本發(fā)明屬于作動(dòng)器領(lǐng)域，具體涉及一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器。

背景技術(shù)：

機(jī)電作動(dòng)器是應(yīng)用于航天飛行器的重要飛行執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)電伺服系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，鑒于機(jī)電伺服系統(tǒng)天然的優(yōu)越性，今后機(jī)電伺服的發(fā)展前景會更加廣闊。

現(xiàn)有變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器結(jié)構(gòu)繁瑣冗余，所占體積較大，同時(shí)傳動(dòng)環(huán)節(jié)較多，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的剛度和傳動(dòng)效率。另一方面，該變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)不適宜在負(fù)載情況下工作，一旦出現(xiàn)過大負(fù)載，對系統(tǒng)中的滾珠絲桿副造成徑向負(fù)載，極大程度會造成絲桿卡死甚至損壞現(xiàn)象，降低了系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器，該機(jī)電作動(dòng)器通過控制質(zhì)量塊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)電作動(dòng)器質(zhì)心的變化。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括伺服電池、控制驅(qū)動(dòng)器、前擋板、導(dǎo)軌、導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)、伺服電機(jī)、滾珠絲桿副和后擋板，前擋板、后擋板分別固定在兩根導(dǎo)軌和滾珠絲桿副的兩端，滾珠絲桿副位于兩根導(dǎo)軌之間，伺服電機(jī)底部位于能夠沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動(dòng)的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)上，伺服電機(jī)兩側(cè)分別設(shè)有控制驅(qū)動(dòng)器和伺服電池。

所述的伺服電機(jī)、控制驅(qū)動(dòng)器、伺服電池和導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)組成能沿導(dǎo)軌往復(fù)移動(dòng)的質(zhì)量塊。

所述的兩根導(dǎo)軌、滾珠絲桿副之間均相互平行。

所述的導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)底部與導(dǎo)軌之間設(shè)有能夠沿導(dǎo)軌往復(fù)滑動(dòng)的直線滾珠滑塊。

所述的滾珠絲桿副由絲桿、絲桿螺母和滾珠組成，絲桿外套有絲桿螺母，絲桿與絲桿螺母之間設(shè)有滾珠。

所述的伺服電機(jī)包括繞組、硅鋼片、多個(gè)大磁鋼、多個(gè)小磁鋼和不銹鋼套，大磁鋼與弧形小磁鋼間隔設(shè)置組成圓環(huán)形，絲桿螺母套在大磁鋼與小磁鋼組成的圓環(huán)內(nèi)；大磁鋼、小磁鋼的外壁套有不銹鋼套，不銹鋼套外套有硅鋼片，硅鋼片內(nèi)纏繞有繞組。

所述的絲桿螺母與大磁鋼之間通過梯形鍵連接。

所述的絲桿螺母與大磁鋼、小磁鋼之間均粘結(jié)。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

1)體積小、重量輕。伺服電機(jī)、控制驅(qū)動(dòng)器、伺服電池采用一體背負(fù)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。不僅充當(dāng)移動(dòng)質(zhì)量塊的作用，而且集成度高，極大的降低了整個(gè)系統(tǒng)的體積和重量。

2)傳動(dòng)環(huán)節(jié)少，效率、剛度高，動(dòng)態(tài)能力強(qiáng)。本發(fā)明中，伺服電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)絲桿螺母旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，相比較于傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，減少了鍵連接和齒輪副傳動(dòng)，極大的提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率、剛度和動(dòng)態(tài)能力。

3)負(fù)載工況復(fù)雜，可靠性高。與傳統(tǒng)變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相比，本發(fā)明主要由兩根導(dǎo)軌承受載荷，各向同性好，最大程度削減了絲桿的徑向力負(fù)載，對絲桿的壽命有了極大的提高。因此負(fù)載工況更復(fù)雜，適應(yīng)性更強(qiáng)，可靠性更高。

4)伺服電機(jī)與滾珠絲桿一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)相比，直接將磁鋼貼附于絲桿螺母上，增加了4個(gè)“凸”形鍵固定結(jié)構(gòu)，避免了高速旋轉(zhuǎn)而造成磁鋼在絲桿螺母上發(fā)生相對位移竄動(dòng)現(xiàn)象。同時(shí)省去了轉(zhuǎn)子磁軛， 進(jìn)而減小電機(jī)體積，減低電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的伺服電機(jī)與滾珠絲桿副一體化結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.伺服電池，2.控制驅(qū)動(dòng)器，3.前擋板，4.導(dǎo)軌，5.導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)，6.伺服電機(jī)，7.滾珠絲桿副，8.后擋板；9.絲桿螺母，10.梯形鍵，11.繞組，12.硅鋼片，13.大磁鋼，14.小磁鋼，15.不銹鋼套，16.絲桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括伺服電池1、控制驅(qū)動(dòng)器2、前擋板3、導(dǎo)軌4、導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5、伺服電機(jī)6、滾珠絲桿副7和后擋板8，前擋板3、后擋板8分別固定在兩根導(dǎo)軌4和一個(gè)滾珠絲桿副7的兩端。兩根導(dǎo)軌4、滾珠絲桿副7之間均相互平行，滾珠絲桿副7位于兩根導(dǎo)軌4中間，兩根導(dǎo)軌4、滾珠絲桿副7與前擋板3、后擋板8之間均通過鎖緊螺母固定連接。伺服電機(jī)6底部位于導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5上，且兩者之間通過螺栓固定連接，導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5底部設(shè)有一體成型的兩個(gè)直線滾珠滑塊，每個(gè)直線滾珠滑塊各嵌在一個(gè)導(dǎo)軌4內(nèi)。伺服電機(jī)6頂部通過螺栓固定有控制驅(qū)動(dòng)器2，伺服電機(jī)6底部通過螺栓固定有伺服電池1。

如圖2所示，伺服電機(jī)6包括繞組11、硅鋼片12、大磁鋼13、小磁鋼14和不銹鋼套15。如圖1和圖2所示，滾珠絲桿副7由絲桿16、絲桿螺母9和多個(gè)滾珠組成，滾珠為3圈，每圈滾珠的數(shù)量15-20個(gè)。絲桿16外套有絲桿螺母9，絲桿16與絲桿螺母9之間設(shè)有滾珠。8個(gè)弧形大磁鋼13與8個(gè)弧形小磁鋼14間隔設(shè)置組成圓環(huán)形，絲桿螺母9套在大磁鋼13與小磁鋼14組成的圓環(huán)內(nèi)； 絲桿螺母9與4個(gè)大磁鋼13之間分別通過一個(gè)梯形鍵10連接，該4個(gè)大磁鋼13為不相鄰的大磁鋼；絲桿螺母9與8個(gè)大磁鋼13、8個(gè)小磁鋼14之間均粘結(jié)。8個(gè)大磁鋼13、8個(gè)小磁鋼14的外壁套有不銹鋼套15，不銹鋼套15將磁鋼完全包裹，最終達(dá)到伺服電機(jī)與滾珠絲桿副一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。不銹鋼套15外套有輪轂形硅鋼片12，硅鋼片12內(nèi)纏繞有繞組11。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的一種變質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)電作動(dòng)器的工作原理如下：伺服電機(jī)6、控制驅(qū)動(dòng)器2、伺服電池1、導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5組成可移動(dòng)的質(zhì)量塊，伺服電池1、控制驅(qū)動(dòng)器2分別安置于伺服電機(jī)6的上下側(cè)，伺服電機(jī)6兩側(cè)通過螺栓與導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5相連接。導(dǎo)向支撐結(jié)構(gòu)5內(nèi)安置直線滾珠滑塊，通過滾動(dòng)摩擦極大程度上降低了質(zhì)量塊移動(dòng)的摩擦力。工作時(shí)，啟動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)器2，伺服電池1向伺服電機(jī)6的繞組11中通入三相電流，在通入電流后就會在電機(jī)的繞組11內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場，由于絲桿螺母9上安裝了大磁鋼13、小磁鋼14，大磁鋼13、小磁鋼14的磁極是固定的，根據(jù)磁極的同性相吸異性相斥的原理，在由硅鋼片12組成的定子內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場帶動(dòng)絲桿螺母9旋轉(zhuǎn)，達(dá)到絲桿螺母9的旋轉(zhuǎn)速度與定子內(nèi)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁極的轉(zhuǎn)速相等。從而，絲桿螺母9的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)質(zhì)量塊沿導(dǎo)軌4做來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)電作動(dòng)器的質(zhì)心調(diào)節(jié)。

上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。