开舵机构及具有其的舵机

技术领域

本发明属于制导武器技术领域，具体地，涉及一种开舵机构及具有其的舵机。

背景技术

新一代制导武器要求舵面具有折叠锁定及按时序开舵功能，由于作战环境复杂、弹药飞行速度大，作用在舵面上的动压较大，因此对开舵能力提出了更高的要求。

现有的开舵机构中，一些开舵机构采用弹簧来实现舵面的展开及锁定，受空间及弹簧固有特性限制，开舵力较小，无法满足大开舵力的需求；另外，还有一些开舵机构采用火工品直接进行开舵，利用火工品爆发力撞击舵面，使舵面获得动能从而实现舵面展开，在大开舵力下要求下舵面获取的动能较大，火工品对舵面的撞击力度较大，舵面变形严重，同时受空间布局限制，火工品作用在舵面上的时间短，无法连续作用在舵面上，舵面需在惯性力作用下进行展开，开舵可靠性较低。

因此，设计一种契合其各类力学环境的开舵机构，是目前飞行器中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种开舵机构及具有其的舵机，以解决现有技术中的开舵机构的开舵力小的难题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种开舵机构，包括：

舵轴组件，所述舵轴组件包括连接部和多根舵轴，多根所述舵轴围绕所述连接部呈辐射状设置，且各所述舵轴的第一端均与所述连接部固定连接；

舵面，所述舵面为多个，多个所述舵面与多根所述舵轴一一对应地设置，且所述舵面的第一端可转动地设置在所述舵轴远离所述连接部的一端，所述舵面具有与所述舵轴垂直的折叠状态和绕所述舵轴转动至与所述舵轴对接的展开状态；

开舵组件，所述开舵组件包括支架和多根开舵杆，所述支架与所述连接部连接，多个所述开舵杆与多个所述舵面一一对应地设置，所述开舵杆可转动设置在所述支架上，且所述开舵杆具有旋转至与所述支架的外表面贴靠的第一位置和偏离所述支架的外表面以将对应的所述舵面撑开的第二位置。

进一步地，所述开舵杆包括支撑段和驱动段，所述支撑段的第一端与所述驱动段的第一端连接形成L形杆状结构，且所述支撑段的长度大于所述驱动段的长度；

所述开舵杆通过转销铰接在所述支架上，且所述转销与所述开舵杆的铰接位置位于所述支撑段和所述驱动段连接的位置处，所述开舵杆绕所述转销转动以在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

进一步地，所述开舵组件还包括推动部件，所述推动部件设置在所述支架上以对所述驱动段施力，进而使所述开舵杆在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

进一步地，所述推动部件包括：

连杆，所述连杆与所述支架固定连接，所述连杆垂直于所述舵轴；

推力件，所述推力件设置在所述连杆上并可沿所述连杆的长度方向运动以对所述驱动段施力。

进一步地，多根所述开舵杆沿第一圆周设置，所述连杆位于所述第一圆周的中心轴线上，所述推力件为推动盘，多根所述开舵杆通过所述推动盘同步驱动。

进一步地，所述推动盘的外周设置有环形限位台阶。

进一步地，所述开舵机构还包括辅助开舵部件，所述辅助开舵部件设置于所述舵轴的端部以辅助于将所述舵面撑开并锁定。

进一步地，所述舵轴的第二端设置有定位槽和安装孔，所述舵面的端部通过支撑销连接在所述定位槽内，所述安装孔沿所述舵轴的长度方向延伸并与所述定位槽连通，所述辅助开舵部件包括：

弹性元件，所述弹性元件设置于所述安装孔内；

锁止件，所述锁止件连接在所述弹性元件远离所述连接部的一端，所述舵面靠近所述锁止件的一侧设置有用于与所述锁止件配合的限位凸台。

进一步地，所述舵轴为四根，四根所述舵轴沿所述连接部的外周呈十字形布置。

另一方面，本发明还提供了一种舵机，所述舵机包括上述的开舵机构。

应用本发明的技术方案，初始状态下，舵面处于折叠状态，此时，开舵杆处于第一位置，当需要将舵面切换至展开状态时，只需使开舵杆从第一位置转动至第二位置，此过程中，通过开舵杆的作用，可以将舵面撑开，使舵面从折叠状态切换至展开状态。相对于现有技术中采用弹簧或者火工品实现开舵的方式而言，本发明中采用开舵杆撑开舵面的方式可以对舵面施加更大的开舵力，开舵杆作用在舵面上的时间较长，推动舵面展开的角度较大，能够实现舵面在各类恶劣力学环境下可靠开舵；该开舵机构减少了对舵面的撞击力度，对舵面的损伤较小。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例公开的开舵机构的舵面处于折叠状态时的剖视图；

图2是本申请实施例公开的开舵机构的舵面被开舵杆撑开时的剖视图；

图3是本申请实施例公开的开舵机构的舵面处于展开状态时的剖视图。

附图标记说明：

10、舵轴组件；11、连接部；12、舵轴；121、定位槽；122、安装孔；20、舵面；21、限位凸台；30、开舵组件；31、支架；32、开舵杆；321、支撑段；322、驱动段；33、推动部件；331、连杆；332、推力件；3321、环形限位台阶；40、辅助开舵部件；41、弹性元件；42、锁止件；50、支撑销；60、转销。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均适用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

需要说明的是，为了清楚地说明本发明的内容，本发明特举多个实施例以进一步阐释本发明的不同实现方式，其中，该多个实施例是列举式而非穷举式。此外，为了说明的简洁，前实施例中已提及的内容往往在后实施例中予以省略，因此，后实施例中未提及的内容可相应参考前实施例。

参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，提供了一种开舵机构。该开舵机构包括舵轴组件10、舵面20以及开舵组件30。

其中，舵轴组件10包括连接部11和多根舵轴12，该多根舵轴12围绕连接部11呈辐射状设置，且各舵轴12的第一端均与连接部11连接；舵面20为多个，该多个舵面20与多根舵轴12一一对应地设置，且舵面20的第一端可转动地设置在舵轴12远离连接部11的一端，实际使用时，舵面20具有与舵轴12垂直的折叠状态和绕舵轴12转动至与舵轴12平行对接的展开状态；开舵组件30包括支架31和多根开舵杆32，支架31与连接部11连接，多根开舵杆32与多个舵面20一一对应地设置，开舵杆32可转动设置在支架31上，且开舵杆32具有旋转至与支架31的外表面贴靠的第一位置和偏离支架31的外表面以将对应的舵面20撑开的第二位置。

初始状态下，舵面20处于折叠状态，此时，开舵杆32处于第一位置，当需要将舵面20切换至展开状态时，只需使开舵杆32从第一位置转动至第二位置，此过程中，通过开舵杆32的作用，可以将舵面20撑开，使舵面20从折叠状态切换至展开状态。相对于现有技术中采用弹簧或者火工品实现开舵的方式而言，本实施例中采用开舵杆32撑开舵面20的方式可以对舵面20施加更大的开舵力，开舵杆32作用在舵面20上的时间较长，推动舵面20展开的角度较大，能够实现舵面20在各类恶劣力学环境下可靠开舵；该开舵机构减少了对舵面20的撞击力度，对舵面20的损伤较小。

具体来说，本实施例中的连接部11可以是一个连接架，实际设计时，舵轴12可以设置为两根、三根、四根或者四根以上。在本申请的中一种具体的实施方式中，将舵轴12设置为四根，四根舵轴12呈十字形连接在连接部11上。对应地，将舵面20设置为四个，四个舵面20一一对应地安装在舵轴12远离连接部11的一端。

为了对舵面20进行安装，本实施例中的舵轴12的第二端设置有定位槽121，实际安装时，舵面20通过支撑销50连接在定位槽121内，舵面20在折叠状态和展开状态之间切换时，舵面20的端部可以在定位槽121内转动，此时，定位槽121可以限制舵面20运动的自由度，最终可以对舵面20进行限位。

进一步地，本实施例中的开舵组件30的支架31连接在连接部11的底部，此时，支架31位于多个舵面20的中央，通过对开舵杆32施加力的作用，即可使开舵杆32在第一位置和第二位置之间进行切换，进而使舵面20从折叠状态切换至展开状态。实际安装时，多根开舵杆32沿支架31的外周布置，更适于实现开舵机构的小型化和集成化设计。具体地，本实施例中的开舵杆32包括支撑段321和驱动段322，支撑段321的第一端与驱动段322的第一端连接形成L形杆状结构，且支撑段321的长度大于驱动段322的长度。也即是说，本实施例中的支撑段321和驱动段322连接之后形成一个L形的杆状结构，安装时，开舵杆32通过转销60铰接在支架31上，且该转销60与开舵杆32的铰接位置位于支撑段321和驱动段322连接的位置处。使用时，只需对驱动段322施加力的作用，即可使开舵杆32绕转销60转动，进而可以在第一位置和第二位置之间切换。

本实施例中通过使支撑段321的长度大于驱动段322的长度，不仅适于将舵面20撑开，更适于对开舵杆32进行收放,可以防止多根开舵杆32在旋转过程中发生相互干涉的情况。

结合以上的描述可以知道，本发明的开舵机构利用杠杆原理实现开舵，所需开舵行程小，实现方式简单，各部件良好结合，节省了结构设计空间，降低了产品结构的复杂性，通过四舵一体化集成设计、小型轻质化设计的设计模式，降低了成本，在舵机集成化、高可靠性设计方面具有十分重要的意义。进一步地，本实施例中的开舵组件30还包括推动部件33，该推动部件33设置在支架31上以对驱动段322施力，进而使开舵杆32在第一位置和第二位置之间切换。

可选地，推动部件33包括连杆331和推力件332。其中，连杆331与支架31固定连接，且该连杆331垂直于舵轴12；推力件332设置在连杆331上并可沿连杆331的长度方向运动以对驱动段322施力。结合图1至图3所示，当推力件332沿连杆331运动时，可以带动驱动段322运动，进而可以带动开舵杆32沿转销60转动以从第一位置切换至第二位置。

实际安装时，多根开舵杆32沿第一圆周设置，而连杆331位于第一圆周的中心轴线上，本实施例中将推力件332设置为推动盘，当该推力盘沿连杆331运动时，可以同时对多根开舵杆32施加力的作用，进而可以驱动多根开舵杆32同步运动，不仅能够简化本申请的结构，还能够提高各个舵面20运动的同步性。

进一步地，本实施例中的推动盘的外周设置有环形限位台阶3321，当推动盘沿连杆331向上运动至运动位置时，L形设置的开舵杆32转角搭接配合在环形限位台阶3321上，此时，开舵杆32已经伸展至极限位置，便于对舵面20进行稳定开舵。

再次结合图1至图3所示，本申请实施例的开舵机构还包括辅助开舵部件40，该辅助开舵部件40设置于舵轴12的端部以辅助于将舵面20撑开并锁定。

为了对辅助开舵部件40进行安装和支撑，本实施例中的舵轴12的第二端设置有安装孔122，该安装孔122沿舵轴12的长度方向延伸并与定位槽121连通。而辅助开舵部件40包括弹性元件41和锁止件42。其中，弹性元件41设置于安装孔122内；锁止件42连接在弹性元件41远离连接部11的一端，舵面20靠近锁止件42的一侧设置有用于与锁止件42配合的限位凸台21。可选地，本实施例中的弹性元件41可以弹簧、弹性柱等结构，锁止件42为锁止销等结构。当舵面20从折叠状态切换至展开状态的过程中，弹性元件41可以带动锁止件42朝向舵轴12轴向运动并伸展开，可以协同开舵组件30一起将舵面20撑开，能够进一步提高本实施例中的开舵机构的开舵力，结构稳定可靠。当舵面20伸展至与舵轴12对接时，锁止件42可以锁止在定位槽121内，能够将舵面20锁止在展开状态。

结合上述的结构对舵面20展开及锁定过程进行详细介绍如下：

当舵机在接受开舵指令后，舵面20尾端脱离限制，可绕支撑销50转动，推力件332在推力的作用下向上运动推动开舵杆32绕转销60转动，开舵杆32转动时推动舵面20绕支撑销50转动，并使舵面20获得一定的初速度。同时，弹性元件41在压缩的弹性势能下推动锁止件42向外运动，成一个转矩，驱动舵面20向外旋转展开。当推力件332运动到极限位置时，即L形设置的开舵杆32搭靠在环形限位台阶3321上时(如图3所示)，可限制开舵杆32继续转动，同时开舵杆32与舵面20脱离，弹性元件41与锁止件42继续推动舵面20向外运动，当舵面20展开到位时，舵轴12限制舵面20继续转动，锁止件42运动到舵面20下方位置，舵面20上的限位凸台21对锁止件42进行限位，从而实现舵面20的展开锁定。

本发明的开舵机构结构紧凑、体积较小、功能完整，可以节省开舵机构的设计空间，降低了产品结构的复杂性。充分利用杠杆原理实现推动舵面20的展开，开舵行程小，作用在舵面20上的时间较长，推动舵面20展开角度较大，同时该开舵机构整体结构简单，能够实现四舵同时展开，涉及零件少，具有较强的加工装配工艺性，同时该开舵机构生产成本较低，采用机械式结构可长时间无需保养维护，开舵靠性高，具有将较强的使用价值。

另一方面，本申请实施例还提供了一种舵机，该舵机包括上述实施例中的开舵机构，因此，该舵机包括开舵机构的所有技术效果，由于前文已经对开舵机构的技术效果进行了详细描述，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1、本发明的开舵机构利用杠杆原理实现开舵，开舵力大，作用在舵面上的开舵力时间较长，推动舵面展开的角度较大，能够实现舵面在各类恶劣力学环境下可靠开舵，开舵可靠性高；

2、本发明的开舵机构够展开及锁定舵面原理简单，零件数少，制造成本较低，经济性较好，促进了舵机的低成本和集成化设计；

3、本发明的开舵机构采用机械结构实现舵面的展开及锁定，可进行多次试验及拆装，不影响其性能，不需要特殊维护，能够实现在各种恶劣环境下长期贮存。

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申请保护范围的限制。

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