[发明专利]一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构

说明书

本发明公开了一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，机构中的两个盖板分别在左、右支座前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉通过转轴安装在空腔内，拨叉上端与丝杆上的螺母配合，螺母相对于拨叉上下移动，拨叉末端通过球头与球面推杆的球窝配合，球面推杆下端通过活动轴连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴活动连接在左、右支座的下端，球头的中心位于活动轴和固定轴的中心之间；电机带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆推拉舵面安装座，舵面安装座绕固定轴产生角度偏转。本发明能够在有限的空间内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩的转换。

技术领域

本发明涉及一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，属于航空航天空气动力学技术领域。

背景技术

风洞试验是依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，获取试验数据。

风洞试验过程中，模型机翼需要根据设定的程序在不同的角度停留各一定的时间，以进行吹风试验。现有的风动试验室多是通过工人手动进行操作，效率较低。更有些风动试验是在密封舱中进行，每变动一个角度都需要泄压后工人才能进入试验舱进行机翼角度操作，调整好后还要进行重新冲压，过程十分耗费资源和时间，因此迫切需要一款自动变舵面机构对机翼角度进行自动调整，而自动变舵面机构在有限的机翼厚度空间内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩的转换成为迫切需要攻克的难点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，能够在有限的空间(厚度16mm)内实现变舵面舵机中电机的高转速低扭矩向低转速高扭矩(20Nm)的转换。

一种风动试验用带反馈自动变舵面减速机构，该机构包括左支座、右支座、盖板、拨叉、螺母、丝杆、球面推杆和舵面安装座；

所述左支座和右支座的上端分别安装轴承和电机，所述丝杆一端通过减速箱与电机连接，另一端由轴承对其进行支撑；两个盖板分别在左支座和右支座前后表面上形成一个上下贯通的安装空腔，拨叉通过盖板上的转轴安装在空腔内，拨叉的上端与丝杆上的螺母配合，螺母相对于拨叉上下移动，拨叉的末端通过球头与球面推杆的上端的球窝配合，球面推杆的下端通过活动轴连接舵面安装座，舵面安装座同时通过固定轴活动连接在左支座和右支座的下端，球头的中心位于活动轴和固定轴的中心之间；电机通过减速箱带动丝杆正反转动，螺母沿丝杆直线移动的同时带动拨叉绕转轴产生正反转动，拨叉的下端带动球面推杆推拉舵面安装座，舵面安装座绕固定轴转动产生角度偏转。

进一步地，所述舵面安装座上加工与舵面基准转轴同心的电位器安装槽并安装电位器，电位器将舵面安装座的转动数据反馈到外部的控制系统中，对舵面安装座的转动角度进行闭环控制。

进一步地，所述拨叉行程的两端极限位置安装限位开关和机械限位块，对产品出现异常情况进行有效保护。

进一步地，所述拨叉的末端为圆柱形结构，所述球头上具有与圆柱形结构配合的圆柱孔。

进一步地，所述球面推杆由本体和护板组成，本体和护板对接固定后形成容纳球头的球形空腔。

进一步地，所述盖板的内侧面作为拨叉连杆的两个导向基准面来抵消螺母运动产生的分力。

有益效果：

1、本发明的总体传动路线是丝杆螺母副将产生的直线运动后，利用拨叉和球面推杆的配合使舵面安装座产生转动，将直线运动转化为同一平面内的转动，利用转动力矩来驱动舵面安装座发生偏转，由于力的作用点位于舵面上的铰接点和转动中心之间，因此能够实现小空间范围内的大扭矩传递。

2、本发明的拨叉与球面推杆之间为球头和球窝的配合，能够有效地消除拨叉上下两端在转动过程中可能导致的运动卡滞，上述配合面之间由加工精度来保证配合间隙，使得机构的角度调整精度得以保证。