專利名稱：一種機(jī)電作動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及飛行器電動(dòng)伺服控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種可實(shí)現(xiàn)閉
環(huán)控制的高精度機(jī)電作動(dòng)器。
背景技術(shù)：
直線作動(dòng)器是電動(dòng)伺服控制系統(tǒng)常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，它的各種性能的提高是進(jìn)一 步改進(jìn)伺服控制系統(tǒng)性能的重要前提。近年來(lái)，電動(dòng)伺服控制系統(tǒng)以其簡(jiǎn)單可靠、成本低、 易于控制等特性得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高飛行器的機(jī)動(dòng)能力，使其完成更復(fù)雜的機(jī)動(dòng) 動(dòng)作，就需要研發(fā)更高性能的機(jī)電作動(dòng)器。目前很多機(jī)電作動(dòng)器的傳感器為安裝在齒輪傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)末級(jí)即滾珠絲杠副的輸入級(jí)的旋轉(zhuǎn)電位計(jì)，不能實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制，結(jié)構(gòu)不緊湊，當(dāng)直 線作動(dòng)部分失效時(shí)無(wú)法反饋給控制器，整體可靠性不強(qiáng)，精度不高。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種新型結(jié)構(gòu)的機(jī)電作動(dòng) 器，該機(jī)電作動(dòng)器內(nèi)置導(dǎo)電位移傳感器，在實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的同時(shí)提高了測(cè)量精度和測(cè)量效率。 本實(shí)用新型的上述目的是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的 —種機(jī)電作動(dòng)器，包括電機(jī)、第一齒輪、第二齒輪、滾珠絲杠、絲杠螺母、作動(dòng)推桿、 滾動(dòng)軸承和缸體，其連接關(guān)系為電機(jī)與第一齒輪連接，第二齒輪與滾珠絲杠的尾部連接， 作動(dòng)推桿與設(shè)置在滾珠絲杠上的絲杠螺母連接，作動(dòng)推桿上安裝滾動(dòng)軸承，其特征在于還 包括一個(gè)設(shè)置在所述缸體內(nèi)部與所述作動(dòng)推桿平行的導(dǎo)電位移傳感器，所述導(dǎo)電位移傳感 器包括設(shè)置在所述缸體內(nèi)壁的導(dǎo)電基片，設(shè)置在所述作動(dòng)推桿上的刷架和設(shè)置在刷架上的 電刷，所述電刷緊貼所述導(dǎo)電基片。 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，還包括兩個(gè)圓錐磙子軸承，兩個(gè)圓錐磙子軸承采用背對(duì)背 的方式安裝在滾珠絲杠的末端，并且兩個(gè)圓錐磙子軸承的軸承內(nèi)圈與滾珠絲杠之間設(shè)置一 個(gè)過(guò)渡套筒。 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，滾動(dòng)軸承為兩個(gè)，對(duì)稱分布在作動(dòng)推桿尾部的兩側(cè)，并且滾 動(dòng)軸承內(nèi)圈與作動(dòng)推桿固定連接。 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，還包括一個(gè)設(shè)置在缸體表面的注油孔，一個(gè)設(shè)置在端蓋中 的防塵圈。 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，與滾珠絲桿尾部連接的齒輪與齒輪靠近的缸體之間的空隙 中設(shè)置有一個(gè)防松螺母，并且該齒輪通過(guò)平鍵與滾珠絲杠的尾部連接， 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，作動(dòng)推桿與端蓋之間設(shè)置有一個(gè)軸套，并且軸套為銅合金 軸套或塑料軸套。 在上述機(jī)電作動(dòng)器中，與電機(jī)連接的第一齒輪與第三齒輪連接，與滾珠絲桿尾部 連接的第二齒輪與一個(gè)軸齒輪連接。
3[0012] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果 1、通過(guò)內(nèi)置直線導(dǎo)電位移傳感器，對(duì)往復(fù)作動(dòng)推桿的位移進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以直
接反應(yīng)推桿的位移，而無(wú)需再經(jīng)過(guò)換算，并且當(dāng)滾珠絲杠出現(xiàn)故障時(shí)可以直接反饋給控制
器，提高可靠性的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了全閉環(huán)控制，有效提高了作動(dòng)器的整體精度； 2、設(shè)置在作動(dòng)器缸體內(nèi)部的導(dǎo)電位移傳感器結(jié)構(gòu)緊湊，不會(huì)對(duì)作動(dòng)器的安裝構(gòu)成
不便，同時(shí)可有效防止外部污染，確保了導(dǎo)電位移傳感器的精度和壽命； 3、采用滾動(dòng)軸承作為作動(dòng)套桿的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，代替采用鍵和鍵槽的導(dǎo)向方式，由滾
動(dòng)代替了滑動(dòng)，減少了磨損。

圖1為機(jī)電作動(dòng)器沿作動(dòng)推桿軸線方向的結(jié)構(gòu)剖面圖； 圖2為機(jī)電作動(dòng)器沿垂置于作動(dòng)推桿軸線方向的結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 如圖1所示為本實(shí)用新型機(jī)電作動(dòng)器沿作動(dòng)推桿軸線方向的結(jié)構(gòu)剖面圖，包括如 下組成部件電機(jī)1、圓柱銷2、第一齒輪3、第三齒輪4、軸齒輪5、平鍵6、防松螺母7、第二 齒輪8、圓錐磙子軸承9、過(guò)渡套筒10、滾珠絲杠11、絲杠螺母12、電刷13、刷架14、導(dǎo)電基片 15、作動(dòng)推桿16、軸套17、防塵圈18、缸體21和端蓋22。 本實(shí)用新型中電機(jī)1經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)負(fù)載到達(dá)要求位 置，反饋機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)將位置偏差反饋，實(shí)現(xiàn)位移的精確控制，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行 機(jī)構(gòu)為滾珠絲杠11及連接在絲杠螺母12上的作動(dòng)推桿16，反饋機(jī)構(gòu)為導(dǎo)電位移傳感器，傳 感器連接外部的控制器。 電機(jī)1和第一齒輪3由圓柱銷釘2固定連接，采用過(guò)盈配合的方式防止松動(dòng)，第一 齒輪3有一通孔，電機(jī)軸頭插入通孔，齒輪軸與電機(jī)軸頭都有銷釘孔，電機(jī)1與齒輪傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)通過(guò)圓柱銷釘2連結(jié)，第一齒輪3和第三齒輪4構(gòu)成一級(jí)減速，軸齒輪5和第二齒輪8構(gòu) 成二級(jí)減速，第二齒輪8通過(guò)平鍵6與滾珠絲杠11的尾部連接，平鍵6采用雙平鍵的連接方 式以增大承載能力，第二齒輪8左邊用防松螺母7確定軸向不發(fā)生位移，電機(jī)1可采用P麗 控制的直流伺服電機(jī)。 —對(duì)圓錐磙子軸承9采用背對(duì)背的安裝方式將軸向力傳導(dǎo)至殼體，起到雙向定位
支撐，軸承內(nèi)圈和滾珠絲杠ll之間加過(guò)渡套筒10，外圈固定在缸體21內(nèi)部。 導(dǎo)電基片15通過(guò)粘膠和螺釘固定在缸體內(nèi)壁，導(dǎo)電基片15為塑料基片，絕緣刷架
14由螺釘固定在作動(dòng)推桿16上側(cè)，電刷13由螺釘聯(lián)結(jié)在刷架14上，靠自身彈性緊貼在導(dǎo)
電基片15上，在作動(dòng)推桿16的帶動(dòng)下往復(fù)滑動(dòng)，起到位移檢測(cè)的目的，絕緣刷架14的材料
可以是絕緣塑料或陶瓷。 軸套17設(shè)置在作動(dòng)推桿16與端蓋22之間，軸套17對(duì)作動(dòng)套桿16起到導(dǎo)向和支 撐的作用，軸套17可以是銅合金軸套或塑料軸套，防塵圈18安裝在端蓋22內(nèi)，可防止灰塵 和雜物的污染。 如圖2所示為機(jī)電作動(dòng)器沿垂置于作動(dòng)推桿軸線方向的結(jié)構(gòu)剖面圖，由圖可知作動(dòng)推桿16兩側(cè)采用滾動(dòng)軸承19和導(dǎo)向槽作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，兩個(gè)滾動(dòng)軸承19對(duì)稱分布在作動(dòng) 推桿16尾部的兩側(cè)，內(nèi)圈與作動(dòng)推桿16固定連接，外圈沿缸體內(nèi)的導(dǎo)向槽滾動(dòng)，防止作動(dòng) 推桿16作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，代替采用鍵和鍵槽的導(dǎo)向方式，由滾動(dòng)代替了滑動(dòng)，減少了磨損。 缸體21表面開(kāi)有注油孔20，實(shí)現(xiàn)對(duì)滾珠絲杠11潤(rùn)滑油的加注。 本實(shí)用新型機(jī)電作動(dòng)器的具體工作過(guò)程如下 當(dāng)控制器接到上位機(jī)指令，電機(jī)1開(kāi)始工作，電機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)第一齒輪3、第 三齒輪4、軸齒輪5和第二齒輪8工作，第二齒輪8通過(guò)雙平鍵6帶動(dòng)絲杠11轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠螺 母12通過(guò)螺栓和作動(dòng)推桿16固連，絲杠螺母12和作動(dòng)推桿16沿滾珠絲杠11的軸向作直 線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)滾動(dòng)軸承19可防止推桿旋轉(zhuǎn)，電刷13通過(guò)刷架14和推桿固連，電刷和固定在 缸體21內(nèi)壁的導(dǎo)電基片15發(fā)生相對(duì)位移，從而產(chǎn)生電阻變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋給 控制器以確定作動(dòng)推桿的實(shí)際位移。 本實(shí)用新型技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)中安裝在齒輪減速器末級(jí)(絲杠的尾部)的旋轉(zhuǎn) 電位計(jì)相比，這種檢測(cè)方法可以直接反應(yīng)推桿的位移，而無(wú)需再經(jīng)過(guò)換算，而且當(dāng)絲杠出現(xiàn) 故障時(shí)可以直接反饋給控制器，提高了可靠性的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了全閉環(huán)控制，使控制精度更 高。另外電位計(jì)安裝在作動(dòng)器殼體內(nèi)部，不影響作動(dòng)器的安裝，也提高了抗污染性能。 本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求一種機(jī)電作動(dòng)器，包括電機(jī)(1)、第一齒輪(3)、第二齒輪(8)、滾珠絲杠(11)、絲杠螺母(12)、作動(dòng)推桿(16)、滾動(dòng)軸承(19)和缸體(21)，其連接關(guān)系為電機(jī)(1)與第一齒輪(3)連接，第二齒輪(8)與滾珠絲杠(11)的尾部連接，作動(dòng)推桿(16)與設(shè)置在滾珠絲杠(11)上的絲杠螺母(12)連接，作動(dòng)推桿(16)上安裝滾動(dòng)軸承(19)，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在所述缸體(21)內(nèi)部與所述作動(dòng)推桿(16)平行的導(dǎo)電位移傳感器，所述導(dǎo)電位移傳感器包括設(shè)置在所述缸體(21)內(nèi)壁的導(dǎo)電基片(15)，設(shè)置在所述作動(dòng)推桿(16)上的刷架(14)和設(shè)置在刷架(14)上的電刷(13)，所述電刷(13)緊貼所述導(dǎo)電基片(15)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于還包括兩個(gè)圓錐磙子軸承 (9)，所述兩個(gè)圓錐磙子軸承(9)采用背對(duì)背的方式安裝在所述滾珠絲杠(11)的末端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述兩個(gè)圓錐磙子軸承(9) 的軸承內(nèi)圈與所述滾珠絲杠(11)之間設(shè)置一個(gè)過(guò)渡套筒(10)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述滾動(dòng)軸承(19)為兩個(gè)， 對(duì)稱分布在所述作動(dòng)推桿(16)尾部的兩側(cè)，并且所述滾動(dòng)軸承(19)內(nèi)圈與所述作動(dòng)推桿 (16)固定連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在所述缸體(21) 表面的注油孔(20)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于還包括一個(gè)設(shè)置在端蓋(22) 內(nèi)的防塵圈(18)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述齒輪(8)與齒輪(8)靠 近的缸體之間的空隙中設(shè)置有一個(gè)防松螺母(7)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述作動(dòng)推桿(16)與端蓋(22) 之間設(shè)置有一個(gè)軸套(17)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述軸套(17)為銅合金軸套 或塑料軸套。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于所述第三齒輪(4)與第一齒 輪(3)連接，第二齒輪(8)與一個(gè)軸齒輪(5)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電作動(dòng)器，該機(jī)電作動(dòng)器包括一個(gè)內(nèi)置的導(dǎo)電位移傳感器，導(dǎo)電位移傳感器包括設(shè)置在缸體內(nèi)壁的導(dǎo)電基片，設(shè)置在作動(dòng)推桿上的刷架和設(shè)置在刷架上的電刷，電刷靠自身彈性緊貼導(dǎo)電基片，在作動(dòng)推桿的帶動(dòng)下往復(fù)滑動(dòng)，起到位移檢測(cè)的目的，本實(shí)用新型承載能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、功率質(zhì)量比高、傳動(dòng)效率高，并通過(guò)位移傳感器反饋信號(hào)與相關(guān)控制器聯(lián)接形成位移閉環(huán)控制，可達(dá)到相當(dāng)高的位移控制精度。
文檔編號(hào)G01B7/02GK201466875SQ200920106679
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者吳貴成, 李霄, 黃凱 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司烽火機(jī)械廠