本發(fā)明為一種電伺服作動(dòng)裝置，特別是應(yīng)用于電動(dòng)推桿、多電化/全電化飛行器舵面伺服控制系統(tǒng)；屬于機(jī)電伺服技術(shù)、航空航天機(jī)械、電子及控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今伺服作動(dòng)系統(tǒng)主要有兩種動(dòng)力源，一種是應(yīng)用傳統(tǒng)液壓伺服作動(dòng)器，進(jìn)行液壓能源供給，即通過(guò)高低壓油的轉(zhuǎn)換而做功輸出直線運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)負(fù)載，這種伺服作動(dòng)器適用于大輸出力場(chǎng)合，而且體積和重量都比較大；另一種是電能供給的功率電傳作動(dòng)器，即采用機(jī)電伺服的機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)液壓缸或絲杠副，這種方式可應(yīng)用于大轉(zhuǎn)矩、大功率場(chǎng)合，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但上述兩種結(jié)構(gòu)都無(wú)法滿足對(duì)伺服作動(dòng)系統(tǒng)提出的功重比高、承載能力強(qiáng)、安裝空間小的需求。

機(jī)電作動(dòng)器是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的一種裝置，相比以上兩種動(dòng)力源，它屬于綠色能源，具有靈活性強(qiáng)、安全性好、質(zhì)量輕、效率高、可靠性高及便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于航空航天航海、工程機(jī)械、電動(dòng)推桿等領(lǐng)域，是未來(lái)伺服技術(shù)發(fā)展的重要研究方向之一。

隨著高性能軍事裝備研制、民用市場(chǎng)的快速發(fā)展以及“中國(guó)制造2025”計(jì)劃的提出，對(duì)機(jī)電伺服作動(dòng)裝置性能提出了更高的要求?，F(xiàn)有機(jī)電伺服作動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)形式存在重量大、集成度低、功重比小、承載能力不高等缺點(diǎn)。為此，有必要發(fā)明一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，來(lái)適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種功重比高、承載力強(qiáng)及安裝空間小的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，用于舵面伺服控制及電推桿系統(tǒng)。

一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，包括：集成式伺服電機(jī)、行星滾柱絲杠副、旋轉(zhuǎn)式編碼器、直線位移傳感器、殼體等配套裝置。后殼體上關(guān)節(jié)軸承與基座相連，后殼體與主殼體通過(guò)螺釘固連；集成式伺服電機(jī)由電機(jī)定子和磁性貼片組成，電機(jī)定子固定在主殼體上，與絲杠末端上的磁性貼片構(gòu)成集成式伺服電機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)；行星滾柱絲杠副由絲杠、螺母和滾柱組件組成，滾柱組件安裝在絲杠前端，與絲杠嚙合，并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳至螺母；螺母將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；螺母與前端蓋通過(guò)螺紋和止動(dòng)墊圈連接，進(jìn)而推動(dòng)負(fù)載輸出直線運(yùn)動(dòng)；直線位移傳感器的本體安裝在前殼體上，磁環(huán)安裝在螺母上隨螺母一起直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)螺母位移量；絲杠末端安裝有旋轉(zhuǎn)式編碼器，用于檢測(cè)絲杠的旋轉(zhuǎn)角度；導(dǎo)向桿穿過(guò)螺母下端導(dǎo)向孔，防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，起到導(dǎo)向作用；前殼體內(nèi)安裝有導(dǎo)向環(huán)，對(duì)螺母起到導(dǎo)向支撐作用，并與絲杠后端圓柱滾子軸承共同保證同軸度；絲杠后端安裝有一對(duì)推力滾子軸承，通過(guò)法蘭和絲杠軸肩將負(fù)載傳遞的力卸荷到殼體上；圓柱滾子軸承末端安裝防松螺母；前后兩個(gè)航插頭分別作為前后缸體的電氣接口。

所述的一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，集成式伺服電機(jī)由電機(jī)定子和磁性貼片組成，電機(jī)定子固定在主殼體上，與絲杠末端上的磁性貼片構(gòu)成集成式電機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)省了電機(jī)安裝空間，提高了功重比；

所述的絲杠副為行星滾柱絲杠副，螺母將絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)負(fù)載輸出直線運(yùn)動(dòng)，由螺母直接作為輸出桿推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)，省去了連接部件，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強(qiáng)，可靠性高，提高了該裝置的功重比；

所述的直線位移傳感器，本體安裝在前殼體上，磁環(huán)安裝在螺母上隨螺母一起直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)螺母位移量；

所述的旋轉(zhuǎn)式編碼器為內(nèi)嵌式中空型絕對(duì)式編碼器，增大空間利用率，用于實(shí)時(shí)采集絲杠旋轉(zhuǎn)角度；

所述的前殼體，孔內(nèi)安裝有導(dǎo)向環(huán)，對(duì)螺母起到導(dǎo)向支撐作用，并與絲杠后端圓柱滾子軸承共同保證同軸度；

所述的導(dǎo)向桿穿過(guò)螺母下端導(dǎo)向孔，防止螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，起到導(dǎo)向作用；

所述的絲杠后端安裝有一對(duì)推力滾子軸承，通過(guò)法蘭和軸肩將負(fù)載傳遞的力卸荷到殼體上；

所述的航插頭，分別作為前后缸體的電氣接口。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明將伺服電機(jī)定子固定在主殼體上，與絲杠末端上的磁性貼片構(gòu)成集成式電機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)省了電機(jī)安裝空間，提高了功重比；

(2)本發(fā)明采用了行星滾柱絲杠副作為主要傳動(dòng)部件，行星滾柱絲杠副在傳動(dòng)過(guò)程中螺母、滾柱與絲杠螺紋線接觸，因此在尺寸相同的情況下，行星滾柱絲杠的承載能力遠(yuǎn)大于滾珠絲杠的承載力，提高了該裝置的功重比，并減小了運(yùn)動(dòng)過(guò)程中絲杠卡死的幾率；

(3)本發(fā)明將螺母直接作為輸出桿推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)，省去了連接部件，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強(qiáng)，可靠性高，提高了該裝置的功重比；

(4)本發(fā)明采用一對(duì)推力滾子軸承，通過(guò)法蘭和軸肩將負(fù)載傳遞的力卸荷到殼體上，承載能力強(qiáng)，空間利用率高；

(5)本發(fā)明采用直線位移傳感器測(cè)量螺母的輸出位移，可以更直觀的檢測(cè)輸出位移量，有利于提高控制精度。

附圖說(shuō)明

圖1為一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置的三維圖；

圖2為一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置的主視圖；

圖3為一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置的主剖視圖；

圖4為一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置的側(cè)向剖視圖；

圖5為推力滾子軸承的三維圖；

圖中：1為前端蓋；2為前殼體；3為主殼體；4為航插頭；5為后殼體；6為行星滾柱絲杠副；7為推力滾子軸承；8為圓柱滾子軸承；9為集成式伺服電機(jī)；10為旋轉(zhuǎn)式編碼器；11為防松螺母；12為法蘭；13為導(dǎo)向桿；14為直線位移傳感器；15為連接螺釘。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供一種功重比高、承載力強(qiáng)及安裝空間小的一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置。

參閱圖1、2、3，一種高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，包括：前端蓋(1)；前殼體(2)；主殼體(3)；航插頭(4)；后殼體(5)；螺母(6.1)；滾柱組件(6.2)；絲杠(6.3)；推力滾子軸承(7)；圓柱滾子軸承(8)；電機(jī)定子(9.1)；磁性貼片(9.2)；旋轉(zhuǎn)式編碼器(10)；放松螺母(11)；法蘭(12)；導(dǎo)向桿(13)；直線位移傳感器本體(14.1)；磁環(huán)(14.2)；連接螺釘(15)。

后殼體(5)上關(guān)節(jié)軸承與基座相連，后殼體(5)與主殼體(3)通過(guò)螺釘固連；集成式伺服電機(jī)(9)由電機(jī)定子(9.1)和磁性貼片(9.2)組成，電機(jī)定子(9.1)固定在主殼體(3)上，與絲杠(6.3)末端上的磁性貼片(9.2)構(gòu)成集成式伺服電機(jī)(9)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠(6.3)轉(zhuǎn)動(dòng)；行星滾柱絲杠副(6)由絲杠(6.3)、螺母(6.1)和滾柱(6.2)組成，滾柱組件(6.2)安裝在絲杠(6.3)前端，與絲杠(6.3)嚙合，并將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳至螺母(6.1)；螺母(6.1)將絲杠(6.3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；螺母(6.1)與前端蓋(1)通過(guò)螺紋和止動(dòng)墊圈連接，進(jìn)而推動(dòng)負(fù)載輸出直線運(yùn)動(dòng)；直線位移傳感器本體(14.1)安裝在前殼體(2)上，磁環(huán)(14.2)安裝在螺母(6.1)上隨螺母(6.1)一起直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)螺母(6.1)位移量；絲杠(6.3)末端安裝有旋轉(zhuǎn)式編碼器(10)，用于檢測(cè)絲杠(6.3)的旋轉(zhuǎn)角度；導(dǎo)向桿(13)穿過(guò)螺母(6.1)下端導(dǎo)向孔，防止螺母(6.1)轉(zhuǎn)動(dòng)，起到導(dǎo)向作用；前殼體(2)內(nèi)安裝有導(dǎo)向環(huán)，對(duì)螺母(6.1)起到導(dǎo)向支撐作用，并與絲杠(6.3)后端圓柱滾子軸承(8)共同保證同軸度；絲杠(6.3)后端安裝有一對(duì)推力滾子軸承(7)，通過(guò)法蘭(12)和絲杠(6.3)的軸肩將負(fù)載傳遞的力卸荷到主殼體(3)上；圓柱滾子軸承(8)末端安裝防松螺母(11)；前后兩個(gè)航插頭(4)分別作為前后缸體的電氣接口。

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，集成式伺服電機(jī)(9)由電機(jī)定子(9.1)和磁性貼片(9.2)組成，電機(jī)定子(9.1)固定在主殼體(3)上，與絲杠(6.3)末端上的磁性貼片(9.2)構(gòu)成集成式電機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)絲杠(6.3)轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)省了電機(jī)安裝空間，提高了功重比；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，采用行星滾柱絲杠副(6)，螺母(6.1)將絲杠(6.3)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)負(fù)載輸出直線運(yùn)動(dòng)，由螺母(6.1)直接作為輸出桿推動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)，省去了連接部件，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力強(qiáng)，可靠性高，提高了該裝置的功重比；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，采用直線位移傳感器(14)，直線位移傳感器本體(14.1)安裝在前殼體(2)上，磁環(huán)(14.2)安裝在螺母(6.1)上隨螺母(6.1)一起直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)螺母(6.1)位移量；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，采用旋轉(zhuǎn)式編碼器(10)，增大空間利用率，用于實(shí)時(shí)采集絲杠(6.3)旋轉(zhuǎn)角度；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，前殼體(2)孔內(nèi)安裝有導(dǎo)向環(huán)，對(duì)螺母(6.1)起到導(dǎo)向支撐作用，并與絲杠(6.3)后端圓柱滾子軸承(8)共同保證同軸度；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，導(dǎo)向桿(13)穿過(guò)螺母(6.1)下端導(dǎo)向孔，防止螺母(6.1)轉(zhuǎn)動(dòng)，起到導(dǎo)向作用；

所述的高功重比集成化機(jī)電伺服作動(dòng)裝置，絲杠(6.3)后端安裝有一對(duì)推力滾子軸承(7)，通過(guò)法蘭(12)和軸肩將負(fù)載傳遞的力卸荷到殼體上；

所述的航插頭(4)，分別作為前后缸體的電氣接口。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作出的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。