周蓓等

摘要：該文對(duì)一種新型的折桿式舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了原理方面的深入研究，確定了折桿自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的關(guān)系，通過軌跡計(jì)算機(jī)仿真，得出了在工程運(yùn)用中折桿折角為小角度的結(jié)論以及自轉(zhuǎn)角速度與公轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：新型舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)；公轉(zhuǎn)；自轉(zhuǎn)；折角；計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）14-0237-02

通常所用的的舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在艙內(nèi)，通過驅(qū)動(dòng)舵軸使得對(duì)舵進(jìn)行擺動(dòng)控制。這種擺動(dòng)機(jī)構(gòu)占用艙內(nèi)空間；同時(shí)對(duì)于大翼展的舵，其系統(tǒng)剛度較差，舵在氣流以及慣性力的作用下有可能會(huì)發(fā)生顫振。折桿式舵機(jī)是國(guó)際上出現(xiàn)的一種新的控制面的操縱方法。對(duì)于擺動(dòng)后緣舵，它可以安裝在狹長(zhǎng)的固定翼中不占用艙內(nèi)空間，輸出端支撐在舵中直接驅(qū)動(dòng)舵擺動(dòng)；且系統(tǒng)剛度好，對(duì)氣動(dòng)特性不敏感。

折桿式擺舵機(jī)構(gòu)是一種空間機(jī)構(gòu)，本文對(duì)其運(yùn)動(dòng)原理做簡(jiǎn)單分析，并給出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)得以實(shí)現(xiàn)的重要參數(shù)。

1 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)介

折桿機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為一根折桿，輸入段是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸出段是擺動(dòng)。

折桿機(jī)構(gòu)原理圖如下：

折桿折角為[θ]，左端是輸入端，右端是輸出端。輸入運(yùn)動(dòng)為：桿的左端繞著公轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)也繞著自轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，即其公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)。輸出運(yùn)動(dòng)為：折桿右段平面擺動(dòng)即折桿有端Z向位移為零，且輸出擺角為[±2θ]。

如何使Z向位移為零，以及對(duì)于折桿的機(jī)構(gòu)參數(shù)有什么要求，下面對(duì)此問題進(jìn)行研究。

2 輸出端軌跡分析

2.1 軌跡分析

設(shè)公轉(zhuǎn)角速度為[ω1]，自轉(zhuǎn)角速度為[ω2]，折桿折角為[θ]。

3 結(jié)構(gòu)參數(shù)的要求

在折桿具體的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)過程中，是用一簡(jiǎn)單的行星輪系來(lái)實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)角速度與公轉(zhuǎn)角速度之間的關(guān)系。由[tgθ1cosθ=tgθ22]可知，自轉(zhuǎn)角速度[ω2]與公轉(zhuǎn)角速度[ω1]之間的關(guān)系不可能為定值。

此時(shí)自轉(zhuǎn)角速度與公轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系用[y=2x]的直線擬和存在偏差比折角[θ]為6°時(shí)大。所以自轉(zhuǎn)角速度與公轉(zhuǎn)角速度為2倍的關(guān)系符合折角為小角度的關(guān)系。也就是說(shuō)折桿在工程運(yùn)用中要求折角[θ]為小角度。

4 結(jié)論

新型的折桿式舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在狹長(zhǎng)的固定翼中不占用艙內(nèi)空間且系統(tǒng)剛度好，相對(duì)傳動(dòng)舵機(jī)在以上方面具有優(yōu)勢(shì)。本文對(duì)新型的折桿式舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與計(jì)算機(jī)仿真，給出了其速度輸入關(guān)系、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)以及約束條件，對(duì)于折桿式舵機(jī)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及工程運(yùn)用具有重要意義。

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