專利名稱：基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種 舵機，具體涉及ー種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，屬于飛行器控制領域。
背景技術：
目前滾轉(zhuǎn)彈舵機上，常用的控制方式有單通道控制和雙通道控制。單通道控制即只用一對舵片，通過導彈彈體的滾轉(zhuǎn)產(chǎn)生的周期平均控制カ來控制導彈俯仰和偏航兩個方向的運動；雙通道控制方式由兩組舵片來進行控制，分別產(chǎn)生各自輸出軸的力并通過平行四邊形法則合成最終得到導彈需要的控制力。單通道控制的舵機由于其控制原理的原因?qū)е马憫俣容^慢等缺點，近年來使用較少?？刂匹膬蓚€參數(shù)為カ的大小和力的方向，若使用直角坐標控制，電機需要不停的改變轉(zhuǎn)動方向與轉(zhuǎn)速，對電機的性能提出了較高的要求，極大的限制了舵機的性能；基于極坐標系設計的舵機，控制原理與雙通道類似，都是有兩對舵片組成，但是不同于雙通道舵機的直角坐標系分解控制力，此舵機使用極坐標系分解所需的力，并且在繼承了雙通道控制舵機響應速度快等優(yōu)點基礎上，使得電機不必頻繁換向，極大的減小了電機損耗，降低了對電機性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，能夠提高電機的使用壽命和控制精度。一種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，該旋轉(zhuǎn)彈舵機包括機架、豎軸、舵片、小齒輪、齒條、滑道、驅(qū)動圓盤、橫梁、立板、滾珠絲桿螺母副、錐齒輪a、錐齒輪b、直齒輪a、直齒輪b、電機a和電機b，其中機架為開有安裝通孔的圓盤；滑道為矩形板，上端面中部開有滑槽，滑道前側面的兩端均加工有通孔；驅(qū)動圓盤上端面沿軸向加工有通槽且通槽經(jīng)過驅(qū)動圓盤的圓心；整體安裝關系機架上端面豎直安裝四個豎軸和四個立板，四個豎軸和四個立板交叉布置，橫梁將相鄰豎軸的上端兩兩連接形成框架結構，四個立板位于框架結構的外側，框架結構內(nèi)部垂直上下交叉安裝兩組滑道，每組滑道兩端的通孔穿過相對的兩根橫梁，每組滑道上端面的兩端均安裝有齒條，每個立板的上部分別垂直安裝舵軸，每個舵軸的一端安裝有舵片，另一端安裝有小齒輪，且小齒輪與滑道兩端的齒條嚙合；機架的上端面還安裝驅(qū)動圓盤，驅(qū)動圓盤通槽的上部水平安裝滾珠絲桿螺母副的絲桿，錐齒輪a套裝在絲桿的一端，螺母的上端穿過兩組滑道的滑槽并卡在上組滑道的上端面，電機a和電機b安裝在機架的下端面且其輸出軸穿過機架的安裝通孔，錐齒輪b位于通槽的下部且在驅(qū)動圓盤的圓心，錐齒輪b套裝在電機a的輸出軸上且錐齒輪b和錐齒輪a相互嚙合，直齒輪a套裝在驅(qū)動圓盤圓周面的下端，直齒輪b位于機架的上端面并套裝在電機b的輸出軸上,且直齒輪a和直齒輪b相互哨合。
所述四個豎軸和四個立板以機架的圓心中心對稱。所述驅(qū)動圓盤也安裝在機架上端面的中心，且驅(qū)動圓盤上的通槽為矩形。有益效果(1)本發(fā)明采用兩組電機分別驅(qū)動ー組直齒輪和ー組錐齒輪，使得螺母帶動相互垂直的滑道往復移動，即基于極坐標系，使兩組舵片能夠產(chǎn)生正弦和余弦的波形，即電機可以不需要高速頻繁的變向，就能夠使舵片產(chǎn)生的舵偏角發(fā)生改變，降低了舵機對電機的高要求，提高了電機的使用壽命，且采用較低性能的電機就能產(chǎn)生較好的控制效果；(2)本發(fā)明的豎軸和立板以機架的圓心中心對稱,使輸出兩組控制力大小和舵偏角相等，保證旋轉(zhuǎn)彈平衡；(3)本發(fā)明的驅(qū)動圓盤也以機架的圓心為安裝中心，使得整體結構安裝方便且易于控制。



圖I為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)彈舵機的結構圖。其中，I-機架、2-豎軸、3-舵片、4-小齒輪、5-齒條、6-滑道、7_驅(qū)動圓盤、8_橫梁、9-立板、10-螺母
具體實施例方式下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。如附圖I所示，本發(fā)明提供了一種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，該旋轉(zhuǎn)彈舵機包括機架I、豎軸2、舵片3、小齒輪4、齒條5、滑道6、驅(qū)動圓盤7、橫梁8、立板9、滾珠絲桿螺母副、錐齒輪a、錐齒輪b、直齒輪a、直齒輪b、電機a和電機b，其中機架I為開有安裝通孔的圓盤；滑道6為矩形板，上端面中部開有滑槽，滑道6前側面的兩端均加工有通孔；驅(qū)動圓盤7上端面沿軸向加工有矩形通槽且矩形通槽經(jīng)過驅(qū)動圓盤7的圓心。整體安裝關系機架I上端面垂直安裝四個豎軸2和四個立板9，四個豎軸2和四個立板9交叉布置并以機架I的圓心中心對稱，橫梁8將相鄰豎軸2的上端兩兩連接形成框架結構，四個立板9分別位于框架結構的外側，框架結構內(nèi)部垂直上下交叉安裝兩組滑道6，每組滑道6兩端的通孔穿過相對的兩根橫梁8，兩組滑道6上端面的兩端均安裝有齒條5，每個立板9的上部分別垂直安裝舵軸，每個舵軸的一端安裝有舵片3，另一端安裝有小齒輪4,且小齒輪4與滑道6兩端的齒條5嚙合；機架I上端面的中心安裝驅(qū)動圓盤7，驅(qū)動圓盤7矩形通槽的上部水平安裝滾珠絲桿螺母副的絲桿，錐齒輪a套裝在絲桿的一端，螺母的上端穿過兩組滑道6的滑槽并卡在上組滑道6的上端面，電機a和電機b安裝在機架I的下端面且其輸出軸穿過機架I的安裝通孔，錐齒輪b位于矩形通槽的下部且在驅(qū)動圓盤7的圓心，錐齒輪b套裝在電機a的輸出軸上且錐齒輪b和錐齒輪a相互嚙合，直齒輪a套裝在驅(qū)動圓盤7圓周面的下端，直齒輪b位于機架I的上端面并套裝在電機b的輸出軸上,且直齒輪a和直齒輪b相互哨合。工作原理當需要改變控制力的方向時，電機b轉(zhuǎn)動帶動直齒輪b和a轉(zhuǎn)動，從而帶動驅(qū)動圓盤7轉(zhuǎn)動，滾珠絲桿螺母副上的螺母10也隨著驅(qū)動圓盤7轉(zhuǎn)動，使得與其連接的兩組滑道6往復運動，與滑道6上的齒條5嚙合的小齒輪4轉(zhuǎn)動，從而帶動舵軸即帶動舵片3轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生舵偏角發(fā)生改變；當改變需要控制カ的幅值時，電機a轉(zhuǎn)動時帶動錐齒輪b和a轉(zhuǎn)動，從而帶動滾珠絲桿螺母副的絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化成與其螺紋配合的螺母10沿驅(qū)動圓盤7徑向移動，從而改變了螺母10隨著驅(qū)動圓盤7旋轉(zhuǎn)的半徑，改變了兩組滑道6往復移動的范圍，也就使得舵片3往復轉(zhuǎn)動的角度改變，即幅值發(fā)生改變。 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，其特征在于，該旋轉(zhuǎn)彈舵機包括機架(I)、豎軸(2)、舵片(3)、小齒輪(4)、齒條(5)、滑道(6)、驅(qū)動圓盤(7)、橫梁(8)、立板(9)、滾珠絲桿螺母副、錐齒輪a、錐齒輪b、直齒輪a、直齒輪b、電機a和電機b，其中機架(I)為開有安裝通孔的圓盤；滑道(6)為矩形板，上端面中部開有滑槽，滑道(6)前側面的兩端均加工有通孔；驅(qū)動圓盤(7)上端面沿軸向加工有通槽且通槽經(jīng)過驅(qū)動圓盤(7)的圓心； 整體安裝關系機架(I)上端面豎直安裝四個豎軸(2)和四個立板(9)，四個豎軸(2)和四個立板(9)交叉布置，橫梁(8)將相鄰豎軸(2)的上端兩兩連接形成框架結構，四個立板(9)位于框架結構的外側，框架結構內(nèi)部垂直上下交叉安裝兩組滑道(6)，每組滑道(6)兩端的通孔穿過相對的兩根橫梁(8)，每組滑道(6)上端面的兩端均安裝有齒條(5)，每個立板(9)的上部分別垂直安裝舵軸，每個舵軸的一端安裝有舵片(3)，另一端安裝有小齒輪(4)，且小齒輪(4)與滑道(6)兩端的齒條(5)嚙合； 機架(I)的上端面還安裝驅(qū)動圓盤(7)，驅(qū)動圓盤(7)通槽的上部水平安裝滾珠絲桿螺母副的絲桿，錐齒輪a套裝在絲桿的一端，螺母的上端穿過兩組滑道(6)的滑槽并卡在上組滑道(6)的上端面，電機a和電機b安裝在機架(I)的下端面且其輸出軸穿過機架(I)的安裝通孔，錐齒輪b位于通槽的下部且在驅(qū)動圓盤(7)的圓心，錐齒輪b套裝在電機a的輸出軸上且錐齒輪b和錐齒輪a相互嚙合，直齒輪a套裝在驅(qū)動圓盤(7)圓周面的下端，直齒輪b位于機架(I)的上端面并套裝在電機b的輸出軸上,且直齒輪a和直齒輪b相互哨合。
2.如權利要求I所述的ー種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，其特征在于，所述四個豎軸(2)和四個立板(9)以機架(I)的圓心中心對稱。
3.如權利要求I或2所述的ー種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，其特征在于，所述驅(qū)動圓盤(7)也安裝在機架(I)上端面的中心，且驅(qū)動圓盤(7)上的通槽為矩形。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于極坐標系控制的旋轉(zhuǎn)彈舵機，屬于飛行器控制領域。其滑道上端面開有滑槽且兩端均加工有通孔；驅(qū)動圓盤的上端面加工有通槽；安裝關系機架上安裝四個豎軸和四個立板，豎軸和立板交叉布置，橫梁將相鄰豎軸的上端兩兩連接形成框架結構，相對的橫梁之間安裝滑道，滑道的兩端安裝齒條，立板上安裝舵軸，舵軸兩端安裝舵片和小齒輪；機架上還安裝驅(qū)動圓盤，驅(qū)動圓盤通槽的上部水平安裝絲桿，錐齒輪a套裝在絲桿的一端，螺母穿過滑道的滑槽并卡在滑道上，電機a和b安裝在機架的下端面，錐齒輪b套裝在電機a的輸出軸上，驅(qū)動圓盤環(huán)形槽內(nèi)套裝直齒輪a，直齒輪b套裝在電機b的輸出軸上。本發(fā)明提高了電機的使用壽命和控制精度。
文檔編號A63H27/20GK102688602SQ20121019698
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權日2012年6月14日
發(fā)明者佘浩平, 楊樹興, 邵旭東 申請人:北京理工大學