本發(fā)明屬于舵機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機及控制方法。

背景技術(shù)：

近年來隨著航空航天領(lǐng)域的迅速發(fā)展，人們對舵機的性能要求越來越高，舵機逐漸向著結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，質(zhì)量輕的方向發(fā)展。采用液壓、氣動驅(qū)動的舵機控制機構(gòu)往往存在結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量及體積大等缺點。而傳統(tǒng)電動舵機則需要加減速裝置，設(shè)備復雜，質(zhì)量大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機及控制方法，在高頻驅(qū)動條件下，能夠快速響應并雙向驅(qū)動負載，提供了斷電鉗位的功能；能夠斷電后位置保持并實現(xiàn)雙向大角度控制。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機，包括電磁驅(qū)動裝置1、屈曲梁控制裝置2、與屈曲梁控制裝置2相連接的第一舵片3和第二舵片4，所述電磁驅(qū)動裝置1和屈曲梁控制裝置2安裝于外殼5內(nèi)；所述電磁驅(qū)動裝置1包括第一鐵芯1-2，纏繞于第一鐵芯1-2上的第一線圈1-1，第二鐵芯1-4，纏繞于第二鐵芯1-4上的第二線圈1-5，以及位于第一鐵芯1-2與第二鐵芯1-4之間的兩端并排放置的第一銜鐵1-3和第二銜鐵1-6；所述屈曲梁控制裝置2包括并排放置的第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2，第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2控制端通過轉(zhuǎn)軸安裝于端部固定裝置2-3，第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2尾部通過轉(zhuǎn)軸安裝于尾部固定裝置2-4；第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2中部有用于安裝第一銜鐵1-3和第二銜鐵1-6的槽；安裝后的屈曲梁控制裝置2位于電磁驅(qū)動裝置1中部，且屈曲梁控制裝置2和與電磁驅(qū)動裝置1相互垂直。

所述第一線圈1-1及第二線圈1-5繞法相同，第一銜鐵1-3及第二銜鐵1-6采用相同極性的永磁鐵，且N極和S極的朝向相同。

所述基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機的控制方法，首先，安裝時，通過端部固定裝置2-3及尾部固定裝置2-4向第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2施加軸向預壓力，使其處于屈曲狀態(tài)；開始作動時，向第一線圈1-1及第二線圈1-5通電，通電后產(chǎn)生磁場對分別固定在第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2內(nèi)的第一銜鐵1-3及第二銜鐵1-6產(chǎn)生方向相反的作用力，從而實現(xiàn)失穩(wěn)屈曲狀態(tài)的切換。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1)由于屈曲狀態(tài)屬于穩(wěn)態(tài)，因此不需要施加外界能力即可保持當前狀態(tài)，而屈曲梁受壓屈曲后存在方向相反的兩個屈曲狀態(tài)，因此該舵機可以控制每個舵片輸出方向相反兩個偏轉(zhuǎn)角。因此本發(fā)明在控制舵片偏轉(zhuǎn)時只需要在切換兩個偏轉(zhuǎn)角時通電，而在舵片保持目前狀態(tài)持續(xù)輸出偏轉(zhuǎn)角時無需通電。不但實現(xiàn)了斷電后位置保持，而且具有能耗低的特點。

2)本發(fā)明只采用兩個屈曲梁作為舵片控制機構(gòu)，因此機構(gòu)簡單，便于實現(xiàn)小體積輕量化設(shè)計。不但極大降低了加工和裝配的難度，而且為小型飛行器節(jié)省了寶貴的內(nèi)部空間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明電磁驅(qū)動裝置及屈曲梁控制裝置三維示意圖。

圖3為本發(fā)明電磁驅(qū)動裝置示意圖。

圖4為本發(fā)明屈曲梁控制裝置示意圖。

圖5為本發(fā)明屈曲梁裝配后屈曲狀態(tài)示意圖。

圖6為線圈繞法及銜鐵朝向示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明一種基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機，電磁驅(qū)動裝置1、屈曲梁控制裝置2、與屈曲梁控制裝置2相連接的第一舵片3和第二舵片4，所述電磁驅(qū)動裝置1和屈曲梁控制裝置2安裝于外殼5內(nèi)；所述電磁驅(qū)動裝置1包括第一鐵芯1-2，纏繞于第一鐵芯1-2上的第一線圈1-1，第二鐵芯1-4，纏繞于第二鐵芯1-4上的第二線圈1-5，以及位于第一鐵芯1-2與第二鐵芯1-4之間的兩端并排放置的第一銜鐵1-3和第二銜鐵1-6；所述屈曲梁控制裝置2包括并排放置的第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2，第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2控制端通過轉(zhuǎn)軸安裝于端部固定裝置2-3，第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2尾部通過轉(zhuǎn)軸安裝于尾部固定裝置2-4；第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2中部有用于安裝第一銜鐵1-3和第二銜鐵1-6的槽；安裝后的屈曲梁控制裝置2位于電磁驅(qū)動裝置1中部，且屈曲梁控制裝置2和與電磁驅(qū)動裝置1相互垂直。

本發(fā)明所述基于屈曲梁的雙穩(wěn)態(tài)電磁舵機的控制方法，首先，安裝時，通過端部固定裝置2-3及尾部固定裝置2-4向第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2施加軸向預壓力，使其處于屈曲狀態(tài)一或屈曲狀態(tài)二(如圖5所示，三維轉(zhuǎn)配示意圖如圖2所示)；開始作動時，向第一線圈1-1及第二線圈1-5通電，通電后產(chǎn)生磁場對分別固定在第一屈曲梁2-1及第二屈曲梁2-2內(nèi)的第一銜鐵1-3及第二銜鐵1-6產(chǎn)生方向相反的作用力，從而實現(xiàn)失穩(wěn)屈曲狀態(tài)的切換。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，第一線圈1-1及第二線圈1-5繞法相同，第一銜鐵1-3及第二銜鐵1-6采用相同極性的永磁鐵，且N極和S極的朝向相同，當開始作動時向第一線圈1-1及第二線圈1-5通電，通電后產(chǎn)生磁場從而對第一銜鐵1-3及第二銜鐵1-6產(chǎn)生方向相反的作用力，從而實現(xiàn)失穩(wěn)屈曲狀態(tài)的切換以及兩只舵片的差動控制。