用于小体积、小质量电动执行机构的壳体制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体，所述电动执行机构包括行星齿轮，所述壳体包括第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，所述第一铝合金壳体和所述第二铝合金壳体分别与所述行星齿轮的外齿圈的两端连接，所述第一铝合金壳体、所述第二铝合金壳体和所述外齿圈共同构成所述壳体。由于铝合金的比重明显小于钛合金，本实用新型专利技术将不需要承受较大力量的壳体部分采用铝合金形成第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，将需要承受较大力量的行星齿轮的外齿圈作为壳体的一部分并与铝合金壳体和第二铝合金壳体连接，共同构成整个电动执行机构的壳体，在满足性能要求的同时，明显减小了壳体和整个电动执行机构的质量和体积，而且还便于拆装。

【技术实现步骤摘要】
用于小体积、小质量电动执行机构的壳体
本技术涉及一种电动执行机构的壳体，尤其涉及一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体。
技术介绍
电动执行机构是一种用伺服电机将电能转换为机械能的闭环位置伺服系统，是控制系统的执行机构，如图1所示，电动执行机构主要由伺服电机、减速器、驱动器、控制器和位置反馈传感器组成，控制器接收来自上位机（即控制系统）的位置指令，与位置反馈传感器反馈回来的实际位置信息比较形成位置误差，通过控制算法形成脉宽调制控制量，经驱动器进行信号放大后驱动伺服电机旋转，与电机相连的减速器对力矩进行放大，驱动负载运动以减小位置误差并形成位置负反馈，从而实现负载按位置指令的变化规律而运动，达到负载跟踪指令的目的。电动执行机构在无人机和导弹中应用，简称电动舵机，可实现飞机和导弹的姿态控制；在机器人中应用，简称伺服器，可实现手爪或机器人工具的中心点以给定的速度沿着给定轨迹到达目标点。由于其应用条件制约，在最小质量和体积的前提下，具有较大的输出力矩和较高的传动精度，是电动执行机构需要尽可能实现的目标，以满足高端无人机、小型导弹、机器人等多方面的需求。无人机飞行控制系统配套的执行机构（电动舵机）的单位质量输出功率是制约其巡航速度、飞行机动性和续航能力的重要因素。目前，超小型高比功率高精度齿轮传动电动舵机关键技术被德国公司所垄断，小型大扭矩高精度齿轮传动电动舵机关键技术被日本公司所垄断，高端无人机特别是军用无人机基本都采用他们的产品。中国国内生产的齿轮传动电动舵机，虽然具有成本优势，由于精度差、可靠性低，大都应用于航模无人机或低端无人机。中国国内小型常规导弹用电动舵机目前均为军工科研单位配套，大都采用谐波传动或丝杠传动，虽然性能优越，但体积偏大、价格昂贵，难以形成产业化。所以，在性能满足要求的前提下，如何尽可能地减小电动执行机构的质量和体积，已经成为电动执行机构应用非常重要的课题。目前，传统电动执行机构的壳体一般采用相同材质一体化成型或分体成型后连接而成，如果材料硬度高，虽能满足使用要求但质量和成本会增大，如果材料硬度不足，则不能满足使用需求；另外，传统电动执行机构的壳体不易针对具体部件形成紧凑结构，也会导致整个产品体积较大。
技术实现思路
本技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体，所述电动执行机构包括行星齿轮，所述壳体包括第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，所述第一铝合金壳体和所述第二铝合金壳体分别与所述行星齿轮的外齿圈的两端连接，所述第一铝合金壳体、所述第二铝合金壳体和所述外齿圈共同构成所述壳体。作为优选，所述行星齿轮的外齿圈为钛合金外齿圈。作为壳体一部分的钛合金外齿圈，其硬度远大于铝合金，所以完全满足整个壳体的支撑强度需求。作为优选，所述第一铝合金壳体和所述第二铝合金壳体分别与所述行星齿轮的外齿圈的两端通过一个高精度的定位螺钉和三个普通的连接螺钉连接。这种利用定位螺栓和连接螺钉共同形成的连接结构可保证拆装和重复装配的一致性。进一步，所述第一铝合金壳体为“L”形且由两部分壳体连接而成。这种结构能够与电动执行机构的其它优化结构对应配合，便于将其它部件非常紧凑地安装于整个壳体。本技术的有益效果在于：由于铝合金的比重明显小于钛合金，本技术将不需要承受较大力量的壳体部分采用铝合金形成第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，将需要承受较大力量的行星齿轮的外齿圈作为壳体的一部分并与铝合金壳体和第二铝合金壳体连接，共同构成整个电动执行机构的壳体，在满足性能要求的同时，明显减小了壳体和整个电动执行机构的质量和体积，而且还便于拆装。附图说明图1是电动执行机构的结构框图；图2是本技术所述用于小体积、小质量电动执行机构的壳体的局剖主视图；图3是本技术所述用于小体积、小质量电动执行机构的壳体应用时的主视剖视结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步说明：如图2和图3所示，本技术所述电动执行机构包括行星齿轮13，本技术所述用于小体积、小质量电动执行机构的壳体包括第一铝合金壳体2和第二铝合金壳体15，第一铝合金壳体2和第二铝合金壳体15分别与行星齿轮13的钛合金外齿圈14的两端通过一个高精度的定位螺钉17和三个普通的连接螺钉16连接，第一铝合金壳体2、第二铝合金壳体15和钛合金外齿圈14共同构成所述壳体，第一铝合金壳体2为“L”形且由两部分壳体连接而成。如图2和图3所示，为了对本技术所述壳体的应用进行可行性说明和进一步具体描述，图中还示出了本壳体应用时与其配合的其它部件的优选结构，包括：减速器包括小齿轮4、过渡齿轮5、大齿轮6和行星齿轮13，小齿轮4的外径、过渡齿轮5的外径、大齿轮6的外径依次增大，小齿轮4套装于伺服电机3的转轴上，小齿轮4的外齿与过渡齿轮5的外齿啮合连接，过渡齿轮5的外齿与大齿轮6的外齿啮合连接，大齿轮6套装于行星齿轮13的太阳轮（图中未标记）上，行星齿轮13的行星小齿轮（图中未标记）套装于外齿圈14内，行星齿轮13的行星架与空心输出轴7连接；小齿轮4、过渡齿轮5和大齿轮6的中心轴线相互平行；行星齿轮13的行星小齿轮为合金钢行星小齿轮，所述合金钢行星小齿轮的硬度大于钛合金外齿圈14的硬度，钛合金外齿圈14的内齿形采用正变位系数，所述合金钢行星小齿轮的外齿形采用负变位系数；位置反馈传感器8、所述驱动器（图2和图3中未示）和所述控制器（图2和图3中未示）均安装于PCB电路板1上，伺服电机3安装于第一铝合金壳体2的外壁，PCB电路板1、小齿轮4和过渡齿轮5均安装于第一铝合金壳体2内，空心输出轴7设于第二铝合金壳体15内；位置反馈传感器8的动力输入端与传动杆10的一端连接，传动杆10的另一端穿过行星齿轮13的太阳轮的中心通孔后与空心输出轴7连接，传动杆10的另一端设有钢丝螺套内螺孔11，钢丝螺套（图中未标记）通过钢丝螺套内螺孔11安装于传动杆10的另一端，所述钢丝螺套与设于空心输出轴7上的花键9配合连接负载能防止负载的轴向串动，传动杆10的另一端外周壁还与空心输出轴7通过销子12连接，小齿轮4、过渡齿轮5和大齿轮6的中心轴线均与PCB电路板1相互垂直。说明：上述本壳体以外的其它部件的优选结构是我们认为的最优结构，但并非唯一结构，在此仅作了解，不是本技术的保护对象；图3中的伺服电机3、减速器和位置反馈传感器8即为图1中的伺服电机、减速器和位置反馈传感器，图3中未示驱动器和控制器，这两个器件的各电子元件采用贴装方式安装于PCB电路板1上，以现有技术可以轻松实现；图中的第一铝合金壳体2为分体结构，位于PCB电路板1内外两侧的部分相互连接，这样设计是为了便于安装各部件；为了便于安装过渡齿轮5，过渡齿轮5的中心轴穿过PCB电路板1的通孔通过轴承安装于第一铝合金壳体2的内壁上。如图1、图2和图3所示，为了便于理解，对本技术所述壳体应用于小体积、小质量、高比功率电动执行机构的工作原理进行说明如下：PCB电路板1上的控制器接收来自上位机（即控制系统，为其它设备）的位置指令，与位置反馈传感器8反馈回来的实际位置信息比较形成位置误差，通过控制算法形成脉宽调制控制量（本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体，所述电动执行机构包括行星齿轮，其特征在于：所述壳体包括第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，所述第一铝合金壳体和所述第二铝合金壳体分别与所述行星齿轮的外齿圈的两端连接，所述第一铝合金壳体、所述第二铝合金壳体和所述外齿圈共同构成所述壳体。

【技术特征摘要】
1.一种用于小体积、小质量电动执行机构的壳体，所述电动执行机构包括行星齿轮，其特征在于：所述壳体包括第一铝合金壳体和第二铝合金壳体，所述第一铝合金壳体和所述第二铝合金壳体分别与所述行星齿轮的外齿圈的两端连接，所述第一铝合金壳体、所述第二铝合金壳体和所述外齿圈共同构成所述壳体。2.根据权利要求1所述的用于小体积、小质量电动执行机构的壳体，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖平，
申请(专利权)人：成都志力科技发展有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51