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一种双 凸轮闭环反馈测量装置

阅读：1026发布：2021-01-16

专利汇可以提供一种双凸轮闭环反馈测量装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明属于一种弹道导弹固体发动机推力矢量控制子系统用反馈测量装置，具体公开一种双凸轮闭环反馈测量装置，该装置包括输出轴、支座、反馈凸轮、端盖、紧定螺钉、平键和滚珠轴承，反馈凸轮套装于输出轴的中部外，反馈凸轮与输出轴之间通过平键、紧定螺钉固定，输出轴的右部外套有支座，支座与反馈凸轮之间留有间隙；输出轴与支座之间的嵌套有滚珠轴承，滚珠轴承外侧设有套在输出轴外的端盖；反馈凸轮为多个，多个反馈凸轮并联套在输出轴外；所述的滚珠轴承与端盖之间设有轴用挡圈；端盖与输出轴之间设有防尘圈。该装置能够满足推力矢量机械反馈闭环滚动控制及同步测量，同时实现“断电归零”高可靠性需求、结构紧凑、反馈及测量同步。，下面是一种双凸轮闭环反馈测量装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：该装置包括输出轴(1)、支座(2)、反馈凸轮(3)、端盖(4)、紧定螺钉(6)、平键(7)和滚珠轴承(9)，反馈凸轮(3)套装于输出轴(1)的中部外，反馈凸轮(3)与输出轴(1)之间通过平键(7)、紧定螺钉(6)固定，输出轴(1)的右部外套有支座(2)，支座(2)与反馈凸轮(3)之间留有间隙；输出轴(1)与支座(2)之间的嵌套有滚珠轴承(9)，滚珠轴承(9)外侧设有套在输出轴(1)外的端盖(4)。
2.根据权利要求1所述的一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：所述的反馈凸轮(3)为多个，多个反馈凸轮(3)并联套在输出轴(1)外。
3.根据权利要求2所述的一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：所述的多个反馈凸轮(3)在输出轴(1)的径向上呈45°夹角安装。
4.根据权利要求3所述的一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：所述的反馈凸轮(3)采用阿基米德螺旋式外轮廓，正、负向行程段为工作面，正、负向行程段的极坐标方程为R＝R0+αθ
式中，R0为轴安装孔内径，α为升角系数，θ为输出轴(1)的旋转角弧度。
5.根据权利要求4所述的一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：所述的滚珠轴承(9)与端盖(4)之间设有轴用挡圈(8)。
6.根据权利要求5所述的一种双凸轮闭环反馈测量装置，其特征在于：所述的端盖(4)与输出轴(1)之间设有防尘圈(5)。

说明书全文

一种双凸轮闭环反馈测量装置

技术领域

[0001] 本发明属于一种弹道导弹固体发动机推力矢量控制子系统用反馈测量装置，具体涉及一种弹道导弹固体发动机推力矢量控制子系统-燃气液压伺服系统滚动控制伺服作动器用双凸轮闭环反馈测量装置。

背景技术

[0002] 燃气液压伺服系统固体战略导弹推力矢量控制执行子系统，其典型应用是摆动固体发动机柔性喷管实施推力矢量控制，其中，滚控伺服作动器为固体发动机推力矢量提供滚动姿控力矩。因弹体空间狭小、功率等级高(三十千瓦级)、负载惯性大且摆心不固定、高战标高可靠性要求，燃气液压伺服系统成为全弹关键支撑技术之一。而目前的燃气液压伺服系统滚动控制伺服作动器，无法实现控制反馈测量同步，容易导致导弹飞行时无法“断电归零”，即当伺服系统失去控制指令信号时，发动机推力矢量无法保持在零位，容易出现控制开环而导致导弹完全失控的灾难性故障。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种双凸轮闭环反馈测量装置，该装置能够满足推力矢量机械反馈闭环滚动控制及同步测量，同时实现“断电归零”高可靠性需求、结构紧凑、反馈及测量同步。

[0004] 实现本发明目的的技术方案：一种双凸轮闭环反馈测量装置，该装置包括输出轴、支座、反馈凸轮、端盖、紧定螺钉、平键和滚珠轴承，反馈凸轮套装于输出轴的中部外，反馈凸轮与输出轴之间通过平键、紧定螺钉固定，输出轴的右部外套有支座，支座与反馈凸轮之间留有间隙；输出轴与支座之间的嵌套有滚珠轴承，滚珠轴承外侧设有套在输出轴外的端盖。

[0005] 所述的反馈凸轮为多个，多个反馈凸轮并联套在输出轴外。

[0006] 所述的多个反馈凸轮在输出轴的径向上呈45°夹角安装。

[0007] 所述的反馈凸轮采用阿基米德螺旋式外轮廓，正、负向行程段为工作面，正、负向行程段的极坐标方程为

[0008] R＝R0+αθ

[0009] 式中，R0为轴安装孔内径，α为升角系数，θ为输出轴的旋转角弧度。

[0010] 所述的滚珠轴承与端盖之间设有轴用挡圈。

[0011] 所述的端盖与输出轴之间设有防尘圈。

[0012] 本发明的有益技术效果在于：本发明的双凸轮装置能够实现旋转运动的直线反馈与测量，解决电液闭环回路滚动控制的高可靠度、结构紧凑且控制反馈测量同步的这一关键技术问题。机械反馈闭环控制方案的高可靠性体现为导弹飞行时“断电归零”，即当伺服系统失去控制指令信号时，发动机推力矢量保持在零位，不会出现控制开环而导致导弹完全失控的灾难性故障。

[0013] (1)可实现“断电归零”高可靠性需求。秉承机械反馈优势，具备“控制指令零信号”与“控制指令信号消失”时，滚控伺服作动器能够等同回归零位的能力，使滚控发动机喷管回归并停于零位；

[0014] (2)可实现狭小空间内闭环反馈测量同步完成，并可拓展。双凸轮机械反馈装置结构简洁紧凑，双凸轮在输出轴径向上呈45°夹角安装，只需平键、紧定螺钉双保险固定，安装操作简便，且经优化设计可进一步拓展为三冗余机械或电反馈闭环控制；

[0015] (3)可实现旋转运动量以直线方式反馈、测量，且反馈与测量同步完成。由外轮廓为阿基米德螺旋线的反馈凸轮，与输出轴同步旋转，将输出轴的旋转运动量，转换为凸轮外表面的直线位移量，双凸轮分别用于反馈、测量，可无滞后同步完成。附图说明

[0016] 图1为本发明所提供的一种双凸轮闭环反馈测量装置的结构示意图；

[0017] 图2为图1的C-C向剖视图；

[0018] 图3为图2的D-D向剖视图；

[0019] 图4为本发明所提供的凸轮的外形结构示意图；

[0020] 图5为图4的侧视图。

[0021] 图中：1.输出轴，2.支座，3.反馈凸轮，4.端盖，5.防尘圈，6.紧定螺钉，7.平键，8.轴用挡圈，9.滚珠轴承。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

[0023] 如图1、2、3所示，本发明所提供的双凸轮闭环反馈测量装置，该装置包括输出轴1、支座2、反馈凸轮3、端盖4、防尘圈5、紧定螺钉6、平键7、轴用挡圈8和滚珠轴承9。两个反馈凸轮3并联套装于同一输出轴1的中部外，两个反馈凸轮3在输出轴1径向上呈45°夹角安装，两个反馈凸轮3与输出轴1之间只需平键7、紧定螺钉6并端面加冲点便可固定，安装操作简便。输出轴1的右部外套有支座2，支座2与两个反馈凸轮3之间留有间隙；输出轴1与支座2之间的两端各嵌套一个滚珠轴承9和轴用挡圈8，轴用挡圈8紧贴滚珠轴承9的外侧。输出轴1的右端具有端面齿结构，与负载刚性连接，并用带防尘圈5的端盖4固定滚动轴承9和轴用挡圈8；
输出轴1的左端为齿轮，需要伸进作动器内两个带齿条的柱塞中间，实现齿轮齿条的啮合传动。

[0024] 如图1所示，支座2内部的两滚动轴承9之间，空间余量大，可进一步拓展安装多个反馈凸轮3，实现三冗余的机械反馈或者电反馈闭环控制，进一步提高可靠性。

[0025] 如图4所示，反馈凸轮3采用阿基米德螺旋式外轮廓，正、负向行程段为工作面，正、负向行程段的极坐标方程为

[0026] R＝R0+αθ………………………………(1)

[0027] 式(1)中，R0为轴安装孔内径，α为升角系数，θ为输出轴1的旋转角弧度。

[0028] 如图5所示，本发明的输出轴1的工作范围±127°，即输出轴1的旋转角度为±127°，本发明所提供的双凸轮闭环反馈测量装置的反馈及测量位移量为6.02mm，升角系数α为1.357。为可视实际需要，确定工作面范围C反馈、测量位移量大小。反馈凸轮3与输出轴安装内孔，可均布或变布角度设计键槽A现多角度安装多个反馈凸轮3。每个反馈凸轮3只设计一个紧定螺钉孔B保证刚性连接的双保险。

[0029] 如图1所示，该装置由双反馈凸轮3并联安装于同一输出轴1的中部，输出轴1一端为齿轮，输出轴1另一端具有端面齿结构与输出带轮刚性连接。工作时，液压力推动双柱塞(其上有齿条结构并对面安装)差动运动，使与齿条啮合的输出轴1的齿轮旋转，将旋转力矩通过端面齿传递给输出带轮输出轴1另一端，从而带动负载滚控发动机喷管旋转。而与输出轴1中部通过键连接并列安装的双反馈凸轮3对应的滚轮顶杆结构，其一，为双输入(机械反馈输入、电信号输入)滚控伺服作动器的电液伺服阀提供控制反馈位移量，并以复位弹簧消除间隙，该反馈量直接作用于伺服阀前置级力矩马达，并与其偏移位置量进行比较，从而实现机械反馈闭环控制；其二，则为滚控伺服作动器的位移传感器提供位置变化量，用以同步无滞后测量。

[0030] 上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

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