一种基于超声电机驱动的后缘襟翼驱动装置的制作方法

本发明涉及一种飞机技术，尤其是一种飞机机翼技术，具体地说是一种基于压电陶瓷超声电机驱动的后缘襟翼驱动装置。

技术背景

后缘襟翼是在机翼后缘安装的活动翼面，平时紧贴在机翼下表面上。使用时，襟翼沿下翼面后退，它可以增大机翼弯度和面积，提高升力系数增大升力。传统的后缘襟翼一般采用多连杆机构控制驱动，其形成的运动原理导致运动机构及作动方式复杂、传动可靠度不高、运动机构易出现卡滞等问题。随着飞行性能的不断提升，对后缘机翼的灵活操控提出了新的要求，尤其是智能机翼对于大变形、快响应、高功率密度的新型驱动方式需求非常迫切。而压电驱动具有重量轻、响应快、体积小、输出扭矩大等特点，是新型后缘襟翼驱动方式的理想选择，对于提高飞机的性能具有至关重要的作用。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的后缘襟翼驱动机构复杂，传动可靠度差，运动机构易出现卡滞的问题，设计一种新型襟翼驱动装置，它通过具有齿轮状转子的超声电机带动滑轨上的齿条的做直线运动，齿条直线运动带动连杆运动，从而能够使后缘襟翼在滑槽内滑动。该方式的结构简单，体积小，调节精度高，响应快等特点。

本发明的技术方案是：

一种基于超声电机驱动的后缘襟翼驱动装置，其特征在于它包括齿轮状超声电机1、齿条2、滑轨3、连杆9、滚子i5、滚子ii8、支撑杆i6和支撑杆ii7，齿轮状超声电机1、滑轨3、支撑杆i6和支撑杆ii7均固定安装在机身上对应位置处，齿条2的轮齿与齿轮状超声电机1的输出齿轮相啮合，齿条2的齿板部分安装在滑轨3中并能沿滑轨3移动；连杆9的一端与齿条2相连，另一端与后缘襟翼4的延长部分16相连，在后缘襟翼4上设有弧形滑槽17，滚子i5和滚子ii8安装在对应的支撑杆i6和支撑杆ii7的悬臂端上并位于所述的弧型滑槽17中；齿轮状超声电机1带动齿条2沿滑轨3移动的同时带动连杆9移动，连杆9带动后缘襟翼4的延长部分16移动，从而改变滚子i5和滚子ii8在后缘襟翼4上弧形滑槽17中的位置，从而改变后缘襟翼4的迎风角度。

所述的连杆9与齿条2和后缘襟翼4的延长部分16均通过螺栓铰接。

所述的17延长至延长部分16上，延长部分16与后缘襟翼4为整体结构或分体结构。

所述的齿轮状超声电机1由依次由底板15、压电片14、定子13、摩擦材料12、齿轮状转子11和端盖10相连组成，端盖10通过螺纹将压电片14、定子13、摩擦材料12、齿轮状转子11固定在底板15上，端盖10与输出轴是一体结构。

所述的连杆9与齿条2及后缘襟翼4的延伸部分16铰接相连。

所述的弧形滑槽17的宽度与滚子i5和滚子ii8的直径相匹配，滚子i5和滚子ii8直径相同。

所述的弧形滑槽17的深度与滚子i5和滚子ii8宽度相匹配。

所述的后缘襟翼4的延伸部分6的外端呈半圆形结构，半圆形结构上设有与连杆9连接的圆孔。

所述的连杆9为双头y型连杆。

所述的滚子为圆环形，放置在后缘襟翼的弧形滑槽内。

所述的支撑杆呈圆柱状，一端固定在机身上，另一端套入滚子的内孔中。

本发明的有益效果是：

(1)、本发明所设计的新型驱动方式，在后缘襟翼工作时，通过控制超声电机的旋转，带动齿条及连杆运动，以实现后缘襟翼的快速驱动与控制。

(2)、本发明使用具有新型齿轮状转子的超声电机对控制后缘襟翼进行控制，具有结构简单、重量轻、可靠性强、响应快、控制精度高、扭矩大等特点。

附图说明

图1为本发明后缘襟翼驱动结构的爆炸图。

图2为本发明后缘襟翼驱动结构齿轮状转子超声电机的爆炸图。

图3为本发明后缘襟翼驱动结构的轴测图。

图4为本发明后缘襟翼驱动结构的俯视图。

图5为本发明后缘襟翼驱动结构的背视图。

图中：

1.齿轮状超声电机，2.齿条，3.滑轨，4.后缘襟翼，5.滚子i，6.支撑杆i，7.支撑杆ii，8.滚子ii，9.连杆，10.端盖，11.齿轮状转子，12.摩擦材料，13.定子，14.压电片，15.底座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1~5。

一种基于超声电机驱动的后缘襟翼驱动装置，对称设置在后缘襟翼4的两侧，每侧的驱动装置包括齿轮状超声电机1、齿条2、滑轨3、连杆9（最好采用图1所示的双头y型结构）、滚子i5、滚子ii8、支撑杆i6和支撑杆ii7，如图1所示，装配状态的后视、正视、俯视图分别参阅图3-5所示，齿轮状超声电机1、滑轨3、支撑杆i6均固定安装在机身上对应位置处，齿条2的轮齿与齿轮状超声电机1的输出齿轮相啮合，齿条2的齿板部分安装在滑轨3中并能沿滑轨3移动；双头y型连杆9的一端与齿条2通过螺栓铰接相连，另一端与后缘襟翼4的延长部分16上的圆孔也通过螺栓铰接相连，在后缘襟翼4上设有弧形滑槽17，弧形滑槽17可仅仅设置在后缘襟翼4上，也可从后缘襟翼4延伸到延长部分16上，延长部分16的延伸端呈半圆弧结构，延长部分16与后缘襟翼4可为整体结构或分体相连的结构，圆孔开在半圆弧结构上以便于与双头y型连杆9的连接。滚子i5和滚子ii8安装在对应的支撑杆i6和支撑杆ii7的悬臂端上并位于所述的弧型滑槽17中，弧型滑槽17的长度和弧度可根据后缘襟翼需要转动的角度加以计算确定；齿轮状超声电机1带动齿条2沿滑轨3移动的同时带动双头y型连杆9移动，双头y型连杆9带动后缘襟翼4的延长部分16移动，从而改变滚子i5、滚子ii8在后缘襟翼4上弧形滑槽17中的位置，从而改变后缘襟翼4的迎风角度并固定不动。具体实施时，齿轮状超声电机1由依次由底板15、压电片14、定子13、摩擦材料12、齿轮状转子11和端盖10相连组成，如图2所示，端盖10通过螺纹将压电片14、定子13、摩擦材料12、齿轮状转子11固定在底板15上并通过卡圈固定（见图5），端盖10与输出轴是一体结构。

本发明的弧形滑槽17的宽度与滚子i5和滚子ii8直径相匹配，滚子i5和滚子ii8直径相同。同时，弧形滑槽17的深度与滚子i5和滚子ii8宽度相匹配。支撑杆i6和支撑杆ii7的位置根据其悬臂端的滚子i5和滚子ii8在弧形滑槽中的位置及两者之间的距离确定，一般而言应在弧形滑槽17弦线的两点上即位于弧形滑槽的弧线上。

详述如下：

本发明的基于超声电机驱动的后缘襟翼驱动装置，由齿轮状超声电机1、齿条2、滑轨3、后缘襟翼4、滚子i5、支撑杆i6、支撑杆ii7、滚子ii8、双头y型连杆9组成；其中齿轮状超声电机1固定安装在机身上，具有齿轮状的转子超声电机1与齿条2配合，齿条2安装于滑轨3之上，滑轨3固定于机身上，双头y型连杆9与齿条和后缘襟翼4的延长部分均通过螺栓铰接，滚子i5和滚子ii8放置在后缘襟翼4的弧形滑槽内，弧形槽的宽度与滚子的宽度一致，支撑杆i6和支撑杆ii8的一端与机身固定连接，另一端套在滚子的内环中。

本实例中使用的具有齿轮状转子的超声电机，输出轴为8mm，底座上留有直径4mm的通孔，用于与机身连接，电机端盖通过螺钉固定在转子上表面，输出轴一端使用卡簧固定，以防止轴向窜动；齿轮状转子上留有4个均布的螺钉孔，中心孔直径为10mm，选用转子的模数为2，齿数为34，选用与其配合的齿条，且齿条的厚度小于转子的厚度，以防止定子与齿条干涉；在齿条的底端做一个与滑轨相配合的槽，并将齿条安装在滑轨上。在齿条的前端留有3mm的通孔，用于与双头y型连杆连接，在双头y型连杆的另一端与后缘襟翼的延长部分相连接。后缘襟翼的内侧留有深3mm的弧形槽，滚子的宽度为3mm，直径为4mm，滚子在弧形槽内滚动，两根一段支撑杆固定在机身上，另一端套在滚子的内孔中，对后缘襟翼进行支撑。

在需要后缘襟翼工作的时候，控制系统给超声电机发送驱动信号，通过发送的驱动信号来控制超声电机的齿轮状转子的旋转，进而带动后缘襟翼沿弧形滑槽内运动。

实施例二。

如图1-5所示。

本实施例与实施例一的区别是每套驱动装置仅使用一个支撑杆i6或支撑杆ii7，滚子i5和滚子ii8也仅使用一个，但双头y型连杆9必须通过固定在机身上的导套限制其仅能作直线移动，不能转动，这样就可以保证改变角度后的后缘襟翼4的角度能实现固定不变。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。