一种舵机与舵面的连接装置的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种舵机与舵面的连接装置。

背景技术：

飞行器的舵机和舵面需通过连接装置相连，以使舵机旋转输出轴带动舵面旋转。目前常用的舵机与舵面连接装置虽然结构各异，但按连接方式主要分为两大类：一、键连接、花键连接或销连接，这种连接方式传递扭矩大，但由于舵机输出轴与舵面轴的配合公差以及拆装磨损，使舵机输出轴和舵面的连接容易产生机械间隙，对伺服系统的稳定性造成不利影响；二、螺钉(螺栓)或螺纹紧固的连接方式，这种连接方式虽然不会产生机械间隙，但舵面拆装效率低，不利于快速装卸。

技术实现要素：

本发明提供了一种舵机与舵面的连接装置，能够解决现有的连接装置容易产生机械间隙和拆装效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种舵机与舵面的连接装置，所述连接装置包括舵机输出轴、斜面销轴、舵面轴、凸轮、第一连接件、拉杆、第二连接件和弹性部件；

所述舵机输出轴为环形圆柱体，所述舵机输出轴的侧面设有第一通孔和与所述第一通孔相对的第二通孔；

所述斜面销轴为柱体，所述斜面销轴的第一侧面为曲面，第二侧面和第三侧面为相互成一定角度的两个平面，且所述两个平面相对设置，第四侧面为平面或曲面，所述第一侧面和所述第四侧面相对设置，所述斜面销轴的一端穿入所述第一通孔，另一端穿入所述第二通孔；

所述舵面轴的一端设有与所述斜面销轴的两个平面相适配的凹槽，所述舵面轴设有凹槽的一端还设有沉孔、第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部设有第三通孔，所述第二凸起部设有第四通孔；

所述凸轮设置于所述第一凸起部和所述第二凸起部之间，所述凸轮设有第五通孔和第六通孔；

所述第一连接件依次穿过所述第三通孔、第五通孔和第四通孔，用于连接所述凸轮和所述舵面轴；

所述拉杆设置于所述沉孔内，所述拉杆的一端设有第七通孔，另一端设有突出端面；

所述第二连接件穿过所述第六通孔和所述第七通孔，用于连接所述凸轮和所述拉杆；

所述弹性部件设置于所述沉孔的阶梯端面和所述拉杆的突出端面之间；

在安装所述连接装置的过程中，对所述拉杆施加压力使所述弹性部件压缩，所述拉杆在压力的作用下向前运动并带动所述凸轮进行逆时针旋转，同时所述舵面轴从所述舵机输出轴的一端进入所述舵机输出轴的内部，直至所述斜面销轴进入所述凹槽内，此时撤去对所述拉杆施加的压力，所述弹性部件回弹并带动所述拉杆向后运动，从而带动所述凸轮进行顺时针旋转，直至所述凸轮的曲面与所述斜面销轴的第一侧面接触，以实现舵机和舵面的连接；

在拆卸所述连接装置的过程中，对所述拉杆施加压力使所述弹性部件压缩，所述拉杆在压力的作用下向前运动并带动所述凸轮进行逆时针旋转，同时所述舵面轴从所述舵机输出轴的一端离开所述舵机输出轴的内部，以实现舵机和舵面的分离。

优选的，所述斜面销轴为加工有相互成一定角度的两个平面的圆柱销。

优选的，所述凸轮与所述斜面销轴的第一侧面接触的曲面对应的曲率中心与所述第五通孔的圆心不重合。

优选的，所述第一连接件为连接销。

优选的，所述第二连接件为弹簧销。

优选的，所述弹性部件为弹簧。

优选的，所述沉孔的轴线与所述舵面轴的轴线不平行。

应用本发明的技术方案，通过斜面销轴与凹槽的配合，确保舵机输出轴和舵面轴之间不会出现旋转间隙，通过凸轮的曲面和斜面销轴第一侧面的接触，确保舵机输出轴和舵面轴之间不会出现轴向间隙，从而避免了该连接装置产生机械间隙；通过对拉杆施加压力来带动凸轮进行逆时针旋转，同时舵面轴从舵机输出轴的一端进入或者离开舵机输出轴的内部，以实现舵机和舵面的快速装配或快速拆卸。本发明的连接装置具有很高的可靠性。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明的一种实施例提供的舵机与舵面的连接装置装配后的剖面示意图；

图2示出了根据本发明的一种实施例提供的舵机与舵面的连接装置装配后的立体示意图；

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的舵机与舵面的连接装置装配前的剖面示意图。

附图标记说明

10、舵机输出轴；20、斜面销轴；21、第一侧面；22、第二侧面；23、第三侧面；24、第四侧面；30、舵面轴；31、凹槽；32、沉孔；33、第一凸起部；34、第二凸起部；40、凸轮；50、第一连接件；60、拉杆；70、第二连接件；80、弹性部件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1和图2示出了根据本发明的一种实施例提供的舵机与舵面的连接装置装配后的示意图。如图1和图2所示，本发明提供了一种舵机与舵面的连接装置，所述连接装置包括舵机输出轴10、斜面销轴20、舵面轴30、凸轮40、第一连接件50、拉杆60、第二连接件70和弹性部件80；

所述舵机输出轴10为环形圆柱体，所述舵机输出轴10的侧面设有第一通孔和与所述第一通孔相对的第二通孔；

所述斜面销轴20为柱体，所述斜面销轴20的第一侧面21为曲面，第二侧面22和第三侧面23为相互成一定角度的两个平面，且所述两个平面相对设置，第四侧面24为平面或曲面，所述第一侧面21和所述第四侧面24相对设置，所述斜面销轴20的一端穿入所述第一通孔，另一端穿入所述第二通孔；

所述舵面轴30的一端设有与所述斜面销轴20的两个平面相适配的凹槽31，所述舵面轴30设有凹槽31的一端还设有沉孔32、第一凸起部33和第二凸起部34，所述第一凸起部33设有第三通孔，所述第二凸起部34设有第四通孔；

所述凸轮40设置于所述第一凸起部33和所述第二凸起部34之间，所述凸轮40设有第五通孔和第六通孔；

所述第一连接件50依次穿过所述第三通孔、第五通孔和第四通孔，用于连接所述凸轮40和所述舵面轴30；

所述拉杆60设置于所述沉孔32内，所述拉杆60的一端设有第七通孔，另一端设有突出端面；

所述第二连接件70穿过所述第六通孔和所述第七通孔，用于连接所述凸轮40和所述拉杆60；

所述弹性部件80设置于所述沉孔32的阶梯端面和所述拉杆60的突出端面之间；

在安装所述连接装置的过程中，对所述拉杆60施加压力使所述弹性部件80压缩，所述拉杆60在压力的作用下向前运动并带动所述凸轮40进行逆时针旋转，同时所述舵面轴30从所述舵机输出轴10的一端进入所述舵机输出轴10的内部，直至所述斜面销轴20进入所述凹槽31内，此时撤去对所述拉杆60施加的压力，所述弹性部件80回弹并带动所述拉杆60向后运动，从而带动所述凸轮40进行顺时针旋转，直至所述凸轮40的曲面与所述斜面销轴20的第一侧面21接触，以实现舵机和舵面的连接；

在拆卸所述连接装置的过程中，对所述拉杆60施加压力使所述弹性部件80压缩，所述拉杆60在压力的作用下向前运动并带动所述凸轮40进行逆时针旋转，同时所述舵面轴30从所述舵机输出轴10的一端离开所述舵机输出轴10的内部，以实现舵机和舵面的分离。

应用本发明的技术方案，通过斜面销轴20与凹槽31的配合，确保舵机输出轴10和舵面轴30之间不会出现旋转间隙，通过凸轮40的曲面和斜面销轴20第一侧面21的接触，确保舵机输出轴10和舵面轴30之间不会出现轴向间隙，从而避免了该连接装置产生机械间隙；通过对拉杆60施加压力来带动凸轮40进行逆时针旋转，同时舵面轴30从舵机输出轴10的一端进入或者离开舵机输出轴10的内部，以实现舵机和舵面的快速装配或快速拆卸。本发明的连接装置具有很高的可靠性。

在本发明中，与斜面销轴20的两个平面相适配的凹槽31为斜面凹槽31，斜面凹槽31一个槽面的倾斜角度与第二侧面22的平面的倾斜角度相同，另一个槽面的倾斜角度与第三侧面23的平面的倾斜角度相同，且斜面凹槽31的尺寸与斜面销轴20的尺寸相适配。在连接装置安装完成后，斜面销轴20的两个平面分别与斜面凹槽31的两个槽面贴紧，从而确保舵机输出轴10和舵面轴30之间不会出现旋转间隙。

举例来讲，当舵面轴30受到向内推进(沿轴向向左)的外力时，斜面销轴20与凹槽31卡紧，确保舵面轴30不向前移动，保证了连接的可靠性。

其中，斜面销轴20的第二侧面22和第三侧面23为相互成一定角度的两个平面，还可以使斜面销轴20无法在舵机输出轴10内转动。

根据本发明的一种实施例，所述斜面销轴20为加工有相互成一定角度的两个平面的圆柱销。举例来讲，可以对圆柱销的侧面进行对称性的切削，得到具有两个对称的平面的圆柱销，其中两个平面相互不平行。

根据本发明的一种实施例，所述凸轮40与所述斜面销轴20的第一侧面21接触的曲面对应的曲率中心与所述第五通孔的圆心不重合。此时，沿着图1中的凸轮40从下往上的方向，第五通孔的圆心到凸轮40与第一侧面21接触侧的曲面切线的垂直距离逐渐变大。也就是说，当凸轮40沿顺时针方向旋转时，凸轮40与第一侧面21接触的曲面到第五通孔的圆心的距离是逐渐变大的。通过这种配置，当舵面轴30受到向外拔出(沿轴向向右)的外力作用时，保证了舵面轴30和舵机输出轴10不会脱开。

举例来讲，当舵面轴30受到向外拔出(沿轴向向右)的外力时，凸轮40受到拉杆60的拉力和斜面销轴20接触的力，这两个力形成一对力偶，使凸轮40有顺时针旋转的倾向，由于凸轮40与第一侧面21接触的曲面到第五通孔的圆心的距离是逐渐变大的，凸轮40沿顺时针旋转后与斜面销轴20的接触会进一步压紧，保证了连接的可靠性。

在拆卸时，拉杆60带动凸轮40进行逆时针旋转，使凸轮40与斜面销轴20的第一侧面21分开，此时可以拔出舵面轴30，完成拆卸。

根据本发明的一种实施例，所述第一连接件50为连接销。

根据本发明的一种实施例，所述第二连接件70为弹簧销。弹簧销可以补偿变形，在拉杆60向前运动或者向后运动的过程中，凸轮40和拉杆60形成近似摇臂连杆的运动机构。

根据本发明的一种实施例，所述弹性部件80为弹簧。对拉杆60施加压力时弹簧压缩，拉杆60在压力的作用下在沉孔32内向前作直线运动，撤去对拉杆60施加的压力时弹簧回弹，拉杆60在弹簧的作用下在沉孔32内向后作直线运动复位。

根据本发明的一种实施例，所述沉孔32的轴线与所述舵面轴30的轴线不平行。

图3示出了根据本发明的一种实施例提供的舵机与舵面的连接装置装配前的剖面示意图。下面以图3为例，分别介绍本发明连接装置的舵机侧和舵面侧的装配过程。

舵机侧的装配过程如下：将斜面销轴20安装在舵机输出轴10的第一通孔和第二通孔内，且斜面销轴20的窄端面向舵面轴30的安装方向。

舵面侧的装配过程如下：将凸轮40用连接销安装在第一凸起部33和第二凸起部34之间，再将弹簧套在拉杆60上并从舵面轴30内倾斜沉孔32的大孔侧装入，顶住拉杆60的大端使拉杆60的小端从沉孔32的小孔侧穿出，再通过弹簧销将拉杆60的小端与凸轮40连接，松开拉杆60的大端的顶紧力，就形成了用于舵机与舵面连接的凸轮自锁机构。

本发明的连接装置不产生机械间隙，可以实现快速安装和拆卸，且具有很高的可靠性。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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