一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種航天機(jī)電作動(dòng)器，具體涉及一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天對(duì)機(jī)電作動(dòng)器體積、重量、動(dòng)力特性、可靠性要求不斷提高，要求機(jī)電作動(dòng)器具備輕質(zhì)、小型化、高動(dòng)態(tài)、高承載以及長時(shí)、高可靠運(yùn)行等工作能力和特點(diǎn)。傳統(tǒng)平面機(jī)電作動(dòng)器難以滿足現(xiàn)代航天服機(jī)構(gòu)苛刻工況的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，該作動(dòng)器具有小型化、高承載承載能力強(qiáng)、輸出形式多樣性等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足航天伺服機(jī)構(gòu)苛刻工況需求。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案:一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括永磁同步伺服電機(jī)、諧波齒輪減速器和空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁同步伺服電機(jī)的輸出端與諧波齒輪減速器的輸入端連接，諧波齒輪減速器的輸出端與空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端連接。
[0005]所述的諧波齒輪減速器包括剛輪、波發(fā)生器、柔輪，波發(fā)生器套在永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸外，波發(fā)生器外套有柔輪，柔輪外套有剛輪。
[0006]所述的空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲柄、曲柄支撐軸承、擺桿、擺桿支撐軸承、端蓋、連桿支撐軸承、連桿和作動(dòng)器殼體，曲柄的前后兩端各安裝一個(gè)曲柄支撐軸承，軸承襯套安裝在前端的曲柄支撐軸承外側(cè)，軸承襯套、曲柄支撐軸承和曲柄安裝在作動(dòng)器殼體；連桿支撐軸承安裝到連桿上，連桿的前端安裝在曲柄內(nèi)；擺桿與連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺桿兩端安裝有擺桿支撐軸承，端蓋通過固定在作動(dòng)器殼體的后端。
[0007]所述的擺桿通過銷軸與連桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，
[0008]所述的柔輪通過用與曲柄的前端固定連接，剛輪與作動(dòng)器殼體固定連接。
[0009]本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于:本發(fā)明采用超短杯諧波齒輪減速器能實(shí)現(xiàn)大減速比輸出、具有高可靠性、高剛度、高承載特性；空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)將輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成空間往復(fù)擺動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)、輸出形式多樣性等優(yōu)點(diǎn)；永磁同步伺服電機(jī)賦予了空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器可控、精確的轉(zhuǎn)角輸出。(I)結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)、剛度大:輸入電機(jī)選用永磁同步伺服電機(jī)，該電機(jī)有效降低了軸向尺寸，結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)具備高承載、高過載能力。動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選用超短杯諧波齒輪減速器、布局緊湊(軸向尺寸僅為徑向1/3)、承載能力較強(qiáng)(承載能力為通用諧波的2?3倍)、扭轉(zhuǎn)剛度大(扭轉(zhuǎn)剛度為通用諧波的1.5?2.5倍)?？臻g擺動(dòng)機(jī)構(gòu)隨著擺桿轉(zhuǎn)角地增加，所需輸入轉(zhuǎn)矩值減小，有力地增強(qiáng)了作動(dòng)器的承載能力。(2)輸出形式具有多樣性:空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器擺桿有3個(gè)工位可進(jìn)行任意搭配輸出，具有兩種輸出形式，即為擺桿第一工位的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)與擺桿第二工位的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出形式的多樣性，能滿足不同空間尺寸的需求，具有較高的實(shí)用性。(3)輸入形式具有靈活性:空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器能將伺服電機(jī)不斷輸入的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的擺角輸出。能夠避免伺服電機(jī)與諧波減速器的頻繁換向，避免回差等動(dòng)力學(xué)因素對(duì)輸出精度與動(dòng)態(tài)的影響，同時(shí)還減小了諧波齒輪傳動(dòng)磨損，提高了諧波傳動(dòng)可靠性與使用壽命。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明所提供的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明所提供的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器的工作原理示意圖。
[0012]圖中:1.永磁同步伺服電機(jī)，2.剛輪，3.波發(fā)生器，4.柔輪，5.軸承襯套，6.曲柄，
7.曲柄支撐軸承，8.擺桿，9.擺桿支撐軸承，10.端蓋，11.銷軸，12.連桿支撐軸承，13.連桿，14.作動(dòng)器殼體，15.柔輪連接螺釘，16.波發(fā)生器鎖緊螺母，17.連接鍵，18.剛輪連接螺釘，19.諧波齒輪減速器，20.空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，A.第一工位，B.第二工位，C.第三工位。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器由永磁同步伺服電機(jī)1、諧波齒輪減速器19和空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)20組成。
[0015]如圖1所示，諧波齒輪減速器19包括剛輪2、波發(fā)生器3、柔輪4。波發(fā)生器3套在永磁同步伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)子軸外，且波發(fā)生器3與轉(zhuǎn)子軸之間通過連接鍵17，采用波發(fā)生器鎖緊螺母16將波發(fā)生器3鎖緊到伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)子軸。波發(fā)生器3外套有柔輪4，柔輪4外套有剛輪2、且兩者之間通過齒輪嚙合。
[0016]如圖1所示，空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)20包括曲柄6、曲柄支撐軸承7、擺桿8、擺桿支撐軸承9、端蓋10、連桿支撐軸承12、連桿13和作動(dòng)器殼體14。兩個(gè)曲柄支撐軸承7分別安裝在曲柄6的前后兩端，曲柄支撐軸承7和曲柄6的組合體安裝在作動(dòng)器殼體14的軸承孔內(nèi)。軸承襯套5安裝作動(dòng)器殼體14內(nèi)，軸承襯套5將曲柄支撐軸承7壓緊在曲柄6上。連桿支撐軸承12安裝到連桿13前端上，連桿13的前端和連桿支撐軸承12安裝在曲柄6內(nèi)。擺桿8通過銷軸11與連桿13轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺桿8上部和中部各安裝一個(gè)擺桿支撐軸承9。端蓋10通過螺釘固定在作動(dòng)器殼體14的后端，端蓋10罩在擺桿8上部。柔輪4通過用兩個(gè)柔輪連接螺釘15與曲柄6的前端固定連接。剛輪2通過剛輪連接螺釘18與作動(dòng)器殼體14固定連接。
[0017]下面結(jié)合附圖1和圖2說明本發(fā)明所提供的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器的工作原理:如圖1所示，啟動(dòng)永磁同步伺服電機(jī)1，永磁同步伺服電機(jī)I的轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)諧波齒輪減速器19的波發(fā)生器3、柔輪4轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)20的曲柄6轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄6的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)連桿13沿周向做360°整周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),連桿13的360°旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)擺桿8做前后往復(fù)擺動(dòng)。如圖2所示，曲柄6與連桿13端通過圓柱副連桿支撐軸承12連接，連桿13另一端通過銷軸11與擺桿8相連接，將曲柄6旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為擺桿第一工位A的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)或擺桿第二工位B、第三工位C的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0018]上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)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(shí)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)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于:該作動(dòng)器包括永磁同步伺服電機(jī)(I)、諧波齒輪減速器(19)和空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)，永磁同步伺服電機(jī)(I)的輸出端與諧波齒輪減速器(19)的輸入端連接，諧波齒輪減速器(19)的輸出端與空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于:所述的諧波齒輪減速器(19)包括剛輪(2)、波發(fā)生器(3)、柔輪(4)，波發(fā)生器(3)套在永磁同步伺服電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)子軸外，波發(fā)生器(3)外套有柔輪(4)，柔輪(4)外套有剛輪(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于:所述的空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(20)包括曲柄(6)、曲柄支撐軸承(7)、擺桿(8)、擺桿支撐軸承(9)、端蓋(10)、連桿支撐軸承(12)、連桿(13)和作動(dòng)器殼體(14)，曲柄(6)的前后兩端各安裝一個(gè)曲柄支撐軸承(7)，軸承襯套(5)安裝在前端的曲柄支撐軸承(7)外側(cè)，軸承襯套(5)、曲柄支撐軸承(7)和曲柄(6)安裝在作動(dòng)器殼體(14);連桿支撐軸承(12)安裝到連桿(13)上，連桿(13)的前端安裝在曲柄(6)內(nèi)；擺桿(8)與連桿(13)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，擺桿(8)兩端安裝有擺桿支撐軸承(9)，端蓋(10)通過固定在作動(dòng)器殼體(14)的后端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于:所述的擺桿(8)通過銷軸(11)與連桿(13 )轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，其特征在于:所述的柔輪(4)通過用與曲柄(6)的前端固定連接，剛輪(2)與作動(dòng)器殼體(14)固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種航天機(jī)電作動(dòng)器，具體涉及一種空間偏擺機(jī)電作動(dòng)器，該作動(dòng)器包括永磁同步伺服電機(jī)、諧波齒輪減速器和空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，永磁同步伺服電機(jī)的輸出端與諧波齒輪減速器的輸入端連接，諧波齒輪減速器的輸出端與空間擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端連接。本發(fā)明的作動(dòng)器具有小型化、高承載承載能力強(qiáng)、輸出形式多樣性等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足航天伺服機(jī)構(gòu)苛刻工況需求。
【IPC分類】B64G1-24, F16H37-12
【公開號(hào)】CN104554823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310521791
【發(fā)明人】侍威, 趙國平, 崔佩娟, 王水銘, 黃玉平, 張洪波
【申請(qǐng)人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月29日