【技术实现步骤摘要】
一种微小型高精度数字化电动舵机系统及其设计方法
本专利技术涉及一种微小型高精度数字化电动舵机系统及其设计方法,属于电动舵机系统领域。
技术介绍
舵机系统作为导弹控制系统的执行机构,其性能优劣直接影响飞行试验的成败。在空中按一定轨迹飞行的制导火箭弹是利用其控制系统驱动舵面偏转来实现火箭弹的飞行控制,其性能直接影响制导火箭弹的技术指标。舵机系统实际上是一种高精度的位置伺服系统,其工作原理是接受上位机给出的控制信号,经功率放大驱动舵机动作,通过控制舵机来操纵火箭弹舵面的偏转,从而调整火箭弹的飞行姿态和飞行轨迹,最终确保火箭弹能够按照预定的轨迹飞行和打击给定的战术目标。但是现有的控制器还有很多不足。首先,现有的舵机控制器普遍的控制流程整个流程采用顺序执行的方式,对于控制多路舵机,其运算速度有限,占用资源多,工作不可靠。此外,在现有的控制器中,由于上位机传来的舵机偏角指令信号频率比较低,通常在几百赫兹,而舵机的电流采样频率通常较高,电流环带宽通常较大,上位机传来的舵机偏角指令信号中含有丰富的速度和电流冲击分量,将会使舵机在实际控制中出现速度波动和较大的电流过程,因此舵机的稳定性差,增加舵机的功耗。同时由于火箭弹空间限制,舵机本体的直径要求在120mm以内。如何在微小的空间内实现四个舵机的稳定控制是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种微小型高精度数字化电动舵机系统及其设计方法,实现了对超声电机的闭环控制,整个舵机系统结构紧凑、灵敏度高、额定负载大、力矩干扰小、低速大转矩、控制精度高、布线方便、结构紧凑。本专利技术目的通 ...
【技术保护点】
1.一种微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于:舵机本体包括1个底座(1)、4个电机(2)、n级直齿齿轮(3)、直线导轨组件(4)、齿条(5)、舵轴(6)、扇形齿轮(7)以及电位器(8);底座(1)包括底板和四个舵壳,底板中部具有四个均布的用于安装电机的凹槽(1‑1),底板的背部(1‑2)安装n级直齿齿轮(3);舵壳设置舵轴(6)的安装孔(1‑4),舵轴(6)位于安装孔(1‑4)的内部,扇形齿轮(7)位于舵壳的内表面,与舵轴(6)通过键连接;舵壳的侧面垂直于底板,安装直线导轨组件(4);无刷力矩电机(2),经n级直齿齿轮(3)传动减速,再经滚珠丝杠与直线导轨组件(4)减速,将电机的旋转运动转化为齿条(5)的直线运动,而后经齿条与扇形齿轮(7)啮合,使舵轴(6)输出摆角,电位器(8)敏感舵轴的角位置。
【技术特征摘要】
1.一种微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于:舵机本体包括1个底座(1)、4个电机(2)、n级直齿齿轮(3)、直线导轨组件(4)、齿条(5)、舵轴(6)、扇形齿轮(7)以及电位器(8);底座(1)包括底板和四个舵壳,底板中部具有四个均布的用于安装电机的凹槽(1-1),底板的背部(1-2)安装n级直齿齿轮(3);舵壳设置舵轴(6)的安装孔(1-4),舵轴(6)位于安装孔(1-4)的内部,扇形齿轮(7)位于舵壳的内表面,与舵轴(6)通过键连接;舵壳的侧面垂直于底板,安装直线导轨组件(4);无刷力矩电机(2),经n级直齿齿轮(3)传动减速,再经滚珠丝杠与直线导轨组件(4)减速,将电机的旋转运动转化为齿条(5)的直线运动,而后经齿条与扇形齿轮(7)啮合,使舵轴(6)输出摆角,电位器(8)敏感舵轴的角位置。2.一种微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于:舵机本体包括1个底座(1)、4个电机(2)、n级直齿齿轮(3)、直线导轨组件(4)、销轴、舵轴(6)、拨叉以及电位器(8);底座(1)包括底板和四个舵壳,底板中部具有四个均布的用于安装电机的凹槽(1-1),底板的背部(1-2)安装n级直齿齿轮(3);舵壳设置舵轴(6)的安装孔(1-4),舵轴(6)位于安装孔(1-4)的内部,拨叉位于舵壳的内表面,与舵轴(6)通过键连接;舵壳的侧面垂直于底板,安装直线导轨组件(4);无刷力矩电机(2),经n级直齿齿轮(3)传动减速,再经滚珠丝杠与直线导轨组件(4)减速,将电机的旋转运动转化为销轴(5)的直线运动,而后经销轴与拨叉啮合,使舵轴(6)输出摆角,电位器(8)敏感舵轴的角位置。3.如权利要求1或2所述的微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于,舵机本体的直径在120mm以内。4.如权利要求1所述的微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于,滚珠丝杠与直线导轨组件(4)包括滚珠丝杠(4-1)、螺母(4-2)、过渡块(4-3)、直线导轨(4-4)和滑块(4-5);滚珠丝杠(4-1)的一端固连至n级直齿齿轮的末级齿轮;滚珠丝杠(4-1)与螺母(4-2)配合,过渡块(4-3套设在螺母(4-2)外部,过渡块(4-3)通过固定至滑块(4-5),滑块(4-5)能够沿直线导轨(4-4)移动,过渡块(4-3)与滚珠丝杠(4-1)同轴设置,过渡块(4-3)内表面为与螺母(4-2)直径匹配的圆弧面,长度大于螺母(4-2)的长度,并与滑块(4-5)的长度一致。5.如权利要求4所述的微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于,过渡块(4-3)的下表面安装至滑块(4-5),二者的平行度高于0.01mm;齿条安装在过渡块(4-3)的上表面,二者的平行度高于0.01mm。6.如权利要求2所述的微小型高精度数字化电动舵机系统,其特征在于,滚珠丝杠与直线...
【专利技术属性】
技术研发人员:田秀,王彦利,孙章军,石阳,何志宏,阚琳洁,许京,
申请(专利权)人:北京航天控制仪器研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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