Привод поворота рамки карданова подвеса гиростабилизатора

 

Изобретение относится к усовершенствованию гиростабилизаторов с электроприводом и может быть использовано в различных отраслях техники, например, в машиностроении, приборостроении и космической технике. Сущность: устройство содержит шаговый двигатель и редуктор. При этом на выходном валу редуктора установлен кулачок со спиральным многовитковым пазом на торцевой поверхности. На конце рычага с возможностью вращения установлен валик. Причем, ось поворота рычага является осью подвеса ролика. Кроме того, указанный валик поджат упругим элементом к одной из сторон паза и находится в соприкосновении с ним. Технический результат: расширение диапазона возможных законов управления, повышение точности, надежности и ресурсов работы. 2 ил.

Изобретение относится к усовершенствованию гиростабидизаторов с электроприводом и может быть использовано в различных отраслях техники, например, в машиностроении, приборостроении и космической технике. Для активного управления по осям карданова подвеса гиростабилизатора используются электромеханические приводы (см. например, Линден. Sperry Flight Systems Phoenix, Ariz США; опубл. Вопросы ракетной техники, 1974 г., №1; Гиростабилизатор системы управления ориентацией с гиромаховиком, опубл: Вопросы ракетной техники 1972 г. и №7 и др.).

Основные требования, предъявляемые к таким приводам при углах поворота рамок подвеса , минимальная величина люфта (несколько угловых минут) на выходном валу привода при одновременном обеспечении самоторможения этого вала при воздействии внешнего знакопеременного момента.

Известен также привод рамок гиростабилизатора (H.L.Mork; Synthesis and design of gimbabd reaction wheel attitude stabilization package. Источник: 34/668 - НТБ "AIAA paper", 950, 1971, стр.1-12), содержащий шаговый двигатель с выполненной с ним заодно шестеренчатой передачей и волновым редуктором на выходе, то есть редуктор привода выполнен как бы из 2-х частей: шестеренчатой и волновой. Недостатками такого привода следует считать следующие:

1. Ресурс и надежность работы привода определяется ресурсом работы и надежностью тонкостенного гибкого колеса волновой передачи.

2. По мере износа элементов зацепления волновой передачи увеличивается люфт по оси привода, так как возникший в зацеплении люфт полностью переходит в люфт по оси.

3. Существует только линейная зависимость между поворотом выходного вала привода и валом электродвигателя.

Целью изобретения является ликвидация указанных недостатков. Указанная цель достигается за счет того, что привод рамок карданова подвеса гиростабилизатора выполнен так, что выходная часть редуктора представляет собой кулачковый механизм, состоящий из многовиткового кулачка, рычага, установленного на оси рамки карданова подвеса и валика, выступающий конец которого входит в паз кулачка и постоянно прижат к одной стороне паза при помощи упругого элемента, связанного с рычагом и корпусом гиростабилизатора.

Такое выполнение выходной части редуктора позволяет увеличить ресурс и надежность редуктора, так как вместо сложной деформации гибкого колеса в волновой передаче в кулачковом механизме происходит качение валика по пазу кулачка. Кулачковый механизм, как и волновая передача, обеспечивает требуемое передаточное отношение и самоторможение выходного вала, в данном случае, оси рамки карданова подвеса. Усилие создаваемое упругим элементом, исключает появление люфта в зоне контакта валик - паз кулачка в процессе работы. Подбором геометрии паза кулачка можно осуществить как линейный закон поворота оси рамки карданова подвеса, так и любой другой при выбранной скорости вращения вала электродвигателя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый привод рамок карданового подвеса, встроенный в кинематическую схему двухстепенного гиростабилизатора.

На фиг.2 показан пример выполнения кулачка со спиральным многовитковым пазом. (Например, по спирали Архимеда) и зон контакта валика (фиг.2а и б).

На оси рамки карданова подвеса жестко крепится рычаг 1, валик 8, который входит в спиральный паз 6 кулачка 2 и прижат к одной из сторон спирального паза упругим элементом 5, связанным с корпусом 7 и рычагом 1 гиростабилизатора.

Кулачок 2 установлен на валу выходной ступени шестеренчатого редуктора 3, который выполнен заодно с шаговым двигателем 4. Спиральный многовитковый паз 6 кулачка 2 выполнен в виде спирали Архимеда. Валик 8 установлен в рычаг 2 на подшипниках качения 9, что позволяет заменить трение скольжения на трение качения и увеличить ресурс и надежность работы.

Выступающая цилиндрическая часть валика 8 входит с минимальным зазором в спиральный паз 6 кулачка 2. При вращении кулачка валик 8 (фиг.2) катится по поверхности спирального паза 6 кулачка 2 и поворачивается совместно с рычагом 1. Угол поворота рычага 1 определяется диаметром кулачка 6 и длиной рычага 1.

Изготовлен макетный образец предлагаемого привода, который прошел испытания, включающие:

функционирование;

определение самоторможения;

минимальности люфта;

заданного движения оси карданова подвеса;

Проведенные испытания показали соответствие экспериментальных данных расчетным.

Формула изобретения

Привод поворота рамки карданова подвеса гиростабилизатора, содержащий шаговый двигатель и редуктор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона возможных законов управления, повышения точности, надежности и ресурса работы, на выходном валу редуктора установлен кулачок со спиральным многовитковым пазом на торцевой поверхности, в соприкосновении с которым находится валик, поджатый упругим элементом к одной из сторон паза и установленный с возможностью вращения на конце рычага, причем ось поворота рычага является осью подвеса ролика.

РИСУНКИ