本实用新型属于飞机飞行控制系统技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种大型无人机用电动舵系统。
背景技术：
无人机的舵系统作为无人机活动部件的控制装置，可实现对无人机上相关的需要运动的部件如活动舵面、前轮转向、油门杆、活动进气道风门、燃油转换阀等机构的不同运动状态的遥控控制或自动控制。随着伺服舵机技术的发展，在无人机上已经开始大量应用电动舵系统。
在中小型无人机中，大多采用旋转舵机直接与舵面相连。而在大型无人机中，受功率和大铰链力矩影响，舵机尺寸相对较大，很多位置不适宜采用简单的旋转舵机的结构形式。同时，多数情况下，舵机控制系统部分由控制器实现，另外的部分则是由机电管理计算机或飞控计算机直接进行控制，集成度较低。另外，在某些大型无人机，则使用普通的旋转舵机加较大的齿轮减速机构进行驱动，占用大量的机上空间和重量，同时，安全性和可靠性较低，维护性较差，降低了系统的性能。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种大型无人机用电动舵系统，目的是提高集成度。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：大型无人机用电动舵系统，包括舵机控制器、用于控制右副翼进行转动的右副翼驱动系统、用于控制方向舵进行转动的方向舵驱动系统、用于控制右进气道风门进行转动的右进气道风门驱动系统、用于控制升降舵进行转动的升降舵驱动系统、用于控制左进气道风门进行转动的左进气道风门驱动系统、用于控制左副翼进行转动的左副翼驱动系统和用于控制前起落架进行转动的前轮转向驱动系统，右副翼驱动系统、方向舵驱动系统、右进气道风门驱动系统、升降舵驱动系统、左进气道风门驱动系统、左副翼驱动系统和前轮转向驱动系统与舵机控制器为电连接。
所述前轮转向驱动系统包括与前起落架连接的前起落架转向驱动摇臂和与前起落架转向驱动摇臂连接且用于控制前起落架转向驱动摇臂进行转动的前轮转向舵机。
所述右进气道风门驱动系统包括与右进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂和与舵机输出摇臂连接且用于控制舵机输出摇臂进行转动的风门驱动舵机。
所述左进气道风门驱动系统包括与左进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂和与舵机输出摇臂连接且用于控制舵机输出摇臂进行转动的风门驱动舵机。
所述右副翼驱动系统包括与右副翼连接的副翼拉杆、与副翼拉杆连接的副翼舵机输出摇臂和与副翼舵机输出摇臂连接且用于控制副翼舵机输出摇臂进行转动的副翼舵机。
所述左副翼驱动系统包括与左副翼连接的拉杆、与拉杆连接的副翼舵机输出摇臂和与副翼舵机输出摇臂连接且用于控制副翼舵机输出摇臂进行转动的副翼舵机。
所述方向舵驱动系统包括与方向舵连接的方向舵舵面驱动支架和与方向舵舵面驱动支架连接且用于控制方向舵舵面驱动支架进行转动的方向舵舵机。
所述升降舵驱动系统包括与升降舵连接的升降舵拉杆、可旋转设置且与升降舵拉杆连接的转向摇臂和与转向摇臂连接且用于控制转向摇臂进行转动的升降舵舵机。
本实用新型的大型无人机用电动舵系统，通过1台控制器控制7台舵机，可通过一路总线信号与飞控计算机进行交联，减少了飞控计算器的接口要求，提高了系统的兼容性和集成度，减少了设备体积，也减轻了整体设备的重量，提高了系统的维护性。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本实用新型大型无人机用电动舵系统的组成示意图；
图2是前轮转向驱动系统的结构示意图；
图3是进气道风门驱动系统的结构示意图；
图4是副翼驱动系统的结构示意图；
图5是方向舵驱动系统的结构示意图；
图6是升降舵驱动系统的结构示意图；
图中标记为：
1、舵机控制器；2、右副翼驱动系统；3、方向舵驱动系统；4、右进气道风门驱动系统；5、升降舵驱动系统；6、左进气道风门驱动系统；7、左副翼驱动系统；8、前轮转向驱动系统；
9、舵机固定摇臂；10、前轮转向舵机；11、前起落架转向驱动摇臂；
12、风门驱动舵机；13、舵机输出摇臂；14、外管固定支架；15、推拉钢索外管；16、推拉钢索内芯；
17、副翼舵机；18、副翼舵机输出摇臂；19、副翼拉杆；20、副翼舵面驱动点；
21、方向舵舵机固定端；22、方向舵舵机；23、方向舵舵面驱动支架；
24、升降舵舵机固定端；25、升降舵舵机；26、转向摇臂；27、升降舵拉杆；28、升降舵驱动点。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1至图6所示，本实用新型提供了一种大型无人机用电动舵系统，包括舵机控制器1、用于控制右副翼进行转动的右副翼驱动系统2、用于控制方向舵进行转动的方向舵驱动系统3、用于控制右进气道风门进行转动的右进气道风门驱动系统4、用于控制升降舵进行转动的升降舵驱动系统5、用于控制左进气道风门进行转动的左进气道风门驱动系统6、用于控制左副翼进行转动的左副翼驱动系统7和用于控制前起落架进行转动的前轮转向驱动系统8，右副翼驱动系统2、方向舵驱动系统3、右进气道风门驱动系统4、升降舵驱动系统5、左进气道风门驱动系统6、左副翼驱动系统7和前轮转向驱动系统8与舵机控制器1为电连接。
具体地说，如图1和图2所示，前轮转向驱动系统包括与前起落架连接的前起落架转向驱动摇臂11和与前起落架转向驱动摇臂11连接且用于控制前起落架转向驱动摇臂11进行转动的前轮转向舵机10。无人机上设置舵机固定摇臂9，前轮转向舵机10的一端与舵机固定摇臂9转动连接，前轮转向舵机10的另一端与前起落架转向驱动摇臂11转动连接，通过前轮转向舵机10的线性伸缩运动，驱动前起落架转向驱动摇臂11绕其转轴转动，进而实现控制前轮转向控制功能。前轮转向舵机10是由电机和减速机构组成，减速机构为滚珠丝杠机构，减速机构用于将来自电机的旋转力传递至前起落架转向驱动摇臂11，减速机构与电机和前起落架转向驱动摇臂11连接。前轮转向舵机10通过电缆与舵机控制器连接，前轮转向舵机10布置于前起落架转向驱动点附近，用于驱动前起落架地面转向，由于相关位置空间较充足，采用了直线式舵机直接将直接运动转换为旋转运动。
如图1和图3所示，右进气道风门驱动系统用于控制右进气道风门的打开和关闭，右进气道风门位于无人机的右进气道中，右进气道是指位于无人机机身右侧的进气道。右进气道风门驱动系统包括与右进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂13和与舵机输出摇臂13连接且用于控制舵机输出摇臂13进行转动的风门驱动舵机12。推拉钢索包括推拉钢索外管15和推拉钢索内芯16，推拉钢索外管15套在推拉钢索内芯16上，推拉钢索外管15设置在外管固定支架14上，推拉钢索内芯16的一端与舵机输出摇臂13连接，推拉钢索内芯16的另一端与右进气道风门连接，舵机输出摇臂13与风门驱动舵机12的输出轴固定连接。风门驱动舵机12通过舵机输出摇臂13，输出旋转角位移，拉动推拉钢索内芯16进行线性运动，推拉钢索内芯16在推拉钢索外管15内进行滑动运动，实现对右进气道风门的打开和关闭控制。
如图1和图3所示，左进气道风门驱动系统用于控制左进气道风门的打开和关闭，左进气道风门位于无人机的左进气道中，左进气道是指位于无人机机身左侧的进气道。左进气道风门驱动系统包括与左进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂13和与舵机输出摇臂13连接且用于控制舵机输出摇臂13进行转动的风门驱动舵机12。推拉钢索包括推拉钢索外管15和推拉钢索内芯16，推拉钢索外管15套在推拉钢索内芯16上，推拉钢索外管15设置在外管固定支架14上，推拉钢索内芯16的一端与舵机输出摇臂13连接，推拉钢索内芯16的另一端与左进气道风门连接，舵机输出摇臂13与风门驱动舵机12的输出轴固定连接。风门驱动舵机12通过舵机输出摇臂13，输出旋转角位移，拉动推拉钢索内芯16进行线性运动，推拉钢索内芯16在推拉钢索外管15内进行滑动运动，实现对左进气道风门的打开和关闭控制。风门驱动舵机12通过电缆与舵机控制器连接，风门驱动舵机12输出旋转力。
如图1和图4所示，右副翼驱动系统包括与右副翼连接的副翼拉杆19、与副翼拉杆19连接的副翼舵机输出摇臂18和与副翼舵机输出摇臂18连接且用于控制副翼舵机输出摇臂18进行转动的副翼舵机17。副翼拉杆19具有一定的长度，副翼拉杆19的长度方向上的一端与右副翼转动连接，副翼拉杆19的长度方向上的另一端与副翼舵机输出摇臂18转动连接，副翼舵机输出摇臂18与副翼舵机17的输出轴固定连接，副翼舵机17的输出力矩通过副翼舵机输出摇臂18和副翼拉杆19传递至右副翼，进而带动右副翼舵面的上下转动，实现对右副翼舵面的控制。副翼舵机17通过电缆与舵机控制器连接，副翼舵机17输出旋转力。
如图1和图4所示，左副翼驱动系统包括与左副翼连接的副翼拉杆19、与副翼拉杆19连接的副翼舵机输出摇臂18和与副翼舵机输出摇臂18连接且用于控制副翼舵机输出摇臂18进行转动的副翼舵机17。副翼拉杆19具有一定的长度，副翼拉杆19的长度方向上的一端与左副翼转动连接，副翼拉杆19的长度方向上的另一端与副翼舵机输出摇臂18转动连接，副翼舵机输出摇臂18与副翼舵机17的输出轴固定连接，副翼舵机17的输出力矩通过副翼舵机输出摇臂18和副翼拉杆19传递至左副翼，进而带动左副翼舵面的上下转动，实现对左副翼舵面的控制。副翼舵机17通过电缆与舵机控制器连接，副翼舵机17输出旋转力。
如图1和图5所示，方向舵驱动系统包括与方向舵连接的方向舵舵面驱动支架23和与方向舵舵面驱动支架23连接且用于控制方向舵舵面驱动支架23进行转动的方向舵舵机22。方向舵舵机22的输出端与方向舵舵面驱动支架23转动连接，方向舵舵面驱动支架23与方向舵固定连接。方向舵舵机22固定通过方向舵舵机固定端21进行球铰固定，再通过输出端的伸缩运动，推动方向舵舵面驱动支架23绕其转轴转动，进而实现对方向舵舵面的控制。方向舵舵机22通过电缆与舵机控制器连接，方向舵舵机22是由电机和减速机构组成，减速机构为滚珠丝杠机构，减速机构用于将来自电机的旋转力传递至方向舵舵面驱动支架23，减速机构与电机和方向舵舵面驱动支架23连接。
如图1和图6所示，升降舵驱动系统包括与升降舵连接的升降舵拉杆27、可旋转设置且与升降舵拉杆27连接的转向摇臂26和与转向摇臂26连接且用于控制转向摇臂26进行转动的升降舵舵机25。升降舵舵机25的输出端与转向摇臂26转动连接，转向摇臂26与升降舵拉杆27的长度方向上的一端转动连接，升降舵拉杆27的长度方向上的另一端与升降舵转动连接。升降舵舵机25过升降舵舵机固定端24固定于结构上，升降舵舵机25的输出端驱动转向摇臂26的输入端进行转动，转向摇臂26的输出端与升降舵拉杆27的一端相连接，升降舵拉杆27将转向摇臂26的输出端的转动转换为线性位移，通过升降舵驱动点28驱动升降舵转动，实现对升降舵舵面的控制。升降舵舵机25通过电缆与舵机控制器连接，升降舵舵机25是由电机和减速机构组成，减速机构为滚珠丝杠机构，减速机构用于将来自电机的旋转力传递至转向摇臂26，减速机构与电机和转向摇臂26连接。
上述结构的无人机电动舵系统，将飞机上所有舵机的伺服控制模块进行了集成，实现了1台控制器控制7台舵机，可通过一路总线信号与飞控计算机进行交联，减少了飞控计算器的接口要求，提高了系统的兼容性，减少了设备体积，也减轻了整体设备的重量，提高了系统的维护性；另外，根据前起落架和方向舵周边空间充足的特性，采用了直推式的前轮转向系统和方向舵驱动系统，提高了系统的维护性和可靠性，减少了结构件数量和系统重量；右进气道风门驱动系统和左进气道风门驱动系统，采用小舵机 柔性推拉钢索的方式，可适应非直线传递路径的远程控制，设备安装灵活，可靠性高；左、右副翼驱动系统采用平行四边形的结构形式，便于机翼内安装定位，同时整体简洁，便于安装和维护；升降舵驱动系统通过转向摇臂和升降舵拉杆，将升降舵舵机布置于远离驱动点、空间较为充足的升降舵内部，避免了对结构的整体性破坏，提高了系统的可靠性和维护性。
以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
1.大型无人机用电动舵系统，其特征在于：包括舵机控制器、用于控制右副翼进行转动的右副翼驱动系统、用于控制方向舵进行转动的方向舵驱动系统、用于控制右进气道风门进行转动的右进气道风门驱动系统、用于控制升降舵进行转动的升降舵驱动系统、用于控制左进气道风门进行转动的左进气道风门驱动系统、用于控制左副翼进行转动的左副翼驱动系统和用于控制前起落架进行转动的前轮转向驱动系统，右副翼驱动系统、方向舵驱动系统、右进气道风门驱动系统、升降舵驱动系统、左进气道风门驱动系统、左副翼驱动系统和前轮转向驱动系统与舵机控制器为电连接。
2.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述前轮转向驱动系统包括与前起落架连接的前起落架转向驱动摇臂和与前起落架转向驱动摇臂连接且用于控制前起落架转向驱动摇臂进行转动的前轮转向舵机。
3.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述右进气道风门驱动系统包括与右进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂和与舵机输出摇臂连接且用于控制舵机输出摇臂进行转动的风门驱动舵机。
4.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述左进气道风门驱动系统包括与左进气道风门连接的推拉钢索、与推拉钢索连接的舵机输出摇臂和与舵机输出摇臂连接且用于控制舵机输出摇臂进行转动的风门驱动舵机。
5.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述右副翼驱动系统包括与右副翼连接的副翼拉杆、与副翼拉杆连接的副翼舵机输出摇臂和与副翼舵机输出摇臂连接且用于控制副翼舵机输出摇臂进行转动的副翼舵机。
6.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述左副翼驱动系统包括与左副翼连接的拉杆、与拉杆连接的副翼舵机输出摇臂和与副翼舵机输出摇臂连接且用于控制副翼舵机输出摇臂进行转动的副翼舵机。
7.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述方向舵驱动系统包括与方向舵连接的方向舵舵面驱动支架和与方向舵舵面驱动支架连接且用于控制方向舵舵面驱动支架进行转动的方向舵舵机，方向舵舵机为电缸。
8.根据权利要求1所述的大型无人机用电动舵系统，其特征在于：所述升降舵驱动系统包括与升降舵连接的升降舵拉杆、可旋转设置且与升降舵拉杆连接的转向摇臂和与转向摇臂连接且用于控制转向摇臂进行转动的升降舵舵机。
技术总结