RU173854U1 - STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT - Google Patents
STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT Download PDFInfo
- Publication number
- RU173854U1 RU173854U1 RU2016145430U RU2016145430U RU173854U1 RU 173854 U1 RU173854 U1 RU 173854U1 RU 2016145430 U RU2016145430 U RU 2016145430U RU 2016145430 U RU2016145430 U RU 2016145430U RU 173854 U1 RU173854 U1 RU 173854U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steering
- angle
- capacitive
- axis
- drive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
- F41G7/00—Direction control systems for self-propelled missiles
- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/30—Command link guidance systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
- F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к управляемым снарядам и ракетам с аэродинамическими поверхностями управления, в частности к рулевым приводам. Сущность полезной модели заключается в том, что в блок рулевого привода, содержащего корпус, силовую часть привода на электродвигателе с контроллером управления и рулями управления на исполнительной оси, введен емкостной датчик на дифференциальных емкостных измерительных элементах, закрепленных на неподвижном корпусе блока рулевого привода и сегментный ротор из диэлектрического материала, установленный на исполнительной оси с возможностью взаимодействия с дифференциальными емкостными измерительными элементами емкостного датчика и электрически связанным с ним преобразователем «Емкость-Угол», установленным на неподвижном корпусе и электрически связанным с контроллером управления электродвигателем. Реализация полезной модели позволяет повысить надежность работы рулевого привода за счет исключения контакта между элементами в цепи обратной связи и исключения электромагнитного взаимовлияния каналов многоканального электропривода.The invention relates to guided missiles and missiles with aerodynamic control surfaces, in particular to steering drives. The essence of the utility model consists in the fact that a capacitive sensor on differential capacitive measuring elements mounted on a fixed housing of the steering drive unit and a segmented rotor is introduced into the steering drive unit containing the housing, the power unit of the drive on an electric motor with a control controller and control wheels on the executive axis made of dielectric material mounted on the actuating axis with the possibility of interaction with differential capacitive measuring elements of a capacitive sensor and a capacitance-angle converter electrically connected to it, mounted on a fixed housing and electrically connected to a motor control controller. The implementation of the utility model improves the reliability of the steering drive by eliminating contact between the elements in the feedback circuit and eliminating the electromagnetic interference of the channels of a multi-channel electric drive.
Description
Полезная модель относится к управляемым снарядам и ракетам с аэродинамическими поверхностями управления, в частности к рулевым электроприводам.The utility model relates to guided missiles and missiles with aerodynamic control surfaces, in particular to steering electric drives.
Известен блок рулевого привода управляемого снаряда по патенту RU 2121649 Кл. МПК F42B 15/00, который содержит корпус, силовую часть привода с рулями управления на исполнительной оси, потенциометр обратной связи, который укреплен на корпусе и размещен вдоль бортовой хорды рулей и соединен осью со штоком рулевой машины и рычагом с осью рулей. На рычаге установлена вилка с возможностью разворота относительно рычага.Known steering gear steering projectile according to patent RU 2121649 Cl. MPK F42B 15/00, which contains the body, the power part of the drive with steering wheels on the actuating axis, a feedback potentiometer, which is mounted on the body and placed along the side chord of the steering wheels and connected by an axis to the steering machine rod and the lever with the steering axis. A fork is mounted on the lever with the possibility of a turn relative to the lever.
Такое конструктивное решение, при котором потенциометр обратной связи размещен в блоке рулевого привода, обеспечивает съем электрического сигнала пропорционально углу поворота руля. Однако данное решение не обеспечивает необходимую надежность работы потенциометрического датчика обратной связи.Such a constructive solution, in which the feedback potentiometer is located in the block of the steering drive, provides the removal of the electric signal in proportion to the angle of rotation of the steering wheel. However, this solution does not provide the necessary reliability of the potentiometric feedback sensor.
Известен рулевой привод управляемого снаряда по патенту RU 2285227, Кл. МПК F42B 15/00, который содержит электродвигатель, редуктор, усилитель мощности, потенциометрический датчик обратной связи, формирователь команд, корректирующую цепь обратной связи и рули управления. В указанном приводе отмечается недостаточное контактирование токосъемника и значительная износоустойчивость резистивной подложки потенциометра обратной связи.Known steering gear guided projectile patent RU 2285227, CL. MPK F42B 15/00, which contains an electric motor, gearbox, power amplifier, potentiometric feedback sensor, a command generator, a corrective feedback circuit and control wheels. In the specified drive, insufficient contact of the current collector and significant wear resistance of the resistive substrate of the feedback potentiometer are noted.
Известен блок рулевого привода управляемого снаряда по патенту RU 66023, Кл. МПК F42B 15/00, выбранный в качестве прототипа, который содержит корпус, силовую часть привода с рулями управления на исполнительной оси и суммирующий усилитель с корректирующей цепью, постоянный магнит, установленный на исполнительной оси с возможностью взаимодействия с магниторезистивным датчиком, закрепленным на неподвижном корпусе блока рулевого привода и электрически связанным с инструментальным усилителем и резистором термокомпенсации. Силовая часть привода содержит электродвигатель с редуктором и усилителем мощности, суммирующий усилитель с корректирующей RC-цепью обратной связи образуют аналоговый контроллер управления замкнутым электроприводом. Известный блок рулевого привода позволяет повысить надежность работы рулевого привода за счет исключения контакта между элементами в цепи обратной связи. Однако при близком расположении электродвигателей и магниторезистивных датчиков двухканального привода малогабаритных ракет наблюдается частичное взаимовлияние каналов привода за счет влияния на магниторезистивный датчик магнитного поля соседнего канала.Known steering gear steering projectile according to patent RU 66023, Cl. IPC F42B 15/00, selected as a prototype, which contains a housing, a power part of the drive with steering wheels on the actuating axis and a summing amplifier with a correcting circuit, a permanent magnet mounted on the actuating axis with the possibility of interaction with a magnetoresistive sensor mounted on a fixed block body steering gear and electrically connected to the instrumentation amplifier and thermal compensation resistor. The power part of the drive contains an electric motor with a gearbox and a power amplifier, the summing amplifier with a corrective RC feedback circuit form an analog controller for controlling a closed drive. The known block of the steering drive can improve the reliability of the steering gear by eliminating contact between the elements in the feedback circuit. However, with the proximity of electric motors and magnetoresistive sensors of a two-channel drive of small-sized missiles, a partial mutual influence of the drive channels is observed due to the influence of the magnetic field of the adjacent channel on the magnetoresistive sensor.
Предлагаемая полезная модель устраняет указанные недостатки за счет использования бесконтактного емкостного датчика угла и преобразователя «Емкость-Угол» в цепи обратной связи рулевого привода.The proposed utility model eliminates these disadvantages through the use of a non-contact capacitive angle sensor and a capacitance-angle converter in the feedback circuit of the steering drive.
Целью создания полезной модели является повышение надежности работы рулевого привода и исключения электромагнитного взаимовлияния каналов многоканального рулевого электропривода.The purpose of creating a utility model is to increase the reliability of the steering drive and the exclusion of electromagnetic interference of the channels of the multi-channel steering electric drive.
Указанная цель достигается тем, что в блоке рулевого привода, содержащем корпус, силовую часть привода на электродвигателе с редуктором и рулями управления на исполнительной оси и датчиком угла поворота исполнительной оси, и контроллером управления электродвигателем, датчик угла поворота исполнительной оси выполнен бесконтактным емкостным за счет введения пары дифференциальных емкостных измерительных элементов, закрепленных на неподвижном корпусе, введен преобразователь «Емкость-Угол», электрически связанный с контроллером управления электродвигателем, и сегментный ротор из диэлектрического материала, размещенный на исполнительной оси и взаимодействующий с дифференциальными емкостными измерительными элементами. Емкостной датчик угла поворота исполнительной оси содержит две печатные платы с дифференциальными емкостными элементами, закрепленными на корпусе с зазором, в котором перемещается сегментный ротор из диэлектрического материала, при этом угловой размер сегментного ротора равен рабочему углу емкостного датчика.This goal is achieved by the fact that in the block of the steering drive containing the housing, the power part of the drive on an electric motor with a gearbox and steering wheels on the actuating axis and an angle sensor of the actuating axis, and a motor controller, the angle sensor of the actuating axis is made non-capacitive by introducing a pair of differential capacitive measuring elements mounted on a fixed housing, a capacitance-angle transducer is introduced, electrically connected to the control controller electric motor, and a segmented rotor of dielectric material, placed on the actuating axis and interacting with differential capacitive measuring elements. The capacitive sensor for the angle of rotation of the executive axis contains two printed circuit boards with differential capacitive elements mounted on the housing with a gap in which the segmented rotor is made of dielectric material, while the angular size of the segmented rotor is equal to the working angle of the capacitive sensor.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид силовой части рулевого привода, на фиг. 2 - функциональная схема электропривода с емкостным датчиком угла поворота исполнительной оси рулей, на фиг. 3 приведен вид рулевой машины блока рулевого электропривода спереди со стороны емкостного датчика углового перемещения исполнительной оси.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of the power section of the steering gear; FIG. 2 is a functional diagram of an electric drive with a capacitive sensor for the angle of rotation of the executive axis of the rudders, FIG. 3 is a front view of a steering machine of a steering electric drive unit from the side of a capacitive sensor for angular displacement of the actuating axis.
Блок рулевого электропривода управляемой ракеты содержит корпус 1, силовую часть электропривода на электродвигателе 2 (на фиг. 1 показана только ось электродвигателя) с редуктором 3 и рулями управления (на фиг. 1 не показаны) на исполнительной оси 4 и емкостным датчиком 5 угла поворота исполнительной оси 4. Емкостной датчик угла поворота 5 образован парой дифференциального емкостных измерительных элементов с изменяемым отношением емкостей в зависимости от угла поворота исполнительной оси 4. Дифференциальные измерительные емкостные элементы образованы двумя параллельными печатными платами 6 и 7 статора, закрепленными на корпусе 1 с зазором, и сегментным ротором 8 из диэлектрического материала, закрепленным на исполнительной оси 4 с возможностью углового перемещения в зазоре между платами 6 и 7. На нижней плате 7 статора расположены два электрода, выполненные в виде кольцеобразных печатных сегментов, на верхней плате 6 расположен кольцеобразный печатный сегментный электрод, равный по размеру двум нижним. Сегментный диэлектрический ротор 8 выполнен в виде сектора диска, по размеру полностью перекрывающего один из секторов платы 7. Каждый печатный сектор платы 7 образует с печатным сектором платы 6 конденсаторы с переменными емкостями соответственно С1 и С2, которые подключены к входам преобразователя «Емкость-Угол» 9. Измеренное значение угла поворота с преобразователя 9 поступает на контроллер электропривода 10 и сравнивается с заданным углом. По результатам сравнения вырабатывается управляющий ШИМ-сигнал, который через усилитель мощности (на схеме фиг. 2 не показан) поступает на исполнительный электродвигатель 2 с редуктором 3, и на исполнительную ось 4 рулевого электропривода.The steering missile steering electric drive unit comprises a
Блок рулевого электропривода привода управляемой ракеты функционирует следующим образом.Block steering electric drive guided missile operates as follows.
В процессе полета управляемой ракеты на управляющий контроллер рулевого электропривода подаются управляющие сигналы (заданное значение углового положения привода) в виде аналогового сигнала или цифрового кода, которые отрабатываются аэродинамическими рулями, что обеспечивает маневрирование управляемой ракеты.During the flight of the guided missile, control signals (preset value of the angular position of the actuator) in the form of an analog signal or a digital code that are processed by the aerodynamic rudders, which provides maneuvering of the guided missile, are supplied to the steering controller of the steering electric drive.
При повороте исполнительной оси 4 одновременно поворачивается жестко связанный с ней секторный элемент ротора 8. При перемещение ротора 8 изменяется отношения емкостей С1 и С2 дифференциального измерительного емкостного элемента, образованного секторами платы 7 относительно сектора платы 6, пропорционально углу поворота ротора 8. Изменение емкостей определяется частичным перекрытием секторов платы 7 относительно сектора платы 6 диэлектрическим ротором 8 из материала с большей относительной диэлектрической проницаемостью εотн (например, для стеклотекстолита εотн=4,3), при этом емкость одного из конденсаторов уменьшается, а второго увеличивается. Преобразователь «Емкость-Угол» 9 преобразует отношение емкостей С1 и С2 в значение напряжения или цифрового кода, пропорциональное значению угла отклонения исполнительной оси 4 рулевого электропривода. Выходное напряжение преобразователя 9 подается на контроллер электропривода 10, где формируется сигнал управления электродвигателем 2, осуществляющим угловое перемещение исполнительной оси 4 с аэродинамическими рулями управления ракетой. Перемещение руля прекращается при равенстве сигналов управления и сигнала с емкостного датчика угла поворота.When the actuating
Емкостной датчик угла с дифференциальным измерительным емкостным элементом образован двумя печатными платами, с нанесенными на них печатными секторами, закрепленными с зазором на корпусе, и диэлектрическом сегментном роторе, закрепленном на исполнительной оси электропривода с возможностью углового перемещения в зазоре между платами. Угловой размер секторного ротора и секторов дифференциального каждого измерительного емкостного элемента статора равен рабочему углу рулевого привода ракеты (обычно 20…30°). Преобразователь «Емкость-Угол» может быть выполнен, например, на микросхеме типа 1382НХ025 (преобразователь емкость в напряжение), или, например, типа 1310НМ01 (преобразователь емкость в цифровой код). Контроллер электропривода может быть выполнен аналоговым на операционных усилителях, например, как в Патенте на полезную модель RU 149139, или цифровым на микроконтроллере, например 32-х разрядном семейства ARM Cortex-М3, с полномостовыми усилителем мощности на силовых MOSFET-транзисторах. В качестве электродвигателя может быть применен, например, коллекторный электродвигатель постоянного тока семейства ДР-25.A capacitive angle sensor with a differential measuring capacitive element is formed by two printed circuit boards, with printed sectors applied to them, fixed with a gap on the case, and a dielectric segmented rotor mounted on the actuator's actuating axis with the possibility of angular movement in the gap between the boards. The angular size of the sector rotor and differential sectors of each measuring capacitive element of the stator is equal to the working angle of the rocket’s steering gear (usually 20 ... 30 °). The capacitance-angle converter can be performed, for example, on a chip of type 1382НХ025 (capacitor-to-voltage converter), or, for example, type 1310НМ01 (capacitor-to-digital code converter). The electric drive controller can be made analog on operational amplifiers, for example, as in Patent for utility model RU 149139, or digital on a microcontroller, for example, 32-bit ARM Cortex-M3 family, with full-bridge power amplifier on power MOSFET transistors. As an electric motor, for example, a DC-collector DC motor of the DR-25 family can be used.
Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение надежности работы рулевого привода за счет исключения контакта между элементами в цепи обратной связи и исключения электромагнитного взаимовлияния каналов многоканального электропривода.Thus, the utility model provides increased reliability of the steering drive by eliminating contact between the elements in the feedback circuit and eliminating the electromagnetic interference of the channels of the multi-channel electric drive.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145430U RU173854U1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145430U RU173854U1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU173854U1 true RU173854U1 (en) | 2017-09-14 |
Family
ID=59894258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145430U RU173854U1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU173854U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740978C1 (en) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Rudder unit of missile or projectile |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042742A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-27 | Hughes Aircraft Company | Microcontroller for controlling an airborne vehicle |
FR2694626A1 (en) * | 1992-08-07 | 1994-02-11 | Thomson Csf | Automatic guidance procedure for missile - avoids interaction between pitch roll and yaw control systems for symmetrically controlled missiles. |
RU2121649C1 (en) * | 1997-08-06 | 1998-11-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Block of steering drive of guided missile |
RU2216707C1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро машиностроения" | Rotating self-guided rocket |
RU2285227C1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана" | Spin-stabilized missile with electric control actuator |
RU66023U1 (en) * | 2007-02-21 | 2007-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана" | STEERED DRIVE STEERING UNIT |
-
2016
- 2016-11-21 RU RU2016145430U patent/RU173854U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5042742A (en) * | 1989-12-22 | 1991-08-27 | Hughes Aircraft Company | Microcontroller for controlling an airborne vehicle |
FR2694626A1 (en) * | 1992-08-07 | 1994-02-11 | Thomson Csf | Automatic guidance procedure for missile - avoids interaction between pitch roll and yaw control systems for symmetrically controlled missiles. |
RU2121649C1 (en) * | 1997-08-06 | 1998-11-10 | Конструкторское бюро приборостроения | Block of steering drive of guided missile |
RU2216707C1 (en) * | 2002-04-19 | 2003-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро машиностроения" | Rotating self-guided rocket |
RU2285227C1 (en) * | 2005-06-21 | 2006-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана" | Spin-stabilized missile with electric control actuator |
RU66023U1 (en) * | 2007-02-21 | 2007-08-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро точного машиностроения им. А.Э. Нудельмана" | STEERED DRIVE STEERING UNIT |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2740978C1 (en) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Rudder unit of missile or projectile |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102667412B (en) | Relative angle detection device, rotation angle detection device, relative angle detection method, and rotation angle detection method | |
JP6455111B2 (en) | Rotation angle detector | |
KR102023509B1 (en) | MOTOR AND sensing magnet of THE SAME | |
EP2650652A1 (en) | Rotation angle detection apparatus, torque detection apparatus, and electric power steering apparatus | |
EP1035002B1 (en) | Torque sensing apparatus | |
US20210070361A1 (en) | Steer by wire system with redundant angular position sensing and an end-of-travel stop | |
CN105644617B (en) | The guard method of rack end | |
RU173854U1 (en) | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT | |
US6363797B1 (en) | Rotational angle detecting device torque detecting device and steering apparatus | |
WO2019177603A1 (en) | Off-axis magnetic angular sensor using a magnetic sensing probe and multi-pole magnet array | |
US20210114651A1 (en) | Electric power steering | |
CN104426438A (en) | Motor controller | |
EP3591343B1 (en) | Pilot control unit comprising a redundant position sensor | |
US5786754A (en) | Method and apparatus for electronically cancelling a vehicle direction signal in an electric assist steering system | |
JP3764536B2 (en) | Electric power steering device | |
JP2018096782A (en) | Angle detector, relative angle detector, torque sensor, electrically-driven power steering device, and vehicle | |
US20230026718A1 (en) | Forklift steer-by-wire control system | |
YAVSAN et al. | The effect of rotor plates on capacitive measurement in capacitive encoders | |
RU66023U1 (en) | STEERED DRIVE STEERING UNIT | |
CN107941143A (en) | A kind of conductive plastics voltage is than output angle sensor | |
KR102098346B1 (en) | Motor driving device for a vehicle | |
JP2007263693A (en) | Steering angle detector | |
US20240101182A1 (en) | Synchronized steering control systems for forklifts | |
WO2021210125A1 (en) | Detection unit and electric power steering device | |
CN117360620A (en) | Position sensor and steering device |