一种头体柔性连接摆动机构制造技术

本发明专利技术涉及一种头体柔性连接摆动机构，属于变形飞行器领域；包括弹体壳段、弹头壳段、波纹管、n个弹头偏转驱动装置和控制盒；波纹管同轴设置在弹体壳段的顶部；弹头壳段同轴设置在波纹管的顶部；n个弹头偏转驱动装置沿周向均匀分布在波纹管的外壁处；弹头偏转驱动装置的顶端与弹头壳段的底部连接；弹头偏转驱动装置的底端与弹体壳段的顶部连接；控制盒安装在弹体壳段上，且控制盒实现对n个弹头偏转驱动装置的电动控制；通过控制盒控制n个弹头偏转驱动装置的不同伸长量，实现弹头壳段相对于弹体壳段的摆动；本发明专利技术n个弹头偏转驱动装置周向均布于导弹壳体内侧，不占用中部空间，且可根据承载要求调整机构数量，承载能力强，壳体周向刚度变化可控。向刚度变化可控。向刚度变化可控。

【技术实现步骤摘要】
一种头体柔性连接摆动机构


[0001]本专利技术属于变形飞行器领域，涉及一种头体柔性连接摆动机构。

技术介绍

[0002]偏转弹头控制是一种实现导弹气动控制的有效方式。利用弹头和弹体间的连接摆动机构驱动弹头相对弹体轴线偏转一定角度，可改变导弹受到的气动载荷，进而实现导弹偏航及俯仰运动控制。但传统的连接摆动机构承载能力较弱，占用空间较大，多适用于中小型导弹。
[0003]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公布号为CN105318794,公开了一种偏转弹头。摆动锥体与弹头外壳通过球面副连接，摆动锥体底端固连一方轴，采用电机驱动及丝杠螺旋传动方式对方轴悬臂端施加偏心剪切载荷，进而带动摆动锥体转动。弹头内布置2套机构分别控制一个方向的转动自由度。但上述专利存在以下不足：球面副加工精度要求高；摆动锥体与弹头外壳之间气动外形不连续，影响导弹气动性能；方轴采用悬臂梁形式，承受偏心载荷，对刚度要求高。
[0004]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公布号为CN104229145,公开了一种丝杠推杆式飞行器头部偏转驱动装置。飞行器头部通过球形套筒与底座连接，头部外壳通过波纹壳体连接。采用电机驱动及丝杠螺旋传动方式通过推杆推动头部偏转。共布置4套驱动装置。但上述专利存在以下不足：球形套筒加工精度要求高；装置占用头体连接面及弹内空间较大，适用于中小型导弹。
[0005]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公布号为CN104192311,公开了一种锥齿轮推杆式飞行器头部偏转驱动装置。采用电机驱动及锥齿轮副、齿轮齿条副传动通过推杆推动头部偏转。采用2套驱动电机沿弹体轴线布置，分别控制一个方向的偏转。但上述专利存在以下不足：球形套筒加工精度要求高；装置占用头体连接面及弹内空间较大，传动结构复杂。
[0006]经现有技术检索发现，中国专利技术专利公布号为CN111678386,公开了一种飞行器头部偏转控制装置。飞行器头部通过倾转支架和球型转子连接，外壳采用波纹管连接。采用电机驱动及丝杠螺旋传动方式通过伸缩滑块推动头部偏转。伸缩滑块与支架通过棘轮形式实现自锁。共布置4套驱动装置。但上述专利存在以下不足：球型转子加工精度要求高；装置占用头体连接面，壳体周向刚度不连续。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种头体柔性连接摆动机构，周向均布于导弹壳体内侧，不占用中部空间，且可根据承载要求调整机构数量，承载能力强，壳体周向刚度变化可控。
[0008]本专利技术解决技术的方案是：
[0009]一种头体柔性连接摆动机构，包括弹体壳段、弹头壳段、波纹管、n个弹头偏转驱动
装置和控制盒；弹体壳段为轴向竖直放置的主体结构；波纹管同轴设置在弹体壳段的顶部；弹头壳段为锥体结构；弹头壳段同轴设置在波纹管的顶部，且弹头壳段的大径端与波纹管对接；n个弹头偏转驱动装置沿周向均匀分布在波纹管的外壁处；弹头偏转驱动装置的顶端与弹头壳段的底部连接；弹头偏转驱动装置的底端与弹体壳段的顶部连接；控制盒安装在弹体壳段上，且控制盒实现对n个弹头偏转驱动装置的电动控制；通过控制盒控制n个弹头偏转驱动装置的不同伸长量，实现弹头壳段相对于弹体壳段的摆动。
[0010]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述弹头偏转驱动装置包括基座、线缆、电连接器、电机、减速器、联轴器、丝杠、丝杠座、螺母、套筒、导向块、位移传感器、十字轴万向节和推杆；
[0011]基座底端安装在弹体壳段上；电连接器设计在基座底部，将电机供电线路和位移传感器的信号线路汇总，并从基座下端开口处通过线缆连接到控制盒；电机和减速器安装在基座内部；减速器输出轴通过联轴器与丝杠连接，驱动丝杠旋转；丝杠座安装在基座上端，将丝杠承受的轴向载荷传递至基座上；丝杠座与丝杠采用轴承或轴套配合；丝杠设计有外螺纹，螺母设计有内螺纹，丝杠与螺母配合形成螺旋传动；螺母通过法兰盘与套筒连接；套筒套在基座外侧，套筒的侧壁加工有长圆通孔；导向块从套筒侧壁的长圆通孔中穿过，螺接在基座两侧；位移传感器安装在套筒外壁，与导向块对齐，通过测量与导向块的距离获得套筒的位移；套筒上端通过法兰盘与十字轴万向节连接，十字轴万向节另一端通过法兰盘与推杆连接；推杆通过法兰盘与弹头壳段连接。
[0012]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，当弹头偏转驱动装置承受轴向载荷时，丝杠与螺母螺旋传动实现自锁；n为不小于4的正整数。
[0013]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述导向块的宽度与套筒侧壁长圆通孔的宽度相同，实现对螺母和套筒的旋转运动形成限位，即实现丝杠旋转驱动螺母和套筒沿轴向运动。
[0014]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述套筒侧壁长圆通孔的长度与螺母的设计轴向行程一致，与导向块配合起到轴向运动机械限位作用，避免螺母轴向运动超出设计行程；套筒侧壁的长圆通孔与导向块的运动配合面喷涂减摩涂层。
[0015]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述丝杠旋转驱动螺母及套筒沿轴向运动时，套筒对导向块产生剪力作用，将导向块固定在基座上有效缩短剪力作用力臂，减弱导向块受到的弯矩作用，由高扭转刚度的基座承受扭矩。
[0016]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述弹体壳段的上表面外沿处设置有第一安装环面；基座通过法兰盘安装在第一安装环面上；弹头壳段的下表面外沿设置有第二安装环面，机构推杆顶部通过法兰盘安装在第二安装环面。
[0017]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，弹头壳段相对于弹体壳段的摆动时，通过波纹管维持连续的气动外形。
[0018]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述控制盒安装在第一安装环面处；且第一安装环面对应基座位置设置有通孔，线缆从通孔穿过，沿第一安装环面与控制盒连接；第一安装环面上对应位置设置有线缆夹，通过线缆夹实现对线缆的固定。
[0019]在上述的一种头体柔性连接摆动机构，所述摆动机构的工作过程为：
[0020]将螺母调整到行程中间位置，使各机构的初始高度一致；将基座和推杆分别安装
到弹体壳段安装环面和弹头壳段安装环面上，此时弹头轴线与弹体轴线重合，为未偏转状态；
[0021]在飞行过程中，未发出弹头偏转指令时，丝杠与螺母的螺旋传动自锁，电机不需通电，机构保持低功耗状态；
[0022]当发出弹头壳段向右偏转指令时，控制盒控制各电机上电旋转；左侧电机通过丝杠螺旋传动驱动螺母及套筒沿轴向向上运动；右侧机构电机通过丝杠螺旋传动驱动螺母及套筒沿轴向向下运动；弹头壳段在两侧弹头偏转驱动装置作用力下完成向右偏转；各推杆随弹头摆动，由十字轴万向节提供摆动自由度；偏转过程中波纹管一侧压缩、一侧拉伸，始终保持与弹体壳段和弹头壳段的连接。
[0023]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0024](1)本专利技术的弹头偏转驱动装置周向均布于导弹壳体内侧，不占用中部空间，适用于大型导弹；
[0025](2)本专利技术的弹头偏转驱动装置采用模块化设计，可根据承载要求调整机构数量，承载能力强，壳体周向刚度变化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头体柔性连接摆动机构，其特征在于：包括弹体壳段(15)、弹头壳段(17)、波纹管(16)、n个弹头偏转驱动装置和控制盒(18)；弹体壳段(15)为轴向竖直放置的主体结构；波纹管(16)同轴设置在弹体壳段(15)的顶部；弹头壳段(17)为锥体结构；弹头壳段(17)同轴设置在波纹管(16)的顶部，且弹头壳段(17)的大径端与波纹管(16)对接；n个弹头偏转驱动装置沿周向均匀分布在波纹管(16)的外壁处；弹头偏转驱动装置的顶端与弹头壳段(17)的底部连接；弹头偏转驱动装置的底端与弹体壳段(15)的顶部连接；控制盒(18)安装在弹体壳段(15)上，且控制盒(18)实现对n个弹头偏转驱动装置的电动控制；通过控制盒(18)控制n个弹头偏转驱动装置的不同伸长量，实现弹头壳段(17)相对于弹体壳段(15)的摆动。2.根据权利要求1所述的一种头体柔性连接摆动机构，其特征在于：所述弹头偏转驱动装置包括基座(1)、线缆(2)、电连接器(3)、电机(4)、减速器(5)、联轴器(6)、丝杠(7)、丝杠座(8)、螺母(9)、套筒(10)、导向块(11)、位移传感器(12)、十字轴万向节(13)和推杆(14)；基座(1)底端安装在弹体壳段(15)上；电连接器(3)设计在基座(1)底部，将电机(4)供电线路和位移传感器(12)的信号线路汇总，并从基座(1)下端开口处通过线缆(2)连接到控制盒(18)；电机(4)和减速器(5)安装在基座(1)内部；减速器(5)输出轴通过联轴器(6)与丝杠(7)连接，驱动丝杠(7)旋转；丝杠座(8)安装在基座(1)上端，将丝杠(7)承受的轴向载荷传递至基座(1)上；丝杠座(8)与丝杠(7)采用轴承或轴套配合；丝杠(7)设计有外螺纹，螺母(9)设计有内螺纹，丝杠(7)与螺母(9)配合形成螺旋传动；螺母(9)通过法兰盘与套筒(10)连接；套筒(10)套在基座(1)外侧，套筒(10)的侧壁加工有长圆通孔；导向块(11)从套筒(10)侧壁的长圆通孔中穿过，螺接在基座(1)两侧；位移传感器(12)安装在套筒(10)外壁，与导向块(11)对齐，通过测量与导向块(11)的距离获得套筒(10)的位移；套筒(10)上端通过法兰盘与十字轴万向节(13)连接，十字轴万向节(13)另一端通过法兰盘与推杆(14)连接；推杆(14)通过法兰盘与弹头壳段(17)连接。3.根据权利要求2所述的一种头体柔性连接摆动机构，其特征在于：当弹头偏转驱动装置承受轴向载荷时，丝杠(7)与螺母(9)螺旋传动实现自锁；n为不小于4的正整数。4.根据权利要求2所述的一种头体柔性连接摆动机构，其特征在于：所述导向块(11)的宽度与套筒(10)侧壁长圆通孔的宽度相同，实现对螺母(9)和套筒(10)的旋转运动形成限位，即实现丝杠(7)旋转驱动螺母(9)和套筒(10)沿轴向运动。5.根据权利要求4所述的一种头体柔性连接摆动机构，其特征在于：所述套筒(10)侧壁长圆通孔的长度与螺母(9)...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭嘉，于兵，王辰，周天送，张宏剑，闫冰，吴会强，张志峰，谢珏帆，马红鹏，乐晨，汪雷，朱广生，孙华东，姚志刚，
申请(专利权)人：北京宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：