10.转动连接臂推杆球铰帽11.上推杆12.下推杆13.推杆球铰帽14.丝杠推动杆15.丝杠推动筒16.推力圆柱滚子轴承17.键18.减速器19.伺服电机 【具体实施方式】 本实施例是一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置。 参阅图1?图4本实施例丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置，包括头部外壳1、波纹壳体5、底座7、上推杆11、下推杆12、推杆球铰帽13、减速器18、伺服电机19、转动连接臂组件、支撑机构、丝杠转向机构；波纹壳体5安装在头部外壳I与底座7之间，头部外壳I和底座7与波纹壳体5分别通过螺钉连接，减速器18与伺服电机19输出轴固连，减速器18安装在底座7上，四组伺服电机与减速器组件绕中心轴均布固定安装，上推杆11与下推杆12的一端各有球头，上推杆11与下推杆12另一端通过螺纹连接，上推杆球头和转动连接臂推杆球铰帽10铰接，下推杆球头和推杆球铰帽13铰接。 转动连接臂组件包括四个转动连接臂8、四个转动连接臂卡块9、四个转动连接臂推杆球铰帽10，转动连接臂8 一端与转动连接臂卡块9和转动连接臂推杆球铰帽10通过螺栓固连，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置，其特征在于:包括头部外壳、波纹壳体、底座、上推杆、下推杆、推杆球铰帽、减速器、伺服电机、转动连接臂组件、支撑机构、丝杠转向机构，波纹壳体位于头部外壳与底座之间，头部外壳和底座与波纹壳体分别通过螺钉连接，减速器与伺服电机输出轴固连，减速器安装在底座上，四组伺服电机与减速器组件绕中心轴均布固定安装,上推杆与下推杆的一端各有球头,上推杆与下推杆另一端通过螺纹连接，上推杆球头和转动连接臂推杆球铰帽铰接，下推杆球头和推杆球铰帽铰接；所述转动连接臂组件包括四个转动连接臂、四个转动连接臂卡块、四个转动连接臂推杆球铰帽，转动连接臂一端与转动连接臂卡块和转动连接臂推杆球铰帽通过螺栓固连，转动连接臂另一端弧形块与头部外壳通过螺钉固连，转动连接臂组件绕球形套筒中的球头转动；所述支撑机构包括套筒支架、套筒、球形套筒、设备安装板，套筒支架和底座通过螺钉固连，套筒与套筒支架通过螺栓固连，球形套筒与套筒通过螺栓固连，设备安装板与球形套筒固连；所述丝杠转向机构由丝杠推动杆、丝杠推动筒、推力圆柱滚子轴承、键组成，丝杠推动筒和减速器通过键相连接，丝杠推动杆和丝杆推动筒通过螺纹连接，推杆球铰帽和丝杠推动筒连接，推杆球铰帽和丝杠推动筒连接组合后形成一个球铰槽,丝杠推动筒和推力圆柱滚子轴承依次组合固定在底座内，四组丝杠转向机构分别与四组伺服电机、减速器组件配合安装。...
【技术特征摘要】
1.一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置，其特征在于:包括头部外壳、波纹壳体、底座、上推杆、下推杆、推杆球铰帽、减速器、伺服电机、转动连接臂组件、支撑机构、丝杠转向机构，波纹壳体位于头部外壳与底座之间，头部外壳和底座与波纹壳体分别通过螺钉连接，减速器与伺服电机输出轴固连，减速器安装在底座上，四组伺服电机与减速器组件绕中心轴均布固定安装，上推杆与下推杆的一端各有球头，上推杆与下推杆另一端通过螺纹连接，上推杆球头和转动连接臂推杆球铰帽铰接，下推杆球头和推杆球铰帽铰接； 所述转动连接臂组件包括四个转动连接臂、四个转动连接臂卡块、四个转动连接臂推杆球铰帽，转动连接臂一端与转动连接臂卡块和转动连接臂推杆球铰帽通过螺栓固连，转动连接臂另一端弧形块与头部外壳通过螺钉固连，转...
【专利技术属性】
技术研发人员：谷良贤，胡寒栋，龚春林，王一凡，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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