專利名稱：一種電動舵機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動舵機，屬于機電一體化領域。 技術背景
飛行器用舵機一般要求體積小、質量輕，例如實用新型說明書
(02261809.0)介紹了一種使電動舵機結構緊湊的諧波減速器，該減 速器的特點是減速比大，輸出扭矩大，但效率較低，不適合應用于要 求舵機響應速度快的場合。使用滾珠絲杠作為舵機的傳動減速器是彌 補效率低的途徑之一，實用新型說明書(200720069025.2)公開了一 種輕型電動舵機，舵機包括支架、電機、絲桿和滑塊，能夠實現直線 往復運動，但不能實現角度輸出，對使用條件有一定限制。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種電動舵機，該裝置工作效率高、輸 出扭矩大的同時，又能夠實現角度輸出。
本實用新型的目的是這樣實現。該電動舵機包括滾珠絲杠、絲 杠螺母、擺動體、輸出軸、增力環和外圍附件，外圍附件包括殼體、 電機、輔助傳動機構和反饋元件。
所述的絲杠螺母為方形結構，在兩個平行于絲杠螺母軸線的側面 上各具有一個圓柱形耳軸，這兩個耳軸軸線相互平行。
所述的擺動體下端具有兩個正交的U形槽，這兩個U形槽均開 口向下。
—所—皿增力環具有圓柱形內孔和兩個相互平行的外側面，這兩個 外側面均與內孔軸線平行，可根據需要在這兩個側面增加潤滑槽。
本實用新型各個組件的連接關系如下滾珠絲杠通過軸承與殼體 相連，在滾珠絲杠上套接有絲杠螺母，絲杠螺母的兩側面與擺動體下 端的其中一個U形槽配合；增力環鑲嵌在絲杠螺母的耳軸與擺動體 的另一個U形槽之間，增力環的內孔與耳軸的外圓柱面配合，兩個側面與U形槽配合，實現了螺母的直線運動到擺動體擺動的轉變。 擺動體與輸出軸固聯，通過自身擺動帶動輸出軸回轉，從而實現了電 動舵機的角度輸出。
本實用新型工作過程如下電機運轉后，電機軸直接或通過輔助 傳動機構(例如齒輪副)帶動滾珠絲杠回轉，由于絲杠螺母的軸向回
轉自由度被擺動體所限制，使其在絲杠上進行直線運動；螺母的耳軸 通過增力環與擺動體的u形槽連接，因此，絲杠螺母直線運動時會
推動擺動體擺動，從而帶動與其固聯的輸出軸轉動，實現了電機的小 扭矩、高速回轉到輸出軸的大扭矩，角位移輸出。輸出軸的轉角大小 及方向可以從反饋元件反映。當外加控制器后，利用反饋元件的電信 號作為反饋信號，就可實現輸出軸角度輸出的閉環控制。
有益效果
本實用新型通過螺母和擺動體的特殊結構，實現了絲杠螺母的直 線運動到舵機角度輸出的轉換。
本實用新型通過特殊的增力環設計將耳軸圓柱面與擺動體內壁 的線接觸轉換為面接觸，大大降低了耳軸與擺動體之間的接觸應力， 有效增加了電動舵機的承載能力。
圖1—本實用新型的主視圖2—圖1的側視圖3—圖1的俯視剖視圖4一絲杠螺母示意圖5 —增力環示意圖； _S6—二遭動體的示意周；
其中l一滾珠絲杠，2 —絲杠螺母，3 —增力環，4一擺動體， 5 —輸出軸，6 —連接螺釘，7—上殼體，8 —下殼體，9一鍵，IO —軸 承，ll一軸承，12 —螺釘，13—軸承，14一鍵，15反饋元件，16 — 電機，17_螺釘，18 —鍵，19一主動齒輪，20—從動齒輪，21—軸承 擋圈，22—鍵。
具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
圖1至圖6示出了本實用新型電動執行器的一個實施例。它以上 殼體7和下殼體8為支撐件，上、下殼體用螺釘6相連，電機16通 過螺釘17固定在下殼體8上，主動齒輪19通過鍵18與電機16輸出 軸相連，從動齒輪20通過鍵22與絲杠1相連，主、從動齒輪相互嚙 合，構成輔助傳動機構實現電機16和滾珠絲杠1的連接。滾珠絲杠 1由軸承IO (兩個)固定在下殼體上，并能圍繞自身軸線回轉。擺動 體4平行于滾珠絲杠1軸線(即絲杠螺母2軸線)的U形槽與絲杠 螺母2配合，限定了絲杠螺母2圍繞滾珠絲杠1軸線的回轉自由度， 實現了滾珠絲杠1的回轉到絲杠螺母2直線往復運動的轉換。絲杠螺 母2兩側的耳軸通過增力環3與擺動體4相連，增力環3分別與耳軸 的外圓柱面和擺動體4平行于耳軸軸線的U形槽內壁相配合，并能 相對自由回轉和滑動，實現了絲杠螺母2的直線往復運動到擺動體4 擺動的轉換。擺動體4通過鍵9與輸出軸5固聯。輸出軸5通過軸承 11、 13固定在上、下殼體7、 8上，并能在擺動體4的帶動下圍繞自 身軸線回轉實現電動舵機的角度輸出。反饋元件15由螺釘12固定在 上下殼體7、 8上，并通過鍵14與輸出軸相連。
本實施例的工作過程如下電機16運轉后，其輸出軸根據施加 電壓的正負向相應方向轉動，并通過主、從動齒輪19、 20驅動滾珠 絲杠1隨電機16輸出軸轉動。絲杠5轉動時，帶動絲杠螺母2直線 往復運動，絲杠螺母2的耳軸通過增力環3將力和運動傳遞給擺動體 4，并帶動擺動體4往復擺動，從而帶動輸出軸5轉動。由于反饋元 件15的轉軸同輸出軸連接在一起，所以反饋元件能產生一個和輸出 li^轉tet應的電信號，當使用控制器時，反饋元件15的輸出電信 號可以作為反饋信號加到控制器上，形成閉環控制，完成輸出軸8轉 角輸出與控制信號的對應關系。
權利要求1. 一種電動舵機，包括滾珠絲杠(1)、絲杠螺母(2)、增力環(3)、擺動體(4)和輸出軸(5)，其特征在于所述的絲杠螺母(2)為方形結構，在兩個平行于絲杠螺母(2)軸線的側面上各有一耳軸；增力環(3)具有內孔和兩個相互平行的外側面，擺動體(4)下端有兩個U形槽；其特征還在于其連接關系為在滾珠絲杠(1)上套接有絲杠螺母(2)，絲杠螺母(2)的兩側面與擺動體(4)下端的其中一個U形槽配合；增力環(3)鑲嵌在絲杠螺母(2)的耳軸與擺動體(4)的另一個U形槽之間，增力環(3)的內孔與耳軸的外側面配合，兩個側面與U形槽配合。
2. 根據權利要求1所述的一種電動舵機，其特征在于絲杠螺 母(2)的兩個耳軸軸線相互平行。
3. 根據權利要求1所述的一種電動舵機，其特征在于增力環(3) 的兩個外側面與內孔軸線平行。
4. 根據權利要求1所述的一種電動舵機，其特征在于擺動體(4) 的兩個U形槽為正交放置，并開口向下。
專利摘要本實用新型公開了一種電動舵機，屬于機電一體化領域；包括滾珠絲杠、絲杠螺母、增力環、擺動體、輸出軸和外圍附件；具體為在滾珠絲杠上套接有方形絲杠螺母，絲杠螺母的兩側面與擺動體下端的其中一個U形槽配合；增力環鑲嵌在絲杠螺母的耳軸與擺動體的另一個U形槽之間，增力環的內孔與耳軸的外側面配合，兩個側面與U形槽配合，主要創新點是兩個U形槽為正交放置，以及絲杠螺母耳軸和擺動體間的增力環設計；本實用新型涉及的電動舵機能夠實現角度輸出的同時提高了舵機工作效率高；同時，有效增加了電動舵機的承載能力，使舵機同時具備輸出扭矩大和結構緊湊、質量輕的特點。
文檔編號B64C13/50GK201224496SQ20082010894
公開日2009年4月22日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者于志遠, 姚曉先, 宋曉東, 凡 林, 梁作寶 申請人:北京理工大學