一种转动组件及舵机连接机构

摘要

本发明涉及一种转动组件及舵机连接机构，转动组件，包括：轴承(11)和锁紧件(12)；所述轴承(11)包括转动外圈(111)，转动内圈(112)，以及位于所述转动外圈(111)和所述转动内圈(112)之间的滚动组件(113)；所述转动内圈(112)包括第一内圈部分(1121)和第二内圈部分(1122)；所述锁紧件(12)与所述转动内圈(112)同轴设置，并用于锁紧所述第一内圈部分(1121)和所述第二内圈部分(1122)。通过采用本发明的转动组件，其转动内圈在锁紧件的锁紧作用下能够消除机构的自由间隙，使舵机连接机构扭矩传递到舵轴端时无延迟，力矩无损失，同时具有良好的后期维修和养护性。

权利要求

1.一种转动组件，其特征在于，包括：轴承(11)和锁紧件(12)；

所述轴承(11)包括转动外圈(111)，转动内圈(112)，以及位于所述转动外圈(111)和所述转动内圈(112)之间的滚动组件(113)；

所述转动内圈(112)包括第一内圈部分(1121)和第二内圈部分(1122)；

所述锁紧件(12)与所述转动内圈(112)同轴设置，并用于锁紧所述第一内圈部分(1121)和所述第二内圈部分(1122)；

所述锁紧件(12)在和所述转动内圈(112)相连接的位置设置有多个第一定位结构(13a)，所述转动内圈(112)设置有与所述第一定位结构(13a)相配合的第二定位结构(13b)；

所述锁紧件(12)包括：连接杆(121)和与所述连接杆(121)可拆卸连接的调节圈(122)；

所述连接杆(121)一端的端部设置有径向变大的凸头(1211)；

所述第一定位结构(13a)设置于所述凸头(1211)与所述连接杆(121)相连接的一侧；

所述第一定位结构(13a)还设置于所述调节圈(122)的一侧或相对的两侧。

2.根据权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述第一定位结构(13a)为圆锥面、圆弧面、凸起、凹槽中的一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的转动组件，其特征在于，所述第一内圈部分(1121)和第二内圈部分(1122)之间的间隔距离h满足0.2mm≤h≤0.5mm。

4.根据权利要求3所述的转动组件，其特征在于，所述连接杆(121)与所述调节圈(122)旋合连接。

5.一种采用权利要求1至4任一所述的转动组件的舵机连接机构，其特征在于，包括：转动组件(1)、连接臂(2)和摇臂(3)；

所述连接臂(2)和所述摇臂(3)通过所述转动组件(1)转动连接。

6.根据权利要求5所述的舵机连接机构，其特征在于，所述连接臂(2)至少设置有两个，且相互平行设置；

所述摇臂(3)设置于相邻的两个所述连接臂(2)之间。

7.根据权利要求5或6所述的舵机连接机构，其特征在于，所述转动组件(1)中的轴承(11)在所述连接臂(2)和所述摇臂(3)的连接位置分别设置；

所述轴承(11)通过所述转动组件(1)中的锁紧件(12)同轴连接。

8.根据权利要求7所述的舵机连接机构，其特征在于，所述轴承(11)的转动外圈(111)分别与所述连接臂(2)和所述摇臂(3)过盈配合连接。

说明书

一种转动组件及舵机连接机构

技术领域

[0001] 本发明涉及机械设计领域，尤其涉及一种转动组件及舵机连接机构。

背景技术

[0002] 高超声速飞行器是一种飞行速度超过5倍声速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器。其中以高超声速有翼飞机技术难度最大。由于高超声速飞行器的飞行速度高，为了保证发动机推力能够克服高速飞行阻力，飞行器通常被设计成扁平状，这会带来飞行器
内部可用空间十分有限，设备安装方式受限的严峻难题。因此，高超声速飞行器舵机-舵轴的连接方式通常都是通过连杆机构的形式实现。

[0003] 一般连杆结构均采用普通轴承加连杆的形式。主要会有三方面的缺点。首先，一般的轴承在外套和内套之间不可避免的存在间隙，经过连杆的传递之后，间隙的累积量已经严重影响舵机扭矩输出的效率，造成舵面端的力矩获取大大延迟。对于高超声速飞行器，这种较大的自由间隙还会引发舵面抖震，造成舵面破坏，为飞行器带来灾难性后果。其次，普通的连杆机构整体刚度较低，为了保证足够的刚度，需要采用十分粗重的连杆，造成整个机构的重量和尺寸都居高不小。最后，普通的连杆机构关节处的连接轴承由于采用过盈配合，均需使用特殊工艺方法进行拆卸，在轴承内滚珠损坏或磨损情况下无法实行快速拆除或维
修，大大影响了后期的更换和维护，使用成本极高。因此，对于高超声速飞行器，迫切的需要一款高刚度无间隙的舵机传动机构。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种转动组件及舵机连接机构，解决现有结构运行精度差的问题。

[0005] 为实现上述发明目的，本发明提供一种转动组件，包括：轴承和锁紧件；

[0006] 所述轴承包括转动外圈，转动内圈，以及位于所述转动外圈和所述转动内圈之间的滚动组件；

[0007] 所述转动内圈包括第一内圈部分和第二内圈部分；

[0008] 所述锁紧件与所述转动内圈同轴设置，并用于锁紧所述第一内圈部分和所述第二内圈部分；

[0009] 所述锁紧件和所述转动内圈相连接的位置设置有第一定位结构，所述转动内圈设置有与所述第一定位结构相配合的第二定位结构；

[0010] 所述锁紧件包括：连接杆和与所述连接杆可拆卸连接的调节圈；

[0011] 所述连接杆一端的端部设置有径向变大的凸头；

[0012] 所述第一定位结构设置于所述凸头与所述连接杆相连接的一侧；

[0013] 所述第一定位结构设置于所述调节圈的一侧或相对的两侧。

[0014] 根据本发明的一个方面，所述第一定位结构为圆锥面、圆弧面、凸起、凹槽中的一种或几种的组合。

[0015] 根据本发明的一个方面，所述第一内圈部分和第二内圈部分之间的间隔距离h满足0.2mm≤h≤0.5mm。

[0016] 根据本发明的一个方面，所述连接杆与所述调节圈旋合连接。

[0017] 为实现上述发明目的，本发明提供一种舵机连接机构，包括：转动组件、连接臂和摇臂；

[0018] 所述连接臂和所述摇臂通过所述转动组件转动连接。

[0019] 根据本发明的一个方面，所述连接臂至少设置有两个，且相互平行设置；

[0020] 所述摇臂设置于相邻的两个所述连接臂之间。

[0021] 根据本发明的一个方面，所述转动组件中的轴承在所述连接臂和所述摇臂的连接位置分别设置；

[0022] 所述轴承通过所述转动组件中的锁紧件同轴连接。

[0023] 根据本发明的一个方面，所述轴承的转动外圈分别与所述连接臂和所述摇臂过盈配合连接。

[0024] 根据本发明的一种方案，通过采用本发明的转动组件，其转动内圈在锁紧件的锁紧作用下能够消除机构的自由间隙，使舵机连接机构运行精度高，扭矩传递到舵轴端时无
延迟，力矩无损失，同时具有良好的后期维修和养护性。

[0025] 根据本发明的一种方案，通过将第一内圈部分和第二内圈部分之间设置间隙，从而使锁紧件对第一内圈部分和第二内圈部分锁紧时，保证转动内圈能够对滚动组件充分夹
持，使转动内圈和转动外圈之间与滚动组件充分紧贴，消除了转动内圈、转动外圈、滚动组件之间的自由间隙，从而保证了本发明的转动组件的工作精度。

[0026] 根据本发明的一种方案，通过定位结构实现了锁紧件与转动内圈的同轴连接，定位结构保证了锁紧件与转动内圈的同轴精度，避免了锁紧件的偏斜，进而保证了本发明的
安装精度和工作精度。

[0027] 根据本发明的一种方案，通过锁紧件的作用不仅将每个轴承上的转动内圈锁紧，还能够将轴承之间的距离保持一致，进而保证了摇臂和连接臂相互之间连接位置的精确，
保证了本发明的安装精度和工作精度。

附图说明

[0028] 图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的转动组件的结构图；

[0029] 图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的转动组件的剖视图；

[0030] 图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的转动组件的连接结构图；

[0031] 图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的舵机连接机构的结构图。

具体实施方式

[0032] 为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些
实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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。

[0033] 在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能
理解为对本发明的限制。

[0034] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

[0035] 结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的一种转动组件，包括：轴承11和锁紧件12。在本实施方式中，锁紧件12与轴承11相互同轴连接。在本实施方式中，轴承11包括转动外圈111，转动内圈112，以及位于转动外圈111和转动内圈112之间的滚动
组件113。滚动组件113夹持在转动外圈111和转动内圈112之间，保证了转动外圈111和转动内圈112的相对转动。参见图2所示，在本实施方式中，转动内圈112包括第一内圈部分1121和第二内圈部分1122。第一内圈部分1121和第二内圈部分1122相互对称设置。在第一内圈
部分1121和第二内圈部分1122半径大的一侧分别设置有用于夹持滚动组件113的凹槽结
构。锁紧件12与转动内圈112同轴设置，并将第一内圈部分1121和第二内圈部分1122锁紧，从而使第一内圈部分1121和第二内圈部分1122上的凹槽结构能够拼接成一个用于夹持滚
动组件113的凹槽，实现了转动外圈111、转动内圈112和滚动组件113之间的转动连接。

[0036] 如图3所示，根据本发明的一种实施方式，锁紧件12包括：连接杆121和调节圈122。在本实施方式中，连接杆121与调节圈122可拆卸地连接。在本实施方式中，连接杆121整体呈圆柱体，其一端的端部设置有径向变大的凸头1211。在本实施方式中，连接杆121与调节圈122采用旋合连接(例如，螺纹连接)，其连接方便快捷，稳定性高。

[0037] 结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，连接杆121穿过第一内圈部分1121和第二内圈部分1122，通过凸头1211的侧面和调节圈122的侧面分别与第一内圈部分
1121和第二内圈部分1122相抵靠，从而实现对第一内圈部分1121和第二内圈部分1122的锁
紧。在本实施方式中，锁紧件12和转动内圈112相连接的位置设置有第一定位结构13a，转动内圈112设置有与第一定位结构13a相配合的第二定位结构13b。

[0038] 根据本发明的一种实施方式，第一定位结构13a为圆锥面、圆弧面、凸起、凹槽中的一种或几种的组合。在本实施方式中，第一定位结构13a为圆锥面，其分别设置在凸头1211与连接杆121相连接的一侧，调节圈122相对的两侧，第二定位结构13b设置在第一内圈部分1121的一侧和第二内圈部分1122的一侧。通过定位结构实现了锁紧件12与转动内圈112的
同轴连接，定位结构保证了锁紧件12与转动内圈112的同轴精度，避免了锁紧件12的偏斜，进而保证了本发明的安装精度和工作精度。参见图2和图3所示，连接杆121依次穿过第一内圈部分1121和第二内圈部分1122，凸头1211上的第一定位结构13a与第一内圈部分1121上
的第二定位结构13b相互配合的连接，调节圈122上的第一定位结构13a与转动内圈112其余
的第二定位结构13b相互配合的连接。当然，第一定位结构13a还可以为圆弧面，其设置方式与前述相同，不再赘述。需要指出的是，当锁紧件12上的第一定位结构13a设置为凸起时，则转动内圈112上的第二定位结构13b相配合的设置为凹槽。当第一定位结构13a设置为凸起
或凹陷时，其可以选择阵列设置的方式设置为多个，从而对增加定位精度和稳定性要求。另外，第一定位结构13a还可以设置为圆锥面和圆弧面的组合，或者圆锥面和凸起的组合等。

[0039] 如图2所示，根据本发明的一种实施方式，第一内圈部分1121和第二内圈部分1122之间的间隔距离h满足0.2mm≤h≤0.5mm。通过将第一内圈部分1121和第二内圈部分1122之
间设置间隙，从而使锁紧件12对第一内圈部分1121和第二内圈部分1122锁紧时，保证转动
内圈112能够对滚动组件113充分夹持，使转动内圈112和转动外圈111之间与滚动组件113
充分紧贴，消除了转动内圈112、转动外圈111、滚动组件113之间的自由间隙，从而保证了本发明的转动组件的工作精度。根据样机的实际试验结果，间隔距离h＜0.2mm不足以覆盖掉
锁紧状态下第一内圈部分1121和第二内圈部分1122之间的变形量，即会造成锁紧件12与轴
承11连接锁紧后滚动组件113与转动内圈112和转动外圈111之间依然存在间隙，无法被充
分夹紧。若间隔距离h＞0.5mm，试验证明锁紧件12与轴承11锁紧后，滚动组件113被过度夹持，来自转动内圈112和转动外圈111的挤压力会使得滚动组建113无法流畅滚动，造成轴承
11的转动阻力极大增加。因此，本发明中第一内圈部分1121和第二内圈部分1122之间的间
隔距离h满足0.2mm≤h≤0.5mm，不仅保证了良好的安装精度，而且保证了轴承11的灵活运
行。

[0040] 结合图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的舵机连接机构，包括：转动组件1、连接臂2和摇臂3。在本实施方式中，连接臂2和摇臂3通过转动组件1转动连接。
在本实施方式中，连接臂2至少设置有两个，且相互平行设置。在本实施方式中，连接臂2设置为两个，摇臂3设置于相邻的两个连接臂2之间。在本实施方式中，连接臂2和摇臂3上均设置有凹槽，在保证了连接臂2和摇臂3结构强度的要求下，减轻了其重量。通过上述设置，将连接臂2设置为多个，增加了本发明的舵机连接机构的结构强度。

[0041] 结合图3和图4所示，根据本发明的一种实施方式，转动组件1中的轴承11在连接臂2和摇臂3的连接位置分别设置。在本实施方式中，以单个摇臂3为例，两个连接臂2和摇臂3同轴设置，在两个连接臂2上和摇臂3上分别设置有一个轴承11。在本实施方式中，轴承11的转动外圈111分别与连接臂2和摇臂3的安装位置过盈配合连接。参见图3所示，锁紧件12依
次穿过两个连接臂2和摇臂3上的轴承11实现同轴连接。调节圈122的设置数量与轴承111的
设置数量相同，从而保证每个轴承11均能被准确固定。在本实施方式中，最后一个锁紧轴承
11的调节圈122，其可以为两侧设置第一定位结构13a，也可以设置为单侧设置第一定位结
构13a，根据实际情况而定。通过锁紧件12的作用不仅将每个轴承11上的转动内圈112锁紧，还能够将轴承11之间的距离保持一致，进而保证了摇臂3和连接臂2相互之间连接位置的精
确，保证了本发明的安装精度和工作精度。

[0042] 根据本发明，将转动内圈112设置为第一内圈部分1121和第二内圈部分1122，并通过锁紧件12连接，保证了本发明的转动内圈112和转动外圈111能够与滚动组件113相互贴
紧，消除了轴承11中的自由间隙，保证了本发明的转动组件1的转动精度，进而保证了舵机连接机构的工作精度。同时，在轴承11运行时间较长出现转动组件中部件的磨损情况时，只需将锁紧件12拆下即可对各磨损部件进行更换，不仅简单快捷，而且维修成本低，可靠性
高。

[0043] 上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

[0044] 以上所述仅为本发明的一个方案而已，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。