專利名稱：直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及微型電動(dòng)航空模型領(lǐng)域，特別是涉及一種應(yīng)用在微型航空模型領(lǐng) 域內(nèi)的電動(dòng)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其方法。
背景技術(shù)：
本世紀(jì)初以來，根據(jù)微型遙控模型直升機(jī)、模型飛機(jī)的需要，微型電動(dòng)動(dòng)力直線的 執(zhí)行機(jī)構(gòu)已有產(chǎn)品出現(xiàn)，這種直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于一開始主要用來操作舵面，控制模型的轉(zhuǎn) 向等動(dòng)作，因此一般被稱為舵機(jī)，隨著技術(shù)的發(fā)展，在航空模型里它也可以用來拉動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī) 的油門、起落架，在汽車模型里則可以用來拉動(dòng)方向操縱機(jī)構(gòu)，但其共同特征都是一種執(zhí)行 機(jī)構(gòu)，是用來提供直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，它能利用某種驅(qū)動(dòng)能源并在某種控制信號(hào)作用下 做直線運(yùn)動(dòng)。微型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)思路從結(jié)構(gòu)上來說，是在一個(gè)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的 驅(qū)動(dòng)電路的底板上，分別固定直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電機(jī)、減速系統(tǒng)、直線電位器及傳動(dòng)臂。中國專利200720069025. 2公開了一種用于微型模型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量較輕的一 種直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)即舵機(jī)的具體結(jié)構(gòu)，但其動(dòng)力電機(jī)部分也在驅(qū)動(dòng)電路板上占據(jù)相應(yīng)位置， 機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)仍是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。由于對(duì)于在空中飛行的微型模型來說，嚴(yán)格控制結(jié) 構(gòu)重量是設(shè)計(jì)中十分重要的技術(shù)要求，對(duì)于單一部件來說，有時(shí)候就是減輕0. 1克都是要 追求的。而上述專利中，直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的動(dòng)力電機(jī)也在驅(qū)動(dòng)電路板占有一定面積，從而增 加了驅(qū)動(dòng)電路板的整體面積，需要進(jìn)一步改進(jìn)。從工作原理的角度分析，在現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用在模型中的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)即舵機(jī)，是 一種具有單獨(dú)控制電路的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)單元。圖6示意了一種常見的遙控模型直升機(jī)的接 收機(jī)和舵機(jī)組合工作原理，如圖6所示，可以看出，遙控模型的接收機(jī)與舵機(jī)是相互獨(dú)立的 單元，舵機(jī)擁有自己的獨(dú)立控制電路板，如圖6中的舵機(jī)控制電路板虛線框所示，這種舵機(jī) 獨(dú)立控制電路板中包含舵機(jī)專用集成電路、M0S(也可以是晶體管)開關(guān)電路、行程反饋電 位器三個(gè)模塊組成，接收機(jī)在操縱直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)即舵機(jī)動(dòng)作時(shí)，發(fā)出操縱指令給舵機(jī)的專 用集成電路，操縱指令是在每20毫秒寬度的間隔中，以1. 5毫秒加或減0. 5毫秒的一串脈 沖的信號(hào)(脈沖寬度調(diào)制)輸入獨(dú)立直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的專用集成電路，經(jīng)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)專用 集成電路處理以后驅(qū)動(dòng)該直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)，通過減速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)直線電位器，直線電位 器將位置信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)比例控制，最終由直線傳動(dòng)臂完成比例操縱指令。各類 控制信號(hào)混控計(jì)算結(jié)果經(jīng)過單片機(jī)以PWM(Pules Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào) 方式向管理動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的MOS (Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)電路發(fā) 出調(diào)速控制信號(hào)。圖6示意的系統(tǒng)有兩組獨(dú)立的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)(舵機(jī))，這兩組直線執(zhí)行機(jī) 構(gòu)在模型直升機(jī)里是控制模型的前后運(yùn)動(dòng)和模型的左右側(cè)向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)近幾年流行微型模型直升機(jī)、模型飛機(jī)以后，對(duì)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求更輕，但囿于 原先常規(guī)設(shè)計(jì)思路，微型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體設(shè)計(jì)總體布局上仍保留著原有格局。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是從機(jī)械結(jié)構(gòu)的總體布局到具體結(jié)構(gòu)零件及電子 線路布圖都提高集成度，達(dá)到總體減輕結(jié)構(gòu)重量、提高設(shè)備的可靠性，以適應(yīng)微型模型飛 機(jī)、微型模型直升機(jī)對(duì)機(jī)載電子設(shè)備及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)的微小化、結(jié)構(gòu)重量輕型化的 嚴(yán)格要求。為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種用于模型的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板、驅(qū) 動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和直線執(zhí)行部分，所述驅(qū)動(dòng)部分與直線執(zhí)行部分分別安裝在底板兩側(cè)；其中，所述底板可以為驅(qū)動(dòng)電路板(6)，所述驅(qū)動(dòng)部分包括電機(jī)⑵和電機(jī)座(9)， 所述傳動(dòng)部分包括主動(dòng)齒輪(8)、從動(dòng)齒輪(7)，所述直線執(zhí)行部分由箱體(1)、螺桿(4)、滑 動(dòng)組件(5)組成，所述電機(jī)(2)放置在電機(jī)座(9)內(nèi)，電機(jī)的一端安裝主動(dòng)齒輪(8)，所述箱 體(1)形成導(dǎo)向滑槽(3)，所述螺桿(4)穿過箱體(1)，一端連接從動(dòng)齒輪(7)并與所述主 動(dòng)齒輪(8)相互嚙合，螺桿上安裝滑動(dòng)組件(5)。其中，所述滑動(dòng)組件(5)可以由傳動(dòng)臂51、具有內(nèi)螺紋的滑塊(52)以及具有銷孔 (54)的球頭(53)組成，所述滑塊(52)通過與螺桿(4)相配合的內(nèi)螺紋連接在螺桿上，所述 傳動(dòng)臂(51)通過球頭(53)與具有球頭套的連桿可實(shí)現(xiàn)萬向傳動(dòng)功能；傳動(dòng)臂(51)上的銷 孔(54)可通過具有銷子的連桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能；其中，所述螺桿可以是具有雙環(huán)定位圈(41a)的防軸向移動(dòng)結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步的，所述螺桿(4)的末端在螺桿加工工序中做出定位結(jié)構(gòu)(41b)，而螺桿另 一部在(71b)部分是與被動(dòng)齒輪(7)的軸孔配合的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)螺桿(4)在箱體(1)上的軸 向定位功能；其中，所述滑動(dòng)組件(5)通過電刷(10)跨接在電路板(6)上面的碳膜(61a、61b) 和導(dǎo)電膜(62a、62b)上實(shí)現(xiàn)電性連接；進(jìn)一步的，所述底板(6)可以為遙控接收機(jī)的電子線路板，所述電子線路板包括(1)接收模塊，用于接收遙控器發(fā)射的控制信號(hào)并傳送給中央處理器模塊；(2)中央處理器模塊，用于對(duì)接收模塊傳送的控制信號(hào)完成信息解碼、模擬/數(shù)字 信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、反饋信號(hào)數(shù)據(jù)比較，并生成電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(3)開關(guān)電路模塊，用于接收中央處理器的信號(hào)并控制直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中電機(jī)的開 通、關(guān)閉，以及所述驅(qū)動(dòng)部分電機(jī)的調(diào)速；(4)位置反饋電位器，用來反饋直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)臂的位置信號(hào)。其中，所述的中央處理器模塊包括(1)數(shù)據(jù)解碼處理模塊，用來將接收模塊傳來的控制信號(hào)進(jìn)行解碼；(2)混控器模塊，用于將接收的信號(hào)進(jìn)行混合控制運(yùn)算；(3)綜合運(yùn)算模塊，用于將接收到的操縱信號(hào)與各直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂位置的 反饋信號(hào)進(jìn)行綜合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸入各電子調(diào)速器；(4)電子調(diào)速器模塊，用于將混控器模塊的運(yùn)算結(jié)果通過中央處理器模塊發(fā)出脈 沖寬度調(diào)制信號(hào)經(jīng)開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電機(jī)，以及根據(jù)綜合運(yùn)算模塊運(yùn)算結(jié)果操縱對(duì)應(yīng)的電 子調(diào)速器，驅(qū)動(dòng)直線執(zhí)行部分中的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)比例控制操縱。其中，所述電子線路板上可以安裝至少兩組驅(qū)動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和直線執(zhí)行部分 的組合以實(shí)現(xiàn)模型的多通道控制；[0024]其中，所述的模型為雙旋翼直升機(jī)或單旋翼直升機(jī)，所述的電子線路板上還包括 電子陀螺模塊，用于自動(dòng)檢測(cè)繞模型豎軸的角速度，并生成陀螺信號(hào)輸入所述的中央處理 器模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的取消了直線執(zhí)行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中 電機(jī)在電路底板上的占位，突破了慣有的設(shè)計(jì)思路，提高包括直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)在內(nèi)的機(jī)載設(shè) 備集成度，在模型用直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)即傳統(tǒng)的直線舵機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上力求結(jié)構(gòu)上更合理和輕 巧，進(jìn)一步的，將多項(xiàng)功能性，結(jié)構(gòu)集成，合并生產(chǎn)工藝流程，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，使生產(chǎn)工藝更 趨合理，以適應(yīng)微型飛行器對(duì)機(jī)載設(shè)備的綜合要求。

圖1A是本實(shí)用新型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)正向立體示意；圖1B是本實(shí)用新型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)倒置立體示意；圖2是本實(shí)用新型螺桿、直線輸出傳動(dòng)臂組件、箱體局部剖面結(jié)構(gòu)示意；圖3A是具有雙環(huán)定位圈的防軸向移動(dòng)結(jié)構(gòu)的微型螺桿示意；圖3B是螺桿末端具有定位圈的防軸向移動(dòng)結(jié)構(gòu)的微型螺桿示意；圖3C是圖3B所示螺桿及直線輸出傳動(dòng)臂和內(nèi)螺紋滑塊組件及箱體局部結(jié)構(gòu)示意；圖4A是電子線路板及直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)雙機(jī)位布局(正向)示意；圖4B是電子線路板及直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)雙機(jī)位布局(反向)示意；圖5是電子線路板及雙機(jī)位直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)布局立體分解示意；圖6是現(xiàn)有四合一電子接收系統(tǒng)方框圖；圖7是本實(shí)用新型的五合一數(shù)字電子接收系統(tǒng)方框圖。零件標(biāo)號(hào)1.直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體la右直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體lb左直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體1 la—右直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體底座1 lb左直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體底座12a—右直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體上蓋12b――左直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體上蓋13直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體上的螺桿軸孔13a右螺桿軸孔(或半環(huán)示意)13b左螺桿軸孔(或半環(huán)示意)14直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體的固定柱14a右直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體固定柱14b左直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體固定柱2直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電機(jī)2a-—右電機(jī)2b——左電機(jī)3----導(dǎo)向槽[0055]3a-—右導(dǎo)向槽3b----左導(dǎo)向槽4----螺桿4a-—右螺桿4b——左螺桿41a——螺桿軸向限位雙環(huán)結(jié)構(gòu)41b——螺桿末端軸向限位結(jié)構(gòu)5直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂和內(nèi)螺紋滑塊組件5a—右直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂和內(nèi)螺紋滑塊組件5b左直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂和內(nèi)螺紋滑塊組件51-----直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂51a—右直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂51b――左直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂52——內(nèi)螺紋滑塊52a右內(nèi)螺紋滑塊52b——左內(nèi)螺紋滑塊53直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂傳動(dòng)球頭53a——右球頭53b——左球頭54直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂的傳動(dòng)銷孔54a一一右直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂的傳動(dòng)銷孔54b左直線運(yùn)動(dòng)輸出傳動(dòng)臂的傳動(dòng)銷孔6——電子線路板61a-—右碳膜61b——左碳膜62a-—右鍍金銅膜62b——左鍍金銅膜63直線直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體固定孔63a一一右直線直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體固定孔63b左直線直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)箱體固定孔7——被動(dòng)齒輪7a——右被動(dòng)齒輪7b——左被動(dòng)齒輪8——主動(dòng)齒輪8a-—右主動(dòng)齒輪8b——左主動(dòng)齒輪9——電機(jī)座套9a-—右電機(jī)座套9b-—左電機(jī)座套
6[0094]91電機(jī)座套上的螺桿卡位環(huán)的半軸孔嵌入塊91a右電機(jī)座套上的螺桿卡位環(huán)的半軸孔嵌入塊91b左電機(jī)座套上的螺桿卡位環(huán)的半軸孔嵌入塊92a――右電機(jī)座套上的固定孔92b——左電機(jī)座套上的固定孔10——電刷10a-—右電刷10b——左電刷101——電機(jī)固定螺絲101a——右電機(jī)固定螺絲101b——左電機(jī)固定螺絲102――限止螺桿軸向位移的軸套102a——右軸套102b——右軸套
具體實(shí)施方式
遙控模型所用的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般為獨(dú)立舵機(jī)，本實(shí)用新型的主要指導(dǎo)思想是 進(jìn)一步提高模型的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)與其他系統(tǒng)特別是接收機(jī)系統(tǒng)的集成度，從機(jī)械結(jié)構(gòu)及功 能上都進(jìn)行一定的集成，進(jìn)一步降低模型的重量和體積，獲取最佳的性能。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。在以下的說明中，本說明書將以 遙控模型直升機(jī)作為一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但這種說明只是示意性的，對(duì)這種具 體模型的闡述并不能表明對(duì)本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍的限制，本實(shí)用新型對(duì)固定翼模型飛 機(jī)、船模、車模同樣適用，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求保護(hù)的范圍為準(zhǔn)。圖1A、圖1B示意了本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，一種直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和 布局在電路板6 —面設(shè)置直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的箱體1，這一面有相互嚙合的一級(jí)齒輪減速系統(tǒng) 包括被動(dòng)齒輪7和主動(dòng)齒輪8、螺桿4、內(nèi)螺紋滑塊、傳動(dòng)臂組件5，而直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)2 在電路板6、直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的箱體1的背面，電機(jī)無需在電路板6單獨(dú)占位，使直線執(zhí)行機(jī)構(gòu) 的整體占位面積減小30 %左右，有效減少了結(jié)構(gòu)重量。圖2中直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的減速系統(tǒng)局部剖面示意，其中零件標(biāo)號(hào)51、52、53、54為直 線行走輸出傳動(dòng)臂與內(nèi)螺紋滑塊組件的各功能示意，結(jié)合圖1A可看出傳動(dòng)臂51在直線執(zhí) 行機(jī)構(gòu)廂體的導(dǎo)向滑槽3內(nèi)作直線雙向運(yùn)動(dòng)；傳動(dòng)臂和滑塊組件上有與螺桿配合的具有內(nèi) 螺紋的滑塊52 ；傳動(dòng)臂51通過球頭53與具有球頭套的連桿可實(shí)現(xiàn)萬向傳動(dòng)功能；傳動(dòng)臂 51上的銷孔54可通過具有銷子的連桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能。在直線行走輸出傳動(dòng)臂5的設(shè)計(jì)中， 由于將萬向傳動(dòng)功能的球頭傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)軸的銷孔結(jié)構(gòu)的集成，使一個(gè)直線行走傳動(dòng)臂的 傳動(dòng)功能適應(yīng)航空模型的上述兩種不同的傳動(dòng)方式的要求。圖3A示意了微型螺桿的一種新型設(shè)計(jì)。在大件螺桿設(shè)計(jì)中，由于加工工藝的要 求，不可能將很粗直徑的棒材加工成具有固定端蓋的螺桿，而防止螺桿軸向移動(dòng)都是另加 端蓋固定在螺桿的頭尾。這種常見的設(shè)計(jì)思路仍在微型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中出現(xiàn)。本實(shí)用新型 的一個(gè)實(shí)施例中，在微型螺桿被動(dòng)齒輪端軸套部分增設(shè)環(huán)形制動(dòng)圈(環(huán))，取消了端蓋，在螺桿4的一頭具有阻止螺桿軸向移動(dòng)的環(huán)形定位槽41，省掉了常規(guī)設(shè)計(jì)中的在螺桿的另一 頭設(shè)置擋圈；這定位槽具體結(jié)構(gòu)由兩個(gè)定位環(huán)組成。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于這個(gè)定位槽是在 螺桿加工中同時(shí)完成的，其優(yōu)點(diǎn)、還在于安裝工藝性好，被動(dòng)齒輪在螺桿上的安裝可在一個(gè) 安裝工位，用一套安裝工具進(jìn)行，可保證有較大長度微型螺桿在齒輪與螺桿緊配安裝過程 中不受損；而且在減速箱體靠被動(dòng)齒輪一頭，箱體從螺桿軸心處分成上下兩半，上為箱蓋， 下位底座11 ；對(duì)于微型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，本身機(jī)械尺寸就小，較長的螺桿如果連穿兩個(gè)微小 軸孔安裝工藝有難度，進(jìn)度慢，而本方案中螺桿只要穿一個(gè)小軸孔，然后將螺桿、定位槽入 位，將箱蓋與底座對(duì)合上即可。微小型螺桿，例如本實(shí)用新型上述實(shí)施例中涉及的微型螺 桿直徑不到一毫米，只要擺脫原來常規(guī)螺桿的設(shè)計(jì)思路，向微型螺桿加工企業(yè)提出如圖3A 的設(shè)計(jì)，現(xiàn)代微型螺桿加工工藝中可同時(shí)制造出圖3A中41A所示的具有雙環(huán)定位圈的防軸 向移動(dòng)結(jié)構(gòu)，并不會(huì)附加成本。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)還在于可用專用工夾具固定螺桿，在螺桿71a 頭部安裝減速齒輪7 ；在71a軸與齒輪軸孔過盈配合的安裝工序中，利用工夾具可確保微型 螺桿不彎曲受損。結(jié)合圖5所示，電路板上有精確的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的固定孔，直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的箱體 固定柱14a、14b穿過電路板6的固定孔63a、63b，將箱體自身及電機(jī)固定座91a、61b固定 住，而不再用螺釘固定，可用溶劑、膠水或?qū)⑺芰现?4頭部加熱壓鉚的辦法固定。這種工藝 不僅僅節(jié)省了螺釘，最大的長處在于簡(jiǎn)化了安裝工藝、提高了工效、有利于提高微小型零件 安裝精度。當(dāng)然，為了可靠起見，也可用固定螺絲101a、101b加強(qiáng)固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)。本案的機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，充分研究了當(dāng)前微型機(jī)械加工工藝水平和精密注塑的技 術(shù)水準(zhǔn)，從改善微型直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝工藝角度，做出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。當(dāng)然，根據(jù)上述的設(shè)計(jì)思路，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上仍有多種方案，例如圖3B示意了螺 桿4b的未端在螺桿加工工序中做出定位結(jié)構(gòu)41b，而螺桿另一部在71b部分是與被動(dòng)齒輪 7的軸孔配合，此結(jié)構(gòu)在箱體上也能軸向定位，圖3C就示意了這種結(jié)構(gòu)在箱體的結(jié)構(gòu)，只是 安裝工藝中有變化，參考圖5并對(duì)照零件標(biāo)號(hào)，螺桿4b小頭在71b端，71b這端先穿進(jìn)并伸 進(jìn)箱體內(nèi)的軸孔13，后旋入滑塊傳動(dòng)臂組件5的內(nèi)螺紋孔，71b頭部穿出箱體上的另一頭軸 孔后，再安裝被動(dòng)齒輪7，以后的安裝步驟與圖2所示的相同。螺桿上的41b結(jié)構(gòu)和另一頭 后安裝上去的齒輪，起到限止螺桿軸向運(yùn)動(dòng)的作用。圖4A、圖4B是一種在直升機(jī)遙控模型中使用的雙機(jī)位直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)在電子線路 板機(jī)上的布局示意，圖5是這種具有雙機(jī)位直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)電子線路板的立體分解示意圖。 該實(shí)施方式中將直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)直接布局在遙控接收機(jī)的電子線路板上，與圖6 的現(xiàn)有接收機(jī)和獨(dú)立舵機(jī)的結(jié)構(gòu)相比較，該電子線路板上集成了直升機(jī)遙控模型常見的無 線電信號(hào)接收、電子陀螺儀穩(wěn)定、混控器、綜合運(yùn)算、電子調(diào)速器以及直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的眾多 功能，其最大特點(diǎn)是，將原先直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路與接收機(jī)電子接收部分功能的電子線 路都集成在一塊電子線路板上，原先的獨(dú)立執(zhí)行機(jī)構(gòu)與接收機(jī)間的聯(lián)接導(dǎo)線、接插件均得 已取消，以前接收機(jī)把1、2通道的操縱信號(hào)以標(biāo)準(zhǔn)的1. 5毫秒加減0. 5毫秒脈沖信號(hào)輸出， 通過接插件傳遞給獨(dú)立舵機(jī)，這個(gè)信號(hào)在獨(dú)立舵機(jī)里經(jīng)過舵機(jī)專用集成電路的處理然后來 控制舵機(jī)傳動(dòng)臂的位置。而在本具體實(shí)施例中，充分利用原來接收機(jī)電子線路板上的單片 機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，省掉了原來舵機(jī)里的專用集成電路，改變了原來電子板和舵機(jī)之 間信號(hào)傳遞的格式，并在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，將在原來電子線路板上獨(dú)立占位的舵機(jī)用動(dòng)力電機(jī)安裝在電子線路板的背面，這樣不僅降低了成本又減輕了重量和體積，而且加快了數(shù)據(jù)處 理的速度又提高了控制精度，不僅使微型遙控模型設(shè)備更小型化、遙控模型總體結(jié)構(gòu)重量 得己減輕，更利于提高設(shè)備的可靠性，有利于優(yōu)化模型直升機(jī)、模型飛機(jī)的飛行性能。圖7顯示了本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例中四通道模型直升機(jī)為例的這種集成電 子線路板結(jié)構(gòu)的組成原理，該電子線路板集成結(jié)構(gòu)一般包括高頻接收1、解碼數(shù)據(jù)處理2、 電子陀螺3、混控器4、數(shù)據(jù)比較7、電子調(diào)速器、M0S開關(guān)電路、和直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分 的行程反饋電位器和電動(dòng)機(jī)。其核心特點(diǎn)是采用了當(dāng)今發(fā)展速度最快、應(yīng)用范圍最廣、體積 小、重量輕、功能強(qiáng)的單片機(jī)(圖內(nèi)雙點(diǎn)劃線框)，機(jī)上的解碼、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、 反饋信號(hào)數(shù)據(jù)比較、電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生等所有的處理、運(yùn)算工作全部由它擔(dān)當(dāng)。從邏輯層面的角度，這種電子線路板集成結(jié)構(gòu)集成了接收機(jī)和舵機(jī)的全部功能， 所集成的模塊至少應(yīng)包括(1)接收模塊，用于接收遙控器發(fā)射的控制信號(hào)并傳送給中央 處理器模塊；(2)中央處理器模塊，用于對(duì)接收模塊傳送的控制信號(hào)完成信息解碼、模擬/ 數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、反饋信號(hào)數(shù)據(jù)比較，并生成電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(3)開關(guān)電路模塊，用 于接收中央處理器的信號(hào)并控制直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中電機(jī)的開通、關(guān)閉，以及所述驅(qū)動(dòng)部分電 機(jī)的調(diào)速；(4)位置反饋電位器模塊，用來反饋直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)臂的位置信號(hào)。在模型 直升機(jī)中還應(yīng)包括電子陀螺模塊，用于自動(dòng)檢測(cè)繞模型豎軸的角速度，并將信號(hào)輸入混控
o其中所述的中央處理器模塊又具體包括(1)數(shù)據(jù)解碼處理模塊，用來將接收模 塊傳來的控制信號(hào)進(jìn)行解碼；(2)混控器模塊，用于將接收的信號(hào)進(jìn)行混合控制運(yùn)算；(3) 綜合運(yùn)算模塊，用于將接收到的操縱信號(hào)與各直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂位置的反饋信號(hào)進(jìn)行 綜合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸入各電子調(diào)速器；(4)電子調(diào)速器模塊，用于將混控器模塊的運(yùn)算結(jié) 果通過中央處理器模塊發(fā)出脈沖寬度調(diào)制信號(hào)經(jīng)開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)旋翼或尾螺旋槳的動(dòng) 力電機(jī)，以及根據(jù)綜合運(yùn)算模塊的運(yùn)算結(jié)果操縱對(duì)應(yīng)的電子調(diào)速器，驅(qū)動(dòng)直線執(zhí)行部分中 的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)比例控制操縱。本實(shí)施例中所述的電子調(diào)速器實(shí)際上是由單片機(jī)控制的M0S 管組成，單片機(jī)發(fā)出電子調(diào)速信號(hào)后，通過M0S管調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。由此可知，該電子線路版主要集成了以下的功能1.無線電信號(hào)接收-接收遙控器發(fā)射的信息并且把這些信息解碼成操縱信號(hào)； 2.電子陀螺儀-自動(dòng)檢測(cè)繞模型豎軸的角速度，并將信號(hào)輸入混控器；3.混控器功能-操 縱信號(hào)和陀螺信號(hào)的混合控制運(yùn)算；4.綜合運(yùn)算功能一把接收到的操縱信號(hào)與各直線執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂位置的反饋信號(hào)進(jìn)行綜合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸入各電子調(diào)速器；5.電子調(diào)速 器功能，包括以下兩種功能，即a.把混控器的運(yùn)算結(jié)果通過電子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)動(dòng)力電動(dòng)機(jī)； b.根據(jù)綜合運(yùn)算結(jié)果通過各操縱通道對(duì)應(yīng)的電子調(diào)速器，驅(qū)動(dòng)各通道的執(zhí)行機(jī)構(gòu)里的電 動(dòng)機(jī)，通過直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂完成對(duì)各通道的操縱指令，實(shí)現(xiàn)比例控制操縱；6.直線 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分，即動(dòng)力電機(jī)在電路板背面的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這種集成結(jié)構(gòu)仍然是按照一般的直升飛機(jī)遙控模型的工作原理來工作，但由于直 線執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的集成，上述功能1里的解碼功能和功能3、4、5的全部功能都要 由單片機(jī)的一個(gè)集成電路來承擔(dān)，而不再有單獨(dú)存在的“舵機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路板”，也不再使用 舵機(jī)的專用集成電路，因此整個(gè)電子線路板上集成了五合一的電子部分功能再加上直線執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。[0123]以四通道遙控模型直升飛機(jī)為例，在具體在運(yùn)行時(shí)，高頻信號(hào)經(jīng)過第1部分“高頻 接收”電路轉(zhuǎn)換成低頻數(shù)據(jù)信號(hào)，這些數(shù)據(jù)由第2部分單片機(jī)進(jìn)行解碼，分解成各個(gè)通道的 操縱數(shù)據(jù)。1通道、2通道操縱數(shù)據(jù)進(jìn)入第7部分，分別和它們的位置反饋電位器的信號(hào)進(jìn) 行比較，然后分別利用第8和第9兩個(gè)M0S電路來控制這第10和第11兩個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 里電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)操縱信號(hào)和位置反饋信號(hào)達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)候就停止電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)， 這樣就實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)通道的比例操縱目的。第3部分電子陀螺的信號(hào)輸入第4部分混控器， 3通道信號(hào)和4通道的信號(hào)也輸入混控器，進(jìn)行混控計(jì)算以后分別通過第6和第9M0S電路 來控制上、下旋翼電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣就可以實(shí)現(xiàn)用3通道控制直升機(jī)的升降，用4通道控 制直升機(jī)的方向。在前述具體實(shí)施例中，執(zhí)行第1通道和第2通道操縱指令，是計(jì)算機(jī)直接把接收到 的操縱控制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)與直線電位器的位置反饋信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，以后由計(jì)算機(jī)直接控制電 子調(diào)速器驅(qū)動(dòng)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，由該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)直線電位器的滑塊-傳動(dòng)臂組件， 最終由直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂完成比例操縱指令。第4通道操縱控制信號(hào)和陀螺反饋信號(hào) 以及第3通道(油門)的控制信號(hào)混控計(jì)算結(jié)果經(jīng)過單片機(jī)以PWM方式向管理動(dòng)力電動(dòng)機(jī) 的M0S電路發(fā)出調(diào)速控制信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，例如雙旋翼直升機(jī)里是控制上下兩組旋翼 的轉(zhuǎn)速之差，在單旋翼直升機(jī)里是控制主旋翼和尾螺旋槳的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制飛行方向 的目的。本專利的無線遙控技術(shù)采用2. 4G通訊標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)都是數(shù)碼信號(hào)，油門信 號(hào)+陀螺信號(hào)+方向操縱信號(hào)就是方向控制信號(hào)，當(dāng)然是要按一定的比例，還要有一系列數(shù)
字化處理。雖然通過實(shí)施例描繪了本實(shí)用新型，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，在不脫離本實(shí) 用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，就可使本實(shí)用新型有許多變形和變化，本實(shí)用新型的范圍 由所附的權(quán)利要求來限定。例如，在固定翼模型飛機(jī)中，集成的電子線路板中可能不需要有 電子陀螺儀模塊，因此本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
10
權(quán)利要求一種用于模型的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板、驅(qū)動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和直線執(zhí)行部分，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)部分與直線執(zhí)行部分分別安裝在底板兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述底板為驅(qū)動(dòng)電路板(6)，所述驅(qū) 動(dòng)部分包括電機(jī)(2)和電機(jī)座(9)，所述傳動(dòng)部分包括主動(dòng)齒輪(8)、從動(dòng)齒輪(7)，所述直 線執(zhí)行部分由箱體(1)、螺桿(4)、滑動(dòng)組件(5)組成，所述電機(jī)(2)放置在電機(jī)座(9)內(nèi)，電 機(jī)的一端安裝主動(dòng)齒輪(8)，所述箱體(1)形成導(dǎo)向滑槽(3)，所述螺桿(4)穿過箱體(1)， 一端連接從動(dòng)齒輪(7)并與所述主動(dòng)齒輪(8)相互嚙合，螺桿上安裝滑動(dòng)組件(5)。
3.如權(quán)利要求2所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑動(dòng)組件(5)由傳動(dòng)臂(51)、 具有內(nèi)螺紋的滑塊(52)以及具有銷孔(54)的球頭(53)組成，所述滑塊(52)通過與螺桿 (4)相配合的內(nèi)螺紋連接在螺桿上，所述傳動(dòng)臂(51)通過球頭(53)與具有球頭套的連桿可 實(shí)現(xiàn)萬向傳動(dòng)功能；傳動(dòng)臂(51)上的銷孔(54)可通過具有銷子的連桿實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)功能。
4.如權(quán)利要求2或3任一權(quán)利要求所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述螺桿具有雙 環(huán)定位圈(41a)的防軸向移動(dòng)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述螺桿(4)的末端在螺桿加工工 序中做出定位結(jié)構(gòu)(41b)，而螺桿另一部在(71b)部分是與被動(dòng)齒輪(7)的軸孔配合的結(jié) 構(gòu)，實(shí)現(xiàn)螺桿(4)在箱體(1)上的軸向定位功能。
6.如權(quán)利要求5所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述滑動(dòng)組件(5)通過電刷(10)跨 接在電路板(6)上面的碳膜(61a、61b)和導(dǎo)電膜(62a、62b)上實(shí)現(xiàn)電性連接。
7.如權(quán)利要求6所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述底板(6)為遙控接收機(jī)的電子 線路板，所述電子線路板上包括(1)接收模塊，用于接收遙控器發(fā)射的控制信號(hào)并傳送給中央處理器模塊；(2)中央處理器模塊，用于對(duì)接收模塊傳送的控制信號(hào)完成信息解碼、模擬/數(shù)字信號(hào) 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理、反饋信號(hào)數(shù)據(jù)比較，并生成電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；(3)開關(guān)電路模塊，用于接收中央處理器的信號(hào)并控制直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中電機(jī)的開通、關(guān) 閉，以及所述驅(qū)動(dòng)部分電機(jī)的調(diào)速；(4)位置反饋電位器，用來反饋直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)臂的位置信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的中央處理器模塊包括(1)數(shù)據(jù)解碼處理模塊，用來將接收模塊傳來的控制信號(hào)進(jìn)行解碼；(2)混控器模塊，用于將接收的信號(hào)進(jìn)行混合控制運(yùn)算；(3)綜合運(yùn)算模塊，用于將接收到的操縱信號(hào)與各直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)臂位置的反饋 信號(hào)進(jìn)行綜合運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果輸入各電子調(diào)速器；(4)電子調(diào)速器模塊，用于將混控器模塊的運(yùn)算結(jié)果通過中央處理器模塊發(fā)出脈沖寬 度調(diào)制信號(hào)經(jīng)開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電機(jī)，以及根據(jù)綜合運(yùn)算模塊運(yùn)算結(jié)果操縱對(duì)應(yīng)的電子調(diào) 速器，驅(qū)動(dòng)直線執(zhí)行部分中的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)比例控制操縱。
9.如權(quán)利要求8所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述電子線路板上安裝至少兩組驅(qū) 動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和直線執(zhí)行部分的組合以實(shí)現(xiàn)模型的多通道控制。
10.如權(quán)利要求9所述的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的模型為雙旋翼直升機(jī)或單 旋翼直升機(jī)，所述的電子線路板上還包括電子陀螺模塊，用于自動(dòng)檢測(cè)繞模型豎軸的角加 速度，并生成陀螺信號(hào)輸入所述的中央處理器模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于模型的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括底板、驅(qū)動(dòng)部分、傳動(dòng)部分和直線執(zhí)行部分，所述驅(qū)動(dòng)部分與直線執(zhí)行部分分別安裝在底板兩側(cè)。應(yīng)用本實(shí)用新型提供的直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可以取消直線執(zhí)行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中電機(jī)在底板上的占位，突破了慣有的設(shè)計(jì)思路，提高包括直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)在內(nèi)的模型飛機(jī)的機(jī)載設(shè)備集成度。
文檔編號(hào)A63H27/18GK201643708SQ20092021826
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者屠玲紅 申請(qǐng)人:上海百宸塑業(yè)有限公司