本发明属于机械制造技术领域，特别涉及一种作动轴位移检测微结构及其精密制造工艺。
背景技术：
在飞行器的飞行控制系统中，作动器是各个动作的最终执行机构，作动器的动作影响飞行器的空中姿态。在飞控系统中用来测量作动器准确位置的部件是一组多余度的传感器，其信号反馈到飞行控制系统的计算机，通过运算后再发出执行器的移动指令，从而控制飞行器的姿态。传统的作动系统中，作动器及位移传感器是相对独立的元器件，作动器充当执行机构，传感器与作动器分离，该系统体积大，重量大，不利于下一代飞行器的数字化控制。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供一种作动轴位移检测微结构及其精密制造工艺，以便于能够基于容栅位移自传感技术制备出一种的智能轴体，该轴体体积小，集成度高，有利于推动飞行器的数字化控制的进程。
一种作动轴位移检测微结构，包括作动轴本体，所述作动轴本体外表面沿轴向开设有若干环形槽，位于所述作动轴本体两端的环形槽内设置有第一涂层，介于两端环形槽之间的环形槽内设置有第二涂层；
其中，所述第一涂层介电常数的值与所述作动轴本体介电常数的值相差大于20％；
所述第一涂层介电常数的值与所述第二涂层介电常数的值相差大于20％。
更进一步地，所述环形槽的宽度范围为0.01mm～2.5mm，所述环形槽的深度范围为0.01mm～2.5mm。
更进一步地，所述环形槽底与所述作动轴本体轴线的同轴度范围为0.01mm～0.05mm，所述环形槽的两侧壁与所述作动轴本体轴线的垂直度范围为0.01mm～0.05mm。
更进一步地，若干所述环形槽均匀分布，且相邻所述环形槽的槽中心的距离为0.25mm的整数倍。
更进一步地，所述第一涂层、第二涂层与所述作动轴本体之间的结合力大于50mpa。
本发明还提供一种作动轴位移检测微结构精密制造工艺，包括如下步骤：
在所述作动轴本体外表面沿轴向加工若干环形槽；
采用表面涂层技术向位于所述作动轴本体两端的环形槽内喷涂第一涂层，在介于两端环形槽之间的环形槽内喷涂第二涂层；
利用精密加工技术修整表面涂层，使作动轴表面形成沿轴向分布的涂层材料和轴体材料相间的环形结构。
更进一步地，所述表面涂层技术为喷涂、电镀或封胶中的一种或多种。
更进一步地，所述精密加工技术为精车、精磨或抛光中的一种或多种。
更进一步地，第一涂层材料、第二涂层材料致密填充于所述环形槽，且其间空隙最大直径不超过10μm。
更进一步地，经过所述精密加工技术修整表面涂层后，其表面粗糙度优于ra0.4。
本发明的作动轴位移检测微结构，可以用于飞机作动轴在机位移状态监测，具有高度集成化、小型化、精确化等优异性能；利用本发明提供的制备工艺制备的作动轴位移检测微结构，不会改变作动轴的安装形式和外形尺寸，同时也不会明显增加作动轴的整体重量和体积，能够适合于测试作动轴的位移信号。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的作动轴位移检测微结构的结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例的作动轴位移检测微结构精密制造工艺流程示意图。
图中：1-作动轴本体；2-环形槽；3-第一涂层；4-第二涂层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种作动轴位移检测微结构，如图1所示，图1示出了本发明实施例的作动轴位移检测微结构的结构示意图。作动轴位移检测微结构：包括作动轴本体1，作动轴本体1为外表面光滑的圆柱形结构，所述作动轴本体1外表面沿轴向开设有若干环形槽2，若干所述环形槽2均匀分布，且相邻所述环形槽2的槽中心的距离为0.25mm的整数倍，所述环形槽2的宽度范围为0.01mm～2.5mm，所述环形槽2的深度范围为0.01mm～2.5mm。位于所述作动轴本体1两端的环形槽内设置有第一涂层3，介于两端环形槽之间的环形槽内设置有第二涂层4；所述环形槽2底与所述作动轴本体1轴线的同轴度范围为0.01mm～0.05mm，所述环形槽2的两侧壁与所述作动轴本体1轴线的垂直度范围为0.01mm～0.05mm。
其中，所述第一涂层3介电常数的值与所述作动轴本体1介电常数的值相差大于20％；
所述第一涂层3介电常数的值与所述第二涂层4介电常数的值相差大于20％。
通过控制介电常数的差值范围，能够使轴体表面形成差别较大的电容，当轴体移动的过程中，能够便于感知落差较大的电容信号，进而可以增大采集信号的强度。
更进一步地，所述第一涂层3、第二涂层4与所述作动轴本体1之间的结合力大于50mpa。
本发明提出的一种作动轴位移检测微结构，可以用于飞机作动轴在机位移状态监测，具有高度集成化、小型化、精确化等优异性能。
为了更清楚的说明本申请提出的作动轴位移检测微结构，本申请还提出一种作动轴位移检测微结构精密制造工艺，请参照图2，图2示出了本发明实施例的作动轴位移检测微结构精密制造工艺流程示意图。具体包括如下步骤：
s1、在所述作动轴本体1外表面沿轴向加工若干环形槽2；
s2、采用表面涂层技术向位于所述作动轴本体1两端的环形槽内喷涂第一涂层3，在介于两端环形槽之间的环形槽内喷涂第二涂层4；
s3、利用精密加工技术修整表面涂层，使作动轴本体1表面形成沿轴向分布的涂层材料和轴体材料相间的环形结构，即为作动轴位移检测微结构。
其中，在步骤s2中提到的表面涂层技术是指通过对材料基体表面加涂层或改变表面形貌、化学组成、相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料低于环境的能力或赋予材料表面某种功能特性的工艺技术。示例性的，本发明实施例中采用的表面涂层技术包括但不限于喷涂、电镀、化学镀、热浸镀、离子注入或封胶等技术。
其中，在步骤s3中提到的精密加工技术包括但不限于精车、精磨、砂带磨削、精密切削、珩磨或抛光中等技术。
更进一步地，第一涂层材料、第二涂层材料致密填充于所述环形槽2，且其间空隙最大直径不超过10μm。
经过所述精密加工技术修整表面涂层后，制备完成的作动轴位移检测微结构表面粗糙度优于ra0.4。
通过本申请提供的作动轴位移检测微结构精密制造工艺，不会改变作动轴的安装形式和外形尺寸，同时也不会明显增加作动轴的整体重量和体积，能够适合于测试作动轴的位移信号。
实施例1
在矢量喷口作动轴表面加工环形并沿轴向分布的环形槽状微结构，其中槽宽2.5mm，槽深0.2mm，相邻两槽中心之间的距离为2.5mm；然后采用表面喷涂技术，距轴体一端的第一个槽内填充氧化钛材料，且在其余槽状微结构中填充氧化铝材料，保证涂层材料致密，在槽状微结构底部不含有大于10μm的空隙，同时喷涂的材料与轴体的结合力为50.9mpa，结合力的数值为采用拉伸法实验测得；接着使用精车修整表面涂层，使作动轴表面形成沿轴向分布的喷涂材料和轴体材料相间的环形结构，且轴体圆柱面粗糙度为ra0.4。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种作动轴位移检测微结构，其特征在于：包括作动轴本体(1)，所述作动轴本体(1)外表面沿轴向开设有若干环形槽(2)，位于所述作动轴本体(1)两端的环形槽内设置有第一涂层(3)，介于两端环形槽之间的环形槽内设置有第二涂层(4)；
其中，所述第一涂层(3)介电常数的值与所述作动轴本体(1)介电常数的值相差大于20％；
所述第一涂层(3)介电常数的值与所述第二涂层(4)介电常数的值相差大于20％。
2.根据权利要求1所述的作动轴位移检测微结构，其特征在于：所述环形槽(2)的宽度范围为0.01mm～2.5mm，所述环形槽(2)的深度范围为0.01mm～2.5mm。
3.根据权利要求2所述的作动轴位移检测微结构，其特征在于：所述环形槽(2)底与所述作动轴本体(1)轴线的同轴度范围为0.01mm～0.05mm，所述环形槽(2)的两侧壁与所述作动轴本体(1)轴线的垂直度范围为0.01mm～0.05mm。
4.根据权利要求3所述的作动轴位移检测微结构，其特征在于：若干所述环形槽(2)均匀分布，且相邻所述环形槽(2)的槽中心的距离为0.25mm的整数倍。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的作动轴位移检测微结构，其特征在于：所述第一涂层(3)、第二涂层(4)与所述作动轴本体(1)之间的结合力大于50mpa。
6.一种作动轴位移检测微结构精密制造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
在所述作动轴本体(1)外表面沿轴向加工若干环形槽(2)；
采用表面涂层技术向位于所述作动轴本体(1)两端的环形槽内喷涂第一涂层(3)，在介于两端环形槽之间的环形槽内喷涂第二涂层(4)；
利用精密加工技术修整表面涂层，使作动轴本体(1)表面形成沿轴向分布的涂层材料和轴体材料相间的环形结构。
7.根据权利要求6所述的作动轴位移检测微结构精密制造工艺，其特征在于：所述表面涂层技术为喷涂、电镀或封胶中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的作动轴位移检测微结构精密制造工艺，其特征在于：所述精密加工技术为精车、精磨或抛光中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的作动轴位移检测微结构精密制造工艺，其特征在于：第一涂层材料、第二涂层材料致密填充于所述环形槽(2)，且其间空隙最大直径不超过10μm。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的作动轴位移检测微结构精密制造工艺，其特征在于：经过所述精密加工技术修整表面涂层后，其表面粗糙度优于ra0.4。
技术总结