本发明涉及飞行器领域，特别是涉及一种电动舵机。此外，本发明还涉及一种包括上述电动舵机的飞行器。
背景技术：
电动舵机是导弹、无人机等航天飞行器制导与控制系统的执行机构，目前，一种电动舵机是将电动机、齿轮减速器、传感器、控制器集成于一体的电动舵机，该种电动舵机体积小，但一般输出力矩较小；另一种电动舵机是由电动机、谐波减速器以及传感器组成的电动舵机，主要应用于输出小力矩的工况，但谐波减速器抗弯矩能力差，且当输出力矩较大时，选用的谐波减速器体积将会很大，无法满足狭小环形空间的安装使用要求。
可知现有技术中电动舵机输出力矩小，占用空间大，传感器的精度以及传感器与舵轴之间的配合间隙将直接影响电动舵机的传动精度，但是振动、冲击、跑合等试验导致的间隙变化而对电动舵机动态性能均会产生影响，无法满足外界大弯矩需求，传动精度低。
因此，如何提供一种高精度的电动舵机是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电动舵机，以滚珠丝杠结构作为传动结构，角度传感器与舵轴一体式设置，避免配合间隙的影响，提高传动精度。本发明的另一目的是提供一种包括上述电动舵机的飞行器。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动舵机，包括舵轴组件、连杆、滚珠丝杠结构、齿轮减速机和直流伺服电机，所述直流伺服电机通过所述齿轮减速机连接所述滚珠丝杠结构的动力输入端，所述滚珠丝杠结构的动力输出端铰接所述连杆的一端，所述连杆的另一端铰接所述舵轴组件的舵轴侧面的连接部，所述滚珠丝杠结构的延伸方向垂直于所述舵轴的轴线，所述舵轴组件上一体化设置有角度传感器。
优选地，所述舵轴组件包括外壳和安装于所述外壳内的所述舵轴，所述外壳和所述舵轴之间安装有滚针轴承和第一深沟球轴承，所述滚针轴承套装于所述舵轴中部，所述第一深沟球轴承套装于所述舵轴端部。
优选地，所述外壳侧面设置有用于限制所述舵轴转动行程的限位槽。
优选地，所述外壳端面上设置有连接法兰，所述连接法兰上设置有多个安装孔，所述安装孔的轴向平行于所述舵轴的轴线。
优选地，所述滚珠丝杠结构的壳体通过Z型支架固定连接所述外壳。
优选地，所述连杆的两端通过关节轴承铰接所述舵轴和所述滚珠丝杠结构的动力输出端。
优选地，所述直流伺服电机和所述角度传感器连接有电连接器。
优选地，所述滚珠丝杠结构的动力输出端处套装有导向机构，所述滚珠丝杠结构的丝杠螺母安装于所述导向机构内，所述丝杆螺母侧面设置有导向平面，所述导向机构内设置有圆柱滚子，所述圆柱滚子的轴线垂直于所述丝杆螺母的轴线，所述圆柱滚子的侧周面与所述导向平面线接触，所述圆柱滚子的两端通过第二深沟球轴承连接所述导向机构。
优选地，包括多组位于同一平面的所述圆柱滚子。
本发明提供一种飞行器，包括电动舵机，所述电动舵机具体为上述任意一项所述的电动舵机。
本发明提供一种电动舵机，包括舵轴组件、连杆、滚珠丝杠结构、齿轮减速机和直流伺服电机，直流伺服电机通过齿轮减速机连接滚珠丝杠结构的动力输入端，滚珠丝杠结构的动力输出端铰接连杆的一端，连杆的另一端铰接舵轴组件的舵轴侧面的连接部，滚珠丝杠结构的延伸方向垂直于舵轴的轴线，舵轴组件上一体化设置有角度传感器。
由于角度传感器的精度限制，以及角度传感器与舵轴之间存在配合间隙，均会影响电动舵机的传动精度，而本申请通过角度传感器与舵轴组件的一体化设置，实现电动舵机的闭环控制，消除了由于振动、冲击、跑合等试验导致的间隙变化而对电动舵机动态性能的影响，提高传动精度。
本发明提供一种包括上述电动舵机的飞行器，由于上述电动舵机具有上述技术效果，上述飞行器也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。
附图说明
图1为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式中舵轴组件的结构示意图；
图3为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式中导向机构的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动舵机，以滚珠丝杠结构作为传动结构，角度传感器与舵轴一体式设置，避免配合间隙的影响，提高传动精度。本发明的另一核心是提供一种包括上述电动舵机的飞行器。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图3，图1为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式中舵轴组件的结构示意图；图3为本发明所提供的电动舵机的一种具体实施方式中导向机构的结构示意图。
本发明具体实施方式提供一种电动舵机，包括舵轴组件1、连杆2、滚珠丝杠结构3、齿轮减速机4和直流伺服电机5，直流伺服电机5通过齿轮减速机4连接滚珠丝杠结构3的动力输入端，滚珠丝杠结构3的动力输出端铰接连杆2的一端，连杆2的另一端铰接舵轴组件1的舵轴11侧面的连接部，滚珠丝杠结构3的延伸方向垂直于舵轴11的轴线，舵轴组件1上一体化设置有角度传感器。工作过程中，直流伺服电机5启动，通过齿轮减速机4的减速效果，使滚珠丝杠结构3的丝杠转动，进而使丝杠螺母32轴向运动，驱动连杆2运动，使舵轴11侧面的连接部摆动，最终使舵轴11转动。
为了减小由于机加零件制造误差而引起卡死的可能性，连杆2的两端通过关节轴承21铰接舵轴11和滚珠丝杠结构3的动力输出端，当然也可采用其他铰接方式。进一步地，直流伺服电机5和角度传感器连接有电连接器9，用于角度传感器的精度限制，以及角度传感器与舵轴11之间的配合间隙，均会影响电动舵机的传动精度，而本具体实施方式中的电动舵机通过角度传感器与舵轴组件1一体化设置，实现电动舵机的闭环控制，消除了由于振动、冲击、跑合等试验导致的间隙变化而对电动舵机动态性能的影响，提高传动精度。
根据电动舵机所承载的弯矩及弯矩作用点，在舵轴组件1内采用滚针轴承6与第一深沟球轴承7双轴承支撑的方式，在结构空间允许的情况下，尽量增大力臂长度，以满足外界大弯矩需求，舵轴组件1包括外壳12和安装于外壳12内的舵轴11，外壳12和舵轴11之间安装有滚针轴承6和第一深沟球轴承7，滚针轴承6套装于舵轴11中部，第一深沟球轴承7套装于舵轴11端部。外壳12侧面设置有用于限制舵轴11转动行程的限位槽，使舵轴11能够满足±25°的角度使用要求。或根据情况调整角度参数、轴承的类型或布置方式，均在本发明的保护范围之内。其中外壳12包括多级套筒结构以及端盖，并在舵轴11上设置各种限位台阶，安装槽等。
在本发明具体实施方式提供的电动舵机中，外壳12端面上设置有连接法兰，连接法兰上设置有多个安装孔，安装孔的轴向平行于舵轴11的轴线。安装孔均在装置侧面，可根据安装需求，对安装面进行平面、弧面等灵活性设计，适应无人机、火箭弹、民用等领域的使用特点。为了确保零位的准确性，可以使滚珠丝杠结构3的壳体31通过Z型支架8固定连接外壳12，也可采用倾斜的直线直接连接。
在上述各具体实施方式提供的电动舵机的基础上，滚珠丝杠结构3的动力输出端处套装有导向机构10，滚珠丝杠结构3的丝杠螺母32安装于导向机构10内，丝杆螺母32侧面设置有导向平面，导向机构10内设置有圆柱滚子101，圆柱滚子101的轴线垂直于丝杆螺母32的轴线，圆柱滚子101的侧周面与导向平面线接触，圆柱滚子101的两端通过第二深沟球轴承102连接导向机构10，有效减小接触摩擦力，提高传动精度。具体地，可以设置多组位于同一平面的圆柱滚子101，或根据情况调整各部的数量或布置方式以及轴承类型，均在本发明的保护范围之内。
除了上述电动舵机，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述电动舵机的飞行器，该飞行器其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
以上对本发明所提供的电动舵机及具有该电动舵机的飞行器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
技术特征：
1.一种电动舵机，其特征在于，包括舵轴组件(1)、连杆(2)、滚珠丝杠结构(3)、齿轮减速机(4)和直流伺服电机(5)，所述直流伺服电机(5)通过所述齿轮减速机(4)连接所述滚珠丝杠结构(3)的动力输入端，所述滚珠丝杠结构(3)的动力输出端铰接所述连杆(2)的一端，所述连杆(2)的另一端铰接所述舵轴组件(1)的舵轴(11)侧面的连接部，所述滚珠丝杠结构(3)的延伸方向垂直于所述舵轴(11)的轴线，所述舵轴组件(1)上一体化设置有角度传感器。
2.根据权利要求1所述的电动舵机，其特征在于，所述舵轴组件(1)包括外壳(12)和安装于所述外壳(12)内的所述舵轴(11)，所述外壳(12)和所述舵轴(11)之间安装有滚针轴承(6)和第一深沟球轴承(7)，所述滚针轴承(6)套装于所述舵轴(11)中部，所述第一深沟球轴承(7)套装于所述舵轴(11)端部。
3.根据权利要求2所述的电动舵机，其特征在于，所述外壳(12)侧面设置有用于限制所述舵轴(11)转动行程的的限位槽。
4.根据权利要求3所述的电动舵机，其特征在于，所述外壳(12)端面上设置有连接法兰，所述连接法兰上设置有多个安装孔，所述安装孔的轴向平行于所述舵轴(11)的轴线。
5.根据权利要求2所述的电动舵机，其特征在于，所述滚珠丝杠结构(3)的壳体(31)通过Z型支架(8)固定连接所述外壳(12)。
6.根据权利要求1所述的电动舵机，其特征在于，所述连杆(2)的两端通过关节轴承(21)铰接所述舵轴(11)和所述滚珠丝杠结构(3)的动力输出端。
7.根据权利要求1所述的电动舵机，其特征在于，所述直流伺服电机(5)和所述角度传感器连接有电连接器(9)。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的电动舵机，其特征在于，所述滚珠丝杠结构(3)的动力输出端处套装有导向机构(10)，所述滚珠丝杠结构(3)的丝杠螺母(32)安装于所述导向机构(10)内，所述丝杆螺母(32)侧面设置有导向平面，所述导向机构(10)内设置有圆柱滚子(101)，所述圆柱滚子(101)的轴线垂直于所述丝杆螺母(32)的轴线，所述圆柱滚子(101)的侧周面与所述导向平面线接触，所述圆柱滚子(101)的两端通过第二深沟球轴承(102)连接所述导向机构(10)。
9.根据权利要求8所述的电动舵机，其特征在于，包括多组位于同一平面的所述圆柱滚子(101)。
10.一种飞行器，包括电动舵机，其特征在于，所述电动舵机具体为权利要求1至9任意一项所述的电动舵机。
技术总结
本发明公开一种电动舵机，包括舵轴组件、连杆、滚珠丝杠结构、齿轮减速机和直流伺服电机，直流伺服电机通过齿轮减速机连接滚珠丝杠结构的动力输入端，滚珠丝杠结构的动力输出端铰接连杆的一端，连杆的另一端铰接舵轴组件的舵轴侧面的连接部，滚珠丝杠结构的延伸方向垂直于舵轴的轴线，角度传感器与舵轴组件采用一体化设计，消除了由于振动、冲击、跑合等试验导致的间隙变化而对电动舵机动态性能的影响，提高传动精度。本发明还公开一种包括上述电动舵机的飞行器。
技术研发人员：龙超;沈生龙;李鹏;孙恒博;杨清明;赵琦璘;赵鹏;敖翔
受保护的技术使用者：四川航天烽火伺服控制技术有限公司
技术研发日：.08.16
技术公布日：.11.12
