冗余驱动式的多重安全裕度舵机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109163625A(43)申请公布日2019.01.08(21)申请号201810936621.9(22)申请日2018.08.16(71)申请人上海航天控制技术研究所地址201109上海市闵行区中春路1555号(72)发明人奚勇唐德佳黄民昌陶键顾建军霍红梅孙逊(74)专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人圣冬冬(51)Int.Cl.F42B15/00(2006.01)F42B15/01(2006.01)F42B10/64(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称冗余驱动式的多重安全裕度舵机(57)摘要本发明公开了一种冗余驱动式的多重安全裕度舵机，包括控制器、驱动器和电机(1)，两个电机(1)分别联接一个丝杠，两条丝杠平行布置且旋向相反，丝杠上的螺母通过轴承(4)安装在保持架(3)上，螺母端部安装同步带轮(5)，两个同步带轮(5)之间安装同步带(6)；保持架(3)和舵轴(7)联接。本舵机系统具有双余度，保证了舵机的可靠性。CN109163625ACN109163625A权利要求书1/1页1.一种冗余驱动式的多重安全裕度舵机，包括控制器、驱动器和电机(1)，其特征在于：两个电机(1)分别联接一个丝杠，两条丝杠平行布置且旋向相反，丝杠上的螺母通过轴承(4)安装在保持架(3)上，螺母端部安装同步带轮(5)，两个同步带轮(5)之间安装同步带(6)；保持架(3)和舵轴(7)联接。2.根据权利要求1所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：电机(1)通过联轴器、齿轮传动或减速器向丝杠传递扭矩，电机(1)上安装有制动器(2)。3.根据权利要求1所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：轴承(4)转动轴线与丝杠转动轴线同轴，保持架(3)对两个螺母具有轴向位置约束。4.根据权利要求1所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：两同步带轮(5)分别同轴固连于螺母上，两带轮处于同一平面并通过同步带(6)建立传动关系。5.根据权利要求1所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：保持架(3)通过拨叉(8)将直线移动转化为舵轴(7)的转动。6.根据权利要求1所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：两个驱动器互为热备份，当一个驱动器停止工作时，可以通过另一个驱动器同时向两电机输送电压信号。7.根据权利要求1-6任一项所述冗余驱动式的多重安全裕度舵机，其特征在于：舵机的控制器实时进行故障判断，并根据故障状态选择相应的控制方案：方案1，两条控制通道同时工作，控制上具有冗余多解性，采用差速控制策略，分配两电机不同的给定速度，通过冗余驱动差速减速机构合成一个期望输出传递给舵面；方案2，切断故障通道的驱动器，由一个驱动器同时给两电机输送电压信号，采用同速控制策略，两电机近似同速转动，经过减速机构向舵面传递运动；方案3，通过制动器将其中一个电机抱死，仅通过一个电机通道经过减速机构对舵面进行控制；方案4，通过制动器将所有电机抱死，关闭该舵机通道的输入输出，以免给其他舵机通道带来干扰。2CN109163625A说明书1/3页冗余驱动式的多重安全裕度舵机技术领域[0001]本发明涉及电动伺服控制技术。背景技术[0002]舵机是控制导弹飞行的重要执行部件。随着导弹技术的不断发展，对导弹可靠性、安全性要求的提高，在舵机上逐渐开始采用多重余度策略。目前的研究大多采用多重安全余度电机，即在电机上增加多重绕组，该方法存在绕组嵌放困难，绕组间存在互感等缺陷。在机械上进行多重余度设计研究较少，分为两种，一种为力矩综合式，该策略使用多电机驱动同一根轴，存在力纷争问题，控制困难，甚至产生不稳定的现象；另一种为冗余驱动式，采用差速机构进行速度综合，实现多输入单输出的冗余驱动，目前研究采用齿轮差动的方式，存在负载不均衡，结构庞大，间隙较大等问题。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题：针对目前采用差速机构控制舵机存在负载不均衡、结构庞大、间隙较大的问题，提供了一种冗余驱动式的多重安全余度舵机。本发明的技术方案是：[0004]一种冗余驱动式的多重安全裕度舵机，包括控制器、驱动器和电机，两个电机分别联接一个丝杠，两条丝杠平行布置且旋向相反，丝杠上的螺母通过轴承安装在保持架上，螺母端部安装同步带轮，两个同步带轮之间安装同步带；保持架和舵轴联接。[0005]电机通过联轴器、齿轮传动或减速器向丝杠传递扭矩，电机上安装有制动器。[0006]轴承转动轴线与丝杠转动轴线同轴，保持架对两个螺母具有轴向位置约束。[0007]两同步带轮分别同轴固连于螺母上，两带轮处于同一平面并通过同步带建立传动关系。[0008]保持架通过拨叉将直线移动转化为舵轴的转动。[0009]两个驱动器互为热备