Електромеханічний привід для управління елеронами безпілотного літального апарату

 

Винахід відноситься до області приводів управління елеронами (аеродинамічними поверхнями) літальних апаратів і може бути використане при створенні нових літальних апаратів.

Для роботи в системі многокомандного управління безпілотного літального апарату найбільш поширені виконавчі механізми, де в якості приводу використовуються мікродвигуни постійного струму з постійними магнітами. Головною вимогою до таких передач є малий люфт у рухливих з'єднаннях, легкість переміщення. Мікродвигун, розвиваючий невеликий обертаючий момент, що обертає через редуктор з передавальним відношенням 1:80-1:200 вихідний вал виконавчого механізму. На вихідному валу закріплена спеціальна качалка або диск для приєднання тяги управління рулями (Потапов В. Н., Хухра Ю. С. Пілотажні радіокеровані моделі літаків.- М: ДОСААФ, 1965 р. стор 121, рис. 18). Це обумовлює наявність таких недоліків: висока точність виготовлення механізмів і ускладнення кінематичної схеми безпілотного літального апарату. Крім того, застосування гойдалок на крилі для приєднання тяг до елеронів призводить до збільшення лобової площі крила, що викликає додатково�аченний для управління елероном безпілотного літального апарату, містить виконавчі механізми, кожен з яких має корпус, вал рульової поверхні (у нас - елерона), швидкісний електродвигун (у нас - швидкісний електромеханічний двигун) і редуктор, що включає циліндричну зубчасту передачу, при цьому кожен виконавчий механізм додатково забезпечений рухомий зубчастою рейкою і перебуває в зачепленні з нею зубчастим сектором, закріпленим на валу рульової поверхні, а редуктор доповнено шариковинтовой передачею, у якій ходова гайка з'єднана з зазначеної рейкою, а ходовий гвинт закріплений на вихідному валу вищевказаної циліндричної зубчатої передачі, причому число ступенів останньої не перевищує двох (Патент РФ 2370412 С1, МПК В64С 13/34 від 20.10.2009 р. «Блок рульових приводів»).

Недоліком прототипу є велика висота виконавчих механізмів, що потребує додаткового місця у фюзеляжі безпілотного літального апарату, а також наявність різного роду двуплечих або многоплечих важелів і гойдалок, що призводить до збільшення лобової площі крила, викликає додатковий опір і необхідність збільшення потужності двигуна. Крім того, потрібна висока точність виготовлення механізмів для виключення люфтектромеханического приводу для управління елеронами, дозволяє зробити його інтеграцію в крило безпілотного літального апарату шляхом зниження масогабаритних показників, забезпечуючи при цьому зниження лобового опору набігаючого потоку, зменшення люфту в деталях сполучення механізмів і економію місця у фюзеляжі безпілотного літального апарату.

Поставлена задача досягається за рахунок того, що електромеханічний привід для управління елероном безпілотного літального апарата містить швидкісний електромеханічний двигун, який складається з корпусу, встановленого на підставі, двох опорних підшипників, стопорною пружинної шайби для фіксації опорних підшипників в осьовому напрямку, датчика кута повороту, нерухомої частини з шести здвоєних електромагнітних систем і шести постійних магнітів, кожна електромагнітна система включає магнітопровід і обмотку управління, залиті компаундом, упорів, розташованих на зубчастому роторі, який виконаний у вигляді просторового циліндричного кулачкового механізму барабанного типу, за допомогою якого повідомляється коливальний рух штовхальника, з'єднаного з віссю обертання елерона.

На фіг. 1 представлений загальний вигляд электромеханическ�ектромеханический двигун, вид А-А.

Електромеханічний привід для управління елероном безпілотного літального апарата містить швидкісний електромеханічний двигун 1, який складається з корпусу 2, встановленого на підставі 3, двох опорних підшипників 4, стопорною пружинної шайби 5 для фіксації опорних підшипників 4 в осьовому напрямку, датчика кута повороту (не показаний), нерухомої частини з шести здвоєних електромагнітних систем 6 і шести постійних магнітів 7, кожна електромагнітна система 6 містить магнітопровід 8 і обмотку управління 9, залиті компаундом 10, упорів 11, виконують роль обмежувачів крайніх положень, розташованих на зубчастому роторі 12, який виконаний у вигляді просторового циліндричного кулачкового механізму барабанного типу, за допомогою якого повідомляється коливальний рух штовхальника 13, з'єднаного з віссю обертання елерона. Обмотки управління 9 протилежних електромагнітних систем 6 з'єднані послідовно.

Електромеханічний привід для управління елеронами безпілотного літального апарату працює наступним чином. У вихідному стані обмотки управління 9 знеструмлені. Для зміщення зубчастого ротора 12 на 3° на обмотки управління 9 другий �инает обертатися, повідомляючи коливальний рух штовхальника 13, з'єднаного з віссю обертання елерона, в результаті чого елерон повертається. Щоб змістити зубчастий ротор 12 ще на 3° (сумарний хід 6°), на обмотки управління третьої пари продовжує подаватися струм, на обмотки управління 9 першої пари подається струм зворотної полярності, в обмотках управління 9 другої пари струм відсутній. Для зміщення зубчастого ротора 12 ще на 3° (сумарний хід 9°), на обмотки управління 9 першої пари продовжує подаватися струм, на обмотки управління 9 другої пари подається струм такої ж полярності, як і в обмотках управління 9 першої пари, на обмотки управління 9 третьої пари струм не подається. Для зміщення зубчастого ротора 12 ще на 3° (сумарний хід 12°) на обмотки управління 9 другої пари продовжує подаватися струм, на обмотки управління 9 третьої пари подається струм такої ж полярності, як на обмотках управління 9 другої пари, на обмотки управління 9 першої пари струм не подається. Для зміщення зубчастого ротора 12 ще на 3° (сумарний хід 15°) на обмотки управління 9 третьої пари продовжує подаватися струм, на обмотки управління 9 першої пари подається струм зворотної полярності, ніж в обмотках управління 9 третьої пари, на обмотки управління 9 другій ї пари продовжує подаватися струм, на обмотки управління 9 другої пари подається струм такої ж полярності, як на обмотки управління 9 першої пари, на обмотки управління 9 третьої пари струм не подається. Для подальшого повороту зубчастого ротора 12 необхідно подавати струм в парні обмотки управління 9 згідно з наведеним вище описом. Максимальний кут повороту зубчастого ротора 12 обмежений упорами 11 і становить 330°. Для повороту зубчастого ротора 12 на 18° необхідно виконати шість тактів комутації обмоток управління 9 з дискретністю 3°. При максимальному куті повороту 330° зубчастого ротора 12 необхідно виконати 110 тактів комутації. Для зупинки зубчастого ротора 12 припиняється подача струму. Зубчастий ротор 12 утримується у фіксованому положенні за рахунок електромагнітної сили, що створюється постійними магнітами 7, конструкція зубчастого ротора 12 у вигляді просторового циліндричного кулачкового механізму барабанного типу забезпечує режим самоторможения елерона. Поворот елерона в зворотному напрямку забезпечується зміною напрями струмів в обмотках управління 9.

Електромеханічний привід для управління елероном безпілотного літального апарату, який містить швидкісний електромеханічний д� на підставі, двох опорних підшипників, стопорною пружинної шайби для фіксації опорних підшипників в осьовому напрямку, датчика кута повороту, нерухомої частини з шести здвоєних електромагнітних систем і шести постійних магнітів, кожна електромагнітна система включає магнітопровід і обмотку управління, залиті компаундом, упорів, розташованих на зубчастому роторі, який виконаний у вигляді просторового циліндричного кулачкового механізму барабанного типу, за допомогою якого повідомляється коливальний рух штовхальника.



 

Схожі патенти:

Система управління літальним апаратом

Винахід відноситься до галузі управління літальним апаратом (ЛА) і стосується системи керування ЛА. Система управління польотом містить рульові поверхні і пов'язані з ними силові приводи для управління льотними функціями крену, нишпорення, тангажа і аеродинамічного гальмування ЛА. Всі силові приводи є електромеханічними. При цьому частина рульових поверхонь, пов'язаних з електромеханічними силовими приводами, являє собою розділені рульові поверхні, кожна з яких складається з незалежних поверхонь. Досягається надійність, міцність, простота системи управління польотом. 10 з.п. ф-ли, 24 іл.

Система з приводом від електродвигунів для переміщення рухомого елемента, спосіб управління такою системою і спосіб тестування такої системи

Група винаходів відноситься до галузі авіації, а саме до систем управління рухомими поверхнями літального апарату. Система (100) з приводом від електродвигунів для переміщення рухомого елемента (200) містить щонайменше два приводи (1, 2), кожен з яких обладнаний вузлом для з'єднання з рухомим елементом і кожен розрахований на те, щоб переміщати рухливий елемент самостійно, і центральний блок (3) управління. Центральний блок управління з'єднаний з зазначеними двома приводами для забезпечення передачі уставки (Pos1, Pos2) позиції одного або іншого з приводів. В систему введено додатково пристрій (10, 20) управління з метою одночасного управління обома приводами з точки зору регулювання зусилля у відповідь на уставку позиції, передану одного з приводів. У способі генерують уставки зусиль шляхом реалізації контуру сервоуправления, що одержує на вхід уставку позиції та генеруючого одночасно для обох приводів - для провідного приводу і для веденого другого приводу дві індивідуальні уставки (Eff1, Eff2) зусиль, так що кожен привід розвиває своє індивідуальне зусилля (F1, F2), а сума цих індивідуальних зусиль відповідає повному зусиллю, яке потрібно Ћ системи. 3 н. і 6 з.п. ф-ли, 3 іл.

Электромеханизм поступального дії

Винахід відноситься до електроприводів, зокрема до электромеханизмам поступальної дії. Электромеханизм поступального дії складається з електродвигуна, штока з гвинтовою парою і кінематичного редуктора. Контроль і керування положенням штока электромеханизма здійснюється з допомогою двох аналітичних датчиків Холла, розташованих під кутом 90° один відносно одного, паралельно площині двополюсного циліндричного постійного магніту діаметральної намагніченості. Магніт встановлений на валику кінематичного редуктора. Абсолютний кут, який відповідає фактичному стану штока, визначається по відношенню поточних значень вихідної напруги датчиків Холла, отриманих при обертанні або фіксованому положенні постійного магніту. Досягається підвищення точності відпрацювання заданої величини ходу штока і можливість постійного контролю положення штока. 3 іл.

Електромеханічний привід предкрилка літака

Винахід відноситься до авіабудування і стосується приводів предкрилків літака. Електромеханічний привід містить два висувні рейки з зубчастими секторами, розділений на секції основний вал, роз'ємні муфти, що з'єднують між собою секції основного вала, два електромеханічних приводу секцій основного вала з корпусами, закріпленими у каркасі крила. Кожен корпус має розміщені всередині електродвигун і датчик кутового положення ротора електродвигуна, двоступінчастий хвильовий редуктор з тілами обертання з порожнистим вихідним валом, який має два ексцентрика з встановленими на них підшипниками і робочими кільцями першої ступені, складовими волнообразователь. Корпус також містить сепаратори ступенів. Сепаратор першого ступеня з розміщеними в ньому тілами обертання, взаємодіючими з хвильовою поверхнею жорсткого колеса першого ступеня, на якому встановлені ексцентрики з підшипниками і робочими кільцями другого ступеня. Сепаратор другого ступеня з розміщеними в ньому тілами обертання, взаємодіючими з робочими кільцями і хвильовою поверхнею жорсткого колеса другого ступеня. Жорстке колесо першого ступеня хвильового редуктора має порожнистий вал, а волнообразоватподвижним. Жорстке колесо другого ступеня з хвильовою поверхнею встановлено з можливістю обертання відносно корпусу і має порожнистий вихідний вал. Основний вал, довжина кожної секції якого перевищує довжину одного електромеханічного приводу, розміщений всередині порожнього ротора, полого валу жорсткого колеса першої ступені та порожнього вихідного вала жорсткого колеса другого ступеня. Між основним і порожнистим вихідним валами встановлено керований пристрій їх роз'єднання. Досягається підвищення надійності електромеханічного приводу предкрилка. 4 з.п. ф-ли, 4 іл.

Літак староверова (варіанти)

Винахід відноситься до авіації та придатне для всіх типів літаків

Комплекс з приводів і системи електроживлення від мережі

Винахід відноситься до комплексу, що складається з приводів (1) та системи електричного живлення приводів від мережі (2) трифазного змінного електричного струму

Електрична система управління для керма напряму літального апарату

Винахід відноситься до електричній системі управління для керма напряму літального апарату

Приводний электромеханизм

Винахід відноситься до авіабудування і може бути використане для приводів різних пристроїв, переважно на літальних апаратах, а також на об'єктах у інших областях техніки

Спосіб повороту керуючої аеродинамічної поверхні літального апарату

Винахід відноситься до області засобів управління для літальних апаратів

Система управління аеродинамічними поверхнями

Винахід відноситься до галузі авіації
Up!