[实用新型]一种用于气动弹性风洞试验的微型电动舵机

说明书

技术领域

本实用新型属于气动弹性风洞试验领域，涉及一种用于气动弹性风洞试验的微型电动舵机。

背景技术

在主动气动弹性风洞试验中，为减小控制面驱动装置对模型本身动力特性的影响，一般对控制面驱动舵机的体积、重量、输出转矩和频响特性有着严格的要求。电液符合舵机虽然能够使输出转矩和舵机频响得到很好的保证，但这种舵机的附加质量较大，加之其液压管所引起的附加刚度很大，从而导致试验模型本身的动力特性发生较大改变，严重影响试验结果；电动舵机具有体积小质量轻的特点，但目前尚无专门用于气动弹性风洞试验的微型电动舵机。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种体积小、重量轻，对试验模型动力特性影响较小，且具有足够输出转矩和较高带宽的一种用于气动弹性风洞试验的微型电动舵机。本实用新型的技术解决方案是，微型电动舵机包括减速器、直流电机、支架、功放设备、A/D模块、微机、外部舵偏指令信号、角位移传感器、角位移测量齿轮Ⅱ、角位移传感器测量输入轴、角位移测量齿轮Ⅰ和减速器输出轴，减速器的一端与直流电机的一端配套连接，减速器的另一端与支架通过螺栓和螺母连接，直流电机的另一端通过螺栓和螺母固定在支架上，角位移测量齿轮Ⅰ与减速器输出轴通过间隙配合和螺钉连接；角位移传感器通过螺钉与支架连接，角位移测量齿轮Ⅱ与角位移传感器测量输入轴通过间隙配合、螺钉连接；角位移测量齿轮Ⅱ与角位移测量齿轮Ⅰ啮合，角位移传感器与A/D模块相接，A/D模块输出通过导线与功放设备相连，A/D模块通过插槽与微机主板相连；试验模型主梁与支架相连，减速器输出轴与试验模型的舵面转轴通过四方孔和销子相连。本实用新型具有的优点和有益效果，本实用新型采用数字控制，可根据要求随时调整控制算法，并将舵机执行机构、功放设备和数字控制器进行了分离，在保证舵机输出转矩和频响特性的前提下，使舵机体积和重量得到了有效控制。舵机机械连接部分结构简单，重量轻、体积小，对试验模型动力特性影响小；舵机和舵面采用同轴布置，有效提高了系统的效率和精度；该微型电动舵机输出转矩大，频带宽，运行稳定，使用方便，能充分满足主动气动弹性风洞试验的要求。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型微型电动舵机的结构示意图。本实施方式中，所述微型电动舵机包括减速器1、直流电机2、支架3、功放设备4、A/D模块5、微机6、外部舵偏指令信号7、角位移传感器8、角位移测量齿轮Ⅱ9、角位移传感器测量输入轴10、角位移测量齿轮Ⅰ11、减速器输出轴12。其中，减速器1的一端与直流电机2的一端配套连接，减速器1的另一端与支架3通过螺栓和螺母连接，直流电机2的另一端通过螺栓和螺母固定在支架3上，角位移测量齿轮Ⅰ11与减速器输出轴12通过间隙配合和螺钉连接；角位移传感器8通过螺钉与支架3连接，角位移测量齿轮Ⅱ9与角位移传感器测量输入轴10通过间隙配合、螺钉连接；减速器输出轴12转动时，与其相连的角位移测量齿轮Ⅰ11啮合角位移测量齿轮Ⅱ9带动角位移传感器输入轴10转动，从而实现对舵面偏角的测量；角位移传感器8输出的舵偏位置模拟信号经由A/D模块5后生成角位移反馈数字信号，A/D模块输出通过导线与功放设备4相连，A/D模块通过插槽与微机6主板相连；整个舵机的机械部分通过支架3与试验模型主梁相连，减速器输出轴12与试验模型的舵面转轴通过四方孔和销子相连。

本实施方式中，外部偏转指令信号7与舵偏角位置反馈信号进行比较后送往微机6，经由微机中的数字控制律所解算出实际所需舵面偏角，后者(实际所需舵偏角信号)经由A/D模块5后生产电机转角指令模拟信号，经由功放设备4驱动电机2运转，从而实现对舵面偏角的控制。

根据实际需求，本实用新型微型舵机的舵回路数字控制律可进行优化调整，以满足试验要求。

本实用新型微型电动舵机用于主动气动弹性风洞试验，有效降低了舵机自身对试验模型动力特性的影响，舵机能够准确跟踪外部舵偏指令信号控制舵面偏转，并可根据外部指令信号的频率范围对舵回路的数字控制律进行调整，以提高舵面偏转响应速度降低超调量，从而能较好地满足主动气动弹性风洞试验要求。