BR102020022319A2

BR102020022319A2 - Conjunto de atuador eletromecânico, sistema, e, método para acionar um elemento móvel usando um conjunto atuador.

Info

Publication number: BR102020022319A2
Application number: BR102020022319-4A
Authority: BR
Inventors: Giacomo MEZZINO
Original assignee: Microtecnica S.R.L.
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-12-07
Also published as: EP3839290A1; CA3096224A1; EP3839290B1; US11408491B2; US20210190185A1

Abstract

conjunto de atuador eletromecânico, sistema, e, método para acionar um elemento móvel usando um conjunto atuador. um conjunto de atuador eletromecânico (100) compreende um primeiro atuador (110) e um segundo atuador (120). o primeiro atuador (110) e o segundo atuador (120) são acoplados de ponta a ponta e são operáveis de forma independente. um método para acionar um elemento móvel usando um conjunto de atuador compreende: acoplar um primeiro atuador (110) entre uma estrutura fixa (210) e um segundo atuador (120) de modo que o primeiro atuador (110) seja operável para mover o segundo atuador (120) em relação à estrutura fixa (210); acoplar o segundo atuador (120) ao elemento móvel; e mover o elemento móvel movendo o segundo atuador (120) usando o primeiro atuador (110).

Description

CONJUNTO DE ATUADOR ELETROMECÂNICO, SISTEMA, E, MÉTODO PARA ACIONAR UM ELEMENTO MÓVEL USANDO UM CONJUNTO ATUADOR.

Campo

[001] A invenção se refere a um conjunto de atuador eletromecânico, particularmente a um conjunto de atuador eletromecânico que compreende um primeiro atuador e um segundo atuador.

Fundamentos

[002] É importante fornecer vários tipos de redundância em sistemas que compreendem atuadores, por exemplo, a fim de mitigar o risco de falha total. Os atuadores podem apresentar várias falhas, incluindo bloqueio de eixos, falha elétrica, falha do motor e assim por diante. Normalmente, a redundância para atuadores é obtida fornecendo um mecanismo de acionamento de backup que é organizado para assumir a funcionalidade no caso de um mecanismo de acionamento primário falhar. Portanto, é necessário incluir embreagens complicadas, fusíveis mecânicos ou outro mecanismo induzido por falha para fazer a transição automática entre os mecanismos de acionamento primário e de reserva. Como tal, atuadores redundantes são tipicamente complexos. Além disso, o mecanismo de acionamento de backup pode ser menos capaz que o sistema principal, resultando em funcionalidade lenta, amortecida ou limitada.

[003] Além disso, o tempo necessário para mudar para o mecanismo de acionamento de backup (por exemplo, devido ao desengate dos mecanismos de acionamento primários e, subsequentemente, engatar o mecanismo de backup) pode resultar em uma perda temporária de funcionalidade, bem como em um atraso na detecção da falha. Há, portanto, um desejo por atuadores aprimorados que abordem essas desvantagens.

Sumário

[004] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido um conjunto de atuador eletromecânico compreendendo um primeiro atuador e um segundo atuador, em que o primeiro atuador e o segundo atuador são acoplados de ponta a ponta e podem ser operados independentemente.

[005] O primeiro atuador é operável de forma independente para o segundo atuador, de modo que cada atuador possa ser operado sem qualquer entrada do outro. Ou seja, cada atuador pode ser disposto para operar sem que o outro mude sua própria configuração. Cada atuador pode fornecer apenas uma porção do deslocamento que está disponível durante o uso normal. O conjunto pode, portanto, compreender dois canais operacionais distintos e paralelos, um para cada atuador. Como tal, a operação de cada atuador pode ser totalmente separada do outro e pode, portanto, fornecer uma redundância para o outro. Assim, no caso de falha de um atuador (por exemplo, por bloqueio ou falha elétrica, etc.), a operação do outro não é afetada. Além disso, não há atraso na manutenção da funcionalidade no conjunto, uma vez que cada atuador fornece uma porção do deslocamento disponível.

[006] O primeiro atuador é acoplado de ponta a ponta com o segundo atuador, de modo que a operação do primeiro atuador possa em uso causar movimento (por exemplo, translação) do segundo atuador. O conjunto de atuador pode ser configurado para ser um conjunto em linha, por exemplo, servindo como pelo menos uma porção de uma conexão mecânica entre um acessório e um elemento móvel em relação ao acessório. Ou seja, o primeiro e o segundo atuadores podem ser dispostos juntos em uma cadeia, cada um fornecendo uma fração (por exemplo, metade) do deslocamento disponível do conjunto. O conjunto pode, portanto, ser disposto de modo que, em uso, o primeiro atuador seja operável para realocar o segundo atuador. O segundo atuador pode então ser operado para estender ainda mais (por exemplo, expandir) o conjunto para atuação de, por exemplo, um elemento móvel, tal como uma superfície de controle de voo ou semelhante. A totalidade do segundo atuador pode ser realocada pela atuação do primeiro atuador. A configuração do segundo atuador pode ser inalterada por sua realocação pelo primeiro atuador. Assim, o conjunto pode fornecer uma ligação expansível (por exemplo, uma ligação em linha ou acoplamento mecânico) para acionar um elemento móvel.

[007] Na discussão aqui, o primeiro e o segundo atuadores podem ser semelhantes ou idênticos e, portanto, os elementos do primeiro atuador podem ser referidos como "primeiras" versões e os elementos do segundo atuador podem ser referidos como "segundas" versões. Por exemplo, um alojamento do primeiro atuador pode ser referido como um primeiro alojamento e um alojamento do segundo atuador pode ser referido como um segundo alojamento. Dada a semelhança entre o primeiro e o segundo atuadores, qualquer descrição neste documento com relação a um atuador e seus elementos deve ser entendida como aplicável também ao segundo atuador. No entanto, também deve ser entendido que as características aqui descritas podem ser incorporadas em um ou ambos os atuadores, por exemplo, conforme exigido por uma aplicação particular.

[008] Cada atuador pode compreender um alojamento e um membro de atuação e cada atuador pode ser operável para conduzir o membro de atuação em relação ao alojamento. (Dependendo do quadro de referência, cada atuador também pode ser entendido para conduzir o alojamento em relação ao membro de atuação). O alojamento pode alojar e/ou alojar substancialmente o membro de atuação, pelo menos em uma configuração retraída do acionador. Assim, o alojamento pode envolver e encerrar uma porção do membro de atuação. O alojamento pode alojar outros componentes do atuador, por exemplo, um motor, um estator, um parafuso esférico, mecanismos de trava, etc. O membro de atuação pode ser realocado (isto é, transladado) em relação ao alojamento, por exemplo, estendendo-se do alojamento ou retraindo-se para o alojamento. Assim, após a operação de cada atuador, o respectivo membro de atuação é conduzido em relação ao alojamento, para dentro ou para fora do alojamento.

[009] Os membros de acionamento de cada acionador podem ser distintos uns dos outros. Eles podem ser separadamente e independentemente acionáveis e não podem ser acoplados um ao outro. O conjunto pode, portanto, compreender dois membros de acionamento separados, cada um associado a um respectivo acionador. O primeiro membro de atuação pode ser reposicionável (isto é, traduzível) em relação ao segundo membro de atuação e vice-versa. O primeiro membro de atuação pode ser rotativo (por exemplo, rodar livremente) em relação ao segundo membro de atuação e vice-versa. O atuador pode, portanto, ser disposto de modo que, no caso de bloqueio de um elemento de atuação, a operação do outro não seja afetada.

[0010] O conjunto pode ser disposto de modo que, em uso, o primeiro alojamento e/ou o segundo alojamento sejam móveis. O alojamento pode ser disposto para transportar fios, componentes e/ou conexões e pode conter todos os componentes do atuador. O alojamento pode transportar e/ou alojar um motor ou outro mecanismo para conduzir o membro de atuação para mover a posição em relação ao alojamento. Em uso, o membro de atuação (por exemplo, o primeiro membro de atuação) pode ser estacionário (por exemplo, sendo acoplado a um acessório estacionário) de modo que durante a operação, o alojamento e outros componentes do primeiro atuador sejam movidos (ou seja, realocados) em vez do membro de atuação. Obviamente, o primeiro ou o segundo membro de atuação podem ser fixos conforme necessário.

[0011] Cada membro de atuação pode ser um eixo de parafuso e cada atuador pode compreender uma porca disposta em torno do eixo de parafuso e disposta para ser girada para, assim, acionar o eixo de parafuso em relação ao alojamento (ou conduzir o alojamento em relação ao eixo de parafuso, conforme o caso). Cada porca pode estar dentro do respectivo alojamento. A localização da porca dentro do alojamento pode ser fixa, embora a porca possa ser disposta para girar, por exemplo, em torno de um ponto fixo dentro do alojamento. A porca pode, portanto, ser disposta para girar dentro do alojamento, mas para manter sua posição em relação ao alojamento. O atuador pode ser disposto de modo que a rotação da porca conduza o eixo de parafuso para atuação, por exemplo, pela cooperação da porca com as roscas do eixo de parafuso. A rotação da porca pode ser traduzida ao longo do eixo de parafuso, por exemplo, em qualquer direção conforme necessário. Então, quando o eixo de parafuso for fixado na posição, a rotação da porca irá impulsionar o movimento do alojamento. A porca pode ser uma porca esférica ou qualquer dispositivo adequado para conduzir o eixo de parafuso.

[0012] A porca de cada atuador pode ser disposta para ser irreversível. Ou seja, cada porca pode ser disposta de modo a não girar a menos que seja acionada. Cada porca pode ser disposta de forma que não gire quando submetida a forças de empuxo, por exemplo, forças ao longo do eixo de parafuso. Portanto, cada porca pode ser configurada para não girar no caso de o conjunto ser submetido a forças de tração ou compressão. O conjunto pode, portanto, ser disposto de modo que a força no atuador não faça com que o conjunto se contraia ou se expanda de forma indesejada. A irreversibilidade das porcas também pode impedir a operação de um atuador, causando movimento relativo da porca e do eixo de parafuso do outro atuador. Cada porca pode, portanto, ser disposta de forma que, em caso de falha do atuador, a porca não se mova em relação ao eixo de parafuso. O eixo de parafuso pode ser um parafuso ACME ou semelhante.

[0013] O membro de atuação do primeiro atuador pode ser disposto para ser conduzido em uma direção substancialmente oposta àquela do membro de atuação do segundo atuador. Ou seja, o conjunto pode ser disposto de modo que o primeiro membro de atuação se estenda do alojamento em uma direção oposta à direção em que o segundo atuador se estende a partir do alojamento. Assim, tanto o primeiro alojamento quanto o segundo alojamento podem ser movidos em uso pela operação do primeiro atuador.

[0014] O alojamento do primeiro atuador pode ser rigidamente acoplado ao alojamento do segundo atuador. Os alojamentos dos atuadores podem ser acoplados de modo que a rotação relativa entre eles não seja possível. Os alojamentos podem ser formados separadamente e acoplados entre si, por exemplo, por um acessório, acoplamento mecânico ou semelhantes. Os alojamentos podem ser distintos uns dos outros.

[0015] O primeiro atuador e o segundo atuador podem, cada um, compreender um motor elétrico operável para acionar o respectivo membro de atuação. Por exemplo, o motor elétrico pode ser disposto para acionar a porca em rotação. O motor elétrico pode estar contido dentro do alojamento e pode ser disposto em torno do membro de atuação. O motor elétrico pode estar em uma posição fixa em relação ao alojamento.

[0016] O motor elétrico pode compreender um estator embutido no alojamento. O estator pode, portanto, ser imóvel em relação ao alojamento. A porca pode ser um rotor do motor elétrico. Assim, o estator pode ser disposto para acionar a porca em rotação para acionar o membro de atuação.

[0017] O motor elétrico pode ser disposto para acionar o membro de atuação por meio de uma engrenagem ou uma série de engrenagens. Por exemplo, um motor de engrenagens pode ser usado para acionar a porca em rotação. Qualquer mecanismo de acionamento adequado pode ser fornecido para motivar o membro de atuação em relação ao seu respectivo alojamento, por exemplo, para girar a porca em torno do eixo de parafuso.

[0018] Cada atuador pode compreender um freio para impedir o movimento do membro de atuação em relação ao alojamento. Por exemplo, um freio do primeiro atuador pode ser engatado quando o segundo atuador é acionado, e vice-versa, para ajudar a prevenir o movimento indesejado do primeiro atuador. O freio pode ser disposto para impedir a rotação da porca em torno do eixo de parafuso. O freio pode ser disposto para impedir o movimento relativo entre o membro de atuação e o alojamento. O freio pode ser um freio elétrico, um freio hidráulico ou qualquer mecanismo adequado para impedir o movimento relativo entre o alojamento e o membro de atuação. O freio pode ser um sistema de travamento ou semelhante.

[0019] O freio pode ser disposto para ser desengatado quando ativado. O freio pode ser integrado em paralelo com o motor elétrico. O freio pode ser disposto para evitar a atuação (por exemplo, travar a rotação da porca) no caso de uma alimentação elétrica para o atuador falhar. O freio pode, portanto, ser um freio à prova de falhas. Desta forma, o atuador será travado em uma configuração fixa no caso de falha, permitindo assim a operação do outro atuador.

[0020] O primeiro atuador pode ser idêntico ou substancialmente idêntico ao segundo atuador. Assim, apenas um atuador precisa ser testado quanto à segurança e, por exemplo, comprovado que é capaz de voar. O alojamento de cada atuador pode ser idêntico e, portanto, apenas um único número de peça pode ser necessário. O conjunto pode compreender um acoplamento disposto para acoplar rigidamente cada atuador ao outro, por exemplo acoplar rigidamente cada alojamento ao outro. O acoplamento pode fazer parte do alojamento. Cada alojamento pode ser configurado para acoplar rigidamente a outro alojamento idêntico.

[0021] Uma vez que os atuadores são distintos, o conjunto do atuador não precisa de um mecanismo para desengatar um mecanismo de acionamento ou semelhante de outro em caso de falha. Assim, o conjunto não pode compreender uma embreagem, fusível mecânico ou caixa de engrenagens, por exemplo, para desacoplar pelo menos um dos membros de acionamento em caso de falha ou bloqueio. O conjunto de atuador pode, portanto, ser mais simples, mais leve e/ou mais confiável do que os conjuntos de atuador conhecidos.

[0022] Cada atuador pode compreender uma vedação disposta, por exemplo, entre o membro de atuação e o respectivo alojamento para permitir a lubrificação adequada.

[0023] O primeiro atuador (e/ou segundo atuador) pode compreender um recurso antirrotação disposto para evitar a rotação do primeiro eixo de parafuso em relação ao primeiro alojamento. O primeiro e/ou o segundo atuador podem ser dispostos de modo que o alojamento não seja rotativo em relação ao membro de atuação. O recurso antirrotação pode ser uma conexão antirrotação e pode compreender uma disposição de pino e fenda para permitir movimento de translação relativo sem rotação. O recurso antirrotação pode ser uma porção estriada do membro de atuação e pode acoplar com uma porção correspondente do alojamento.

[0024] De acordo com um segundo aspecto da invenção, é fornecido um sistema que compreende um conjunto de atuador eletromecânico, conforme citado neste documento com referência ao primeiro aspecto da invenção, em que o primeiro atuador é operável para mover o segundo atuador. Isto é, o primeiro atuador é acionável para realocar o segundo atuador.

[0025] O membro de atuação do primeiro acionador pode ser acoplado a um acessório do sistema. O acessório pode ser estacionário (por exemplo, imóvel em relação ao sistema mais amplo) e pode, portanto, atuar como uma base ou âncora para o conjunto do atuador. Por exemplo, o primeiro eixo de parafuso pode ser acoplado ao acessório e pode, portanto, ser imóvel em relação ao mesmo. Alternativamente, o primeiro eixo de parafuso pode ser articulado ao acessório de forma que alguma rotação do conjunto em torno do acessório seja possível.

[0026] Uma vez que o primeiro membro de atuação está fixo na posição, a operação do primeiro atuador causará movimento relativo entre o primeiro membro de atuação e o primeiro alojamento. Assim, a atuação do primeiro atuador pode conduzir o primeiro alojamento de uma posição inicial para uma segunda posição (por exemplo, final). O motor, a porca, o estator e assim por diante se moverão com o alojamento. Além disso, uma vez que o alojamento do segundo atuador pode ser rigidamente acoplado ao alojamento do primeiro atuador, a operação do primeiro atuador pode mover todo o segundo atuador também. Assim, a operação do primeiro atuador pode conduzir todo o conjunto do atuador, exceto para o primeiro membro de atuação. O segundo atuador pode, portanto, ser realocado pelo primeiro atuador. O segundo membro de atuação pode ser acoplado a um elemento móvel, de modo que o elemento móvel possa ser deslocado (por exemplo, em relação ao acessório) pela operação do primeiro atuador e pela operação do segundo atuador.

[0027] O conjunto de atuador pode, portanto, fornecer uma ligação em linha entre o acessório e o elemento móvel. O sistema pode, portanto, incluir um conjunto de atuador de alojamento móvel em linha, híbrido, configurado para operar como um acoplamento atuável.

[0028] O sistema pode ser uma aeronave ou parte de uma aeronave. O membro de atuação do segundo atuador pode ser acoplado a uma superfície de controle de voo ou semelhantes.

[0029] De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é fornecido um método para acionar um elemento móvel usando um conjunto de atuador, compreendendo: acoplar um primeiro atuador entre um acessório e um segundo atuador de modo que o primeiro atuador seja operável para mover o segundo atuador em relação ao acessório; acoplar o segundo atuador ao elemento móvel; e mover o elemento móvel movendo o segundo atuador usando o primeiro atuador.

[0030] O método pode compreender mover o elemento móvel acionando o segundo atuador. O método pode, portanto, compreender mover o elemento móvel usando um ou ambos o primeiro atuador e o segundo atuador. O método pode compreender mover o elemento móvel uma primeira distância usando o primeiro atuador e, em seguida, mover o elemento móvel uma segunda distância usando o segundo atuador, de modo que o elemento móvel seja movido no total da soma da primeira e da segunda distâncias. O método pode compreender realocar um alojamento do primeiro atuador que está rigidamente acoplado a um segundo alojamento do segundo atuador e, portanto, pode incluir a realocação do primeiro e do segundo alojamento.

[0031] O método pode compreender utilizar um conjunto de atuador conforme descrito neste documento com referência ao primeiro aspecto da invenção. O método pode compreender utilizar um sistema conforme descrito neste documento com referência ao segundo aspecto da invenção. O método pode, portanto, incluir utilizar qualquer e todas as características descritas neste documento com referência a esses aspectos.

Figuras

[0032] Certas modalidades preferidas da invenção serão descritas abaixo apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos nos quais:

[0033] A Figura 1 mostra um conjunto de atuador eletromecânico;

[0034] A Figura 2A mostra um sistema que compreende o conjunto de atuador eletromecânico da Fig. 1 em uma primeira configuração;

[0035] A Figura 2B mostra o sistema da Fig. 2A em uma segunda configuração; e

[0036] A Figura 3 mostra exemplos de características do conjunto de atuador eletromecânico da Fig. 1.

Descrição

[0037] A Figura 1 mostra um conjunto de atuador eletromecânico 100 compreendendo um primeiro atuador 110 e um segundo atuador 120. O primeiro atuador 110 compreende um alojamento 112 e um membro de atuação 114 na forma de um eixo de parafuso, acionável em relação ao alojamento 112. O segundo atuador 120 também compreende um alojamento 122 e um membro de atuação 124 na forma de um eixo de parafuso, acionável em relação ao alojamento 122.

[0038] Os componentes do primeiro atuador 110 podem ser referidos neste documento como "primeiros" componentes, e os componentes do segundo atuador 120 podem ser referidos como "segundos" componentes. Por exemplo, o eixo de parafuso 114 do primeiro atuador 110 pode ser referido como o primeiro eixo de parafuso 114 e o eixo de parafuso 124 do segundo atuador 120 pode ser referido como o segundo eixo de parafuso 124 e assim por diante.

[0039] O primeiro atuador 100 compreende um motor 115 disposto para acionar o membro de atuação 114 em relação ao alojamento 112. Em particular, o motor 115 compreende um estator 116 e uma porca 118 disposta em torno do eixo de parafuso 114. A porca 118 é fixada em uma localização axial dentro do alojamento 112 (e, portanto, não se translada em relação ao alojamento 112), mas é disposta para girar em torno do eixo de parafuso 114, em relação ao alojamento 112, por exemplo, por provisão de rolamentos ou semelhantes. O estator 116 é fixado dentro do alojamento 112 e é operável para girar a porca 118 e, assim, fazer com que o eixo de parafuso 114 se mova axialmente em relação ao alojamento 112 pela cooperação da porca 118 com roscas do eixo de parafuso 114. O eixo de parafuso 114 é estendido do alojamento 112 por rotação da porca 118 em uma primeira direção. A porca 118 também pode ser conduzida para girar em uma direção oposta à primeira direção para retrair o eixo de parafuso 114 para o alojamento 112. A porca 118 pode ser uma porca esférica ou semelhante.

[0040] O segundo atuador 120 opera substancialmente da mesma maneira que o primeiro atuador 110 e, portanto, inclui um motor 125 que compreende um estator 126 e uma porca 128. A porca 128 é axialmente fixada dentro do alojamento 122, mas está disposta para girar em relação a ele, por exemplo, pela provisão de rolamentos ou semelhantes. O estator 126 é operável para girar a porca 128 e, assim, conduzir o eixo de parafuso 124 em relação ao alojamento pela cooperação da porca 128 com as roscas do eixo de parafuso 124.

[0041] O alojamento 112 do primeiro atuador 110 é acoplado ao alojamento 122 do segundo atuador 120. Os atuadores 110, 120 são acoplados de ponta a ponta. O acoplamento entre o primeiro alojamento 112 e o segundo alojamento 122 é rígido, de modo que os alojamentos não podem se mover um em relação ao outro. O primeiro e o segundo atuadores 110, 120 são, portanto, acoplados juntos de modo que o primeiro eixo de parafuso 114 seja acionável para se estender a partir do primeiro alojamento 112 em uma direção substancialmente oposta à direção em que o segundo eixo de parafuso 124 é acionável para se estender a partir do segundo alojamento 122. O primeiro eixo de parafuso 114 é retrátil para o alojamento 112 em uma direção oposta àquela em que o segundo eixo de parafuso 124 é retrátil para o alojamento 122.

[0042] O primeiro eixo de parafuso 114 pode ser acionado separadamente no segundo eixo de parafuso 124 e vice-versa. Ou seja, cada atuador 110, 120 é operável independentemente um do outro. O primeiro atuador 110 é operável entre uma configuração retraída e uma configuração estendida. Na configuração retraída, o primeiro eixo de parafuso 114 é retirado para o primeiro alojamento 112 tanto quanto possível, e na configuração estendida o primeiro eixo de parafuso 114 é estendido do alojamento 112 tanto quanto possível. O primeiro atuador 110 também é operável para assumir qualquer configuração entre a configuração retraída e a configuração estendida. O segundo atuador 120 é operável de forma semelhante entre uma configuração retraída e uma configuração estendida.

[0043] Da Fig. 1 fica claro que ambos os atuadores são operáveis separadamente e a atuação de um não depende da atuação do outro. O primeiro eixo de parafuso 114 é distinto do segundo eixo de parafuso 124 e vice-versa. Cada eixo de parafuso é rotativo e, portanto, acionável em relação ao outro. A localização de cada porca 118, 128 em relação à outra é fixa, mas a primeira porca 118 pode girar em relação à segunda porca 128 e vice-versa. Portanto, a operação do primeiro atuador 110 não será afetada no caso de bloqueio do segundo atuador 120. A operação do segundo atuador 120 não será afetada no caso de bloqueio do primeiro atuador 110.

[0044] As Figuras 2A e 2B mostram um sistema 200 compreendendo o conjunto de atuador 100 e mostram a operação do conjunto de atuador 100. Na Fig. 2A, o primeiro atuador 110 e o segundo atuador 120 estão em suas respectivas configurações retraídas, o primeiro eixo de parafuso 114 e o segundo eixo de parafuso 124 são, cada um, totalmente retirados em seus respectivos alojamentos 112, 122. O eixo de parafuso 114 do primeiro atuador 110 é acoplado em sua extremidade distal a um acessório 210 do sistema 200, tal como uma dobradiça, acoplamento ou semelhantes. O acessório 210 é imóvel dentro do sistema 200. O sistema 200 pode ser parte de uma aeronave ou semelhante e o acessório 210 pode ser uma estrutura na fuselagem ou outra estrutura de suporte. Em uso, o acessório 210 pode, portanto, ser fixado na posição (pelo menos em relação ao sistema mais amplo 200) e a posição do primeiro eixo de parafuso 114 é, portanto, substancialmente fixa (embora possa ser inclinado por uma quantidade limitada em torno do acessório 210, se necessário, por exemplo se o acessório 210 for uma dobradiça).

[0045] A Figura 2B mostra a configuração do conjunto de atuador 100 quando o primeiro atuador 110 está em sua posição estendida. O primeiro eixo de parafuso 114 é estendido do alojamento 112 e, uma vez que o eixo de parafuso 114 é acoplado ao acessório 210, a operação do primeiro atuador 100 conduz o alojamento 112 para longe do acessório 210. Portanto, a operação do primeiro atuador transporta o primeiro alojamento 112. O segundo alojamento 122 é rigidamente acoplado ao primeiro alojamento 112 e o segundo atuador 120 é, portanto, transportado e movido para longe do acessório 210 pela atuação do primeiro atuador 110. Assim, a atuação do primeiro atuador 110 move todo o conjunto do atuador 100, exceto para o primeiro eixo de parafuso 114.

[0046] O segundo atuador 120 também é mostrado em sua configuração estendida na Fig. 2B. O segundo eixo de parafuso 124 é, portanto, estendido do segundo alojamento 122. O curso do primeiro atuador 110 é mostrado pela distância 130, enquanto o curso total do conjunto é mostrado pela distância 132. O curso total 132 do conjunto 100 é claramente maior do que o curso do primeiro atuador 110 ou do segundo atuador 120 sozinho. Em vez disso, o curso total 132 é a combinação do curso do primeiro atuador 110 e do segundo atuador 120. A extremidade distal do segundo eixo de parafuso 124 (na outra extremidade do conjunto 100 ao acessório 210) pode ser fixada a um elemento móvel do sistema 200, tal como uma superfície de controle de voo ou semelhante. O elemento móvel pode, assim, ser movido em relação ao acessório 210 pela operação do conjunto de atuador 100 e, particularmente, pela operação de um ou ambos o primeiro atuador 110 e o segundo atuador 120.

[0047] O conjunto de atuador 100, portanto, fornece uma ligação mecânica híbrida em linha entre o acessório 210 e o elemento móvel.

[0048] No caso de o primeiro atuador 110 ou o segundo atuador 120 experimentar uma falha impedindo sua operação (por exemplo, um bloqueio, falha do motor, falha elétrica e assim por diante), o conjunto do atuador 100 mantém funcionalidade limitada porque o primeiro atuador 110 e o segundo atuador 120 são operáveis de forma totalmente independente um do outro. O primeiro eixo de parafuso 114 é independente do segundo eixo de parafuso 124. Portanto, o movimento limitado do elemento móvel ainda estará disponível, apesar da falha. Também não há retardo de tempo associado à manutenção de um certo grau de operação, uma vez que nenhum mecanismo de embreagem ou semelhante precisa ser engatado ou mecanismo de acionamento alternativo ativado.

[0049] Além disso, uma vez que os alojamentos 112, 122 dos atuadores 110, 120 são movidos durante a operação, cada alojamento pode transportar componentes, fios, conexões elétricas e semelhantes. O uso de motores elétricos 115, 125 com estatores 116, 126 pode, portanto, ser vantajoso porque fios podem ser facilmente fornecidos com comprimento suficiente para se estender com o movimento dos alojamentos, etc.

[0050] A Figura 3 mostra exemplos de certas características do conjunto de atuador 100. Embora o primeiro e o segundo atuadores 110, 120 sejam mostrados cada um com um motor elétrico 115, 125 compreendendo um estator 116, 126, um motor de engrenagens 115 pode ser usado em vez disso, disposto para girar uma porca em torno do eixo de parafuso 114, 124 e assim conduzi-lo para atuação. O inserto no topo da Fig. 3 mostra um exemplo de um motor de engrenagens 115 para uso com um ou ambos o primeiro e o segundo atuadores 110, 120.

[0051] Cada atuador 110, 120 pode ser fornecido com um mecanismo de trava ou freio para evitar movimento indesejado do eixo de parafuso 114, 124 em relação ao alojamento 112, 122. O freio pode ser à prova de falhas e disposto para evitar a rotação da porca 118 no caso de a energia elétrica para o motor 115 falhar. Portanto, no caso de uma falha do atuador 110, o atuador 110 pode ser rígido para que o segundo atuador possa operar a partir de uma posição fixa. As vedações 140 também podem ser fornecidas para manter a lubrificação adequada dos eixos dos parafusos 114, 124, porcas 118, 128 e assim por diante.

[0052] Uma vez que o primeiro alojamento 112 e o segundo alojamento 124 são transportados pelo primeiro eixo de parafuso 114, eles não são fixados em posição no sistema. Uma série de recursos antirrotação são, portanto, fornecidos para evitar a rotação indesejada dos alojamentos 112, 122 em vez de apenas as porcas 118, 128.

[0053] Em uso, o primeiro eixo de parafuso 114 é acoplado ao acessório 210 e é, assim, impedido de girar em torno de seu eixo. Uma conexão antirrotação 150 é fornecida entre o primeiro eixo de parafuso 114 e o primeiro alojamento 112. Os insertos na parte inferior da Fig. 3 mostram exemplos de seções transversais de conexões antirrotação 150 adequadas. No primeiro exemplo, uma porção semelhante a um pino do alojamento 112 é restrita dentro de uma fenda no eixo de parafuso 114. O eixo de parafuso 114 é, portanto, capaz de se mover para dentro e para fora do alojamento 112, mas é impedido de rotação em relação ao alojamento 112 pela conexão antirrotação 150 e a interação da porção semelhante a um pino 112 do alojamento e a fenda do eixo de parafuso 114. As seções transversais de dois outros exemplos de conexões antirrotação 150 também são mostradas no inserto da Fig. 3, no qual pode ser visto que a rotação do eixo de parafuso 114 em relação ao alojamento 112 é impedida. O eixo de parafuso pode compreender uma porção que se encaixa com uma parte do alojamento de modo a não ser rotativa em relação a ela, por exemplo, por engate de estrias no eixo de parafuso 114 em canais de recepção no alojamento, ou vice-versa. O segundo alojamento 122 é rigidamente acoplado ao primeiro alojamento 112 de modo a evitar rotação relativa entre os mesmos. O segundo eixo de parafuso 124 é acoplado em uso a um elemento móvel e pode ser impedido de girar em torno de seu comprimento por esse acoplamento. A conexão antirrotação 150, portanto, evita que o primeiro alojamento 112 e o segundo alojamento 122 girem durante a operação de qualquer um dos motores 115, 125.

[0054] A primeira porca 118 e a segunda porca 128 também podem ser irreversíveis, de modo que nenhuma seja rotativa por forças de tração ou compressão através do conjunto 100. Cada porca 118, 128 pode ser configurada para não girar quando submetida a forças de empuxo ao longo do comprimento do conjunto 100. Assim, a primeira porca 118 pode não girar quando a segunda porca 128 é acionada para rotação para acionar o segundo eixo de parafuso 128. Portanto, a operação do segundo atuador 120 não causará movimento do primeiro eixo de parafuso 114 em relação ao primeiro alojamento 112. A segunda porca 128 pode ser igualmente irreversível. Cada porca 118, 128 pode, claro, ser acionada para rotação em qualquer direção para estender e retrair os eixos dos parafusos 114, 124.

[0055] O primeiro atuador 110 e o segundo atuador 120 podem ser substancialmente idênticos. Por exemplo, ambos podem ser fornecidos com conexões antirrotação 150 e cada um do primeiro e segundo alojamento 112, 122 pode ser configurado para acoplar um ao outro. Alternativamente, pelo menos o primeiro e o segundo alojamento 112, 122, o primeiro e o segundo motores 115, 125 e/ou o primeiro e o segundo eixos de parafuso 114, 124 podem ser substancialmente idênticos. Portanto, o conjunto 100 pode ser fornecido pelo acoplamento de componentes idênticos, e só será necessário satisfazer os requisitos de segurança (por exemplo, certificações de capacidade de voo ou semelhantes) para um único componente, ao mesmo tempo que permite a redundância. O conjunto pode, portanto, fornecer uma fabricação simplificada a esse respeito.

Claims

Conjunto de atuador eletromecânico, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro atuador (110) e um segundo atuador (120), em que o primeiro atuador (110) e o segundo atuador (120) são acoplados de ponta a ponta e são operáveis de forma independente.
Conjunto de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada atuador (110, 120) compreende um alojamento (112, 122) e um membro de atuação (114, 124) e é operável para conduzir o membro de atuação (114, 124) em relação ao alojamento (112, 122).
Conjunto de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada membro de acionamento é um eixo de parafuso (114, 124) e em que cada atuador (110, 120) compreende uma porca (118, 128) disposta em torno do eixo de parafuso (114, 124) e disposta para ser girada para, assim, acionar o eixo de parafuso (114, 124) em relação ao alojamento (112, 122).
Conjunto de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a porca (118, 128) de cada atuador (110, 120) é disposta para ser irreversível.
Conjunto de acordo com a reivindicação 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o membro de acionamento (114) do primeiro acionador (110) é disposto para ser conduzido em uma direção substancialmente oposta àquela do membro de acionamento (124) do segundo atuador (120).
Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o alojamento (112) do primeiro atuador (110) está rigidamente acoplado ao alojamento (122) do segundo atuador (120).
Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo fato de que o primeiro atuador (110) e o segundo atuador (120) compreendem, cada um, um motor elétrico (115, 125) operável para acionar o respectivo elemento de atuação (114, 124).
Conjunto de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada motor elétrico (115, 125) compreende um estator (116, 126) embutido no respectivo alojamento (112, 122).
Conjunto de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que cada motor elétrico (115, 125) é disposto para acionar o respectivo membro de atuação (114, 124) por meio de uma engrenagem.
Conjunto de acordo com a reivindicação 2 a 9, caracterizado pelo fato de que cada atuador (110, 120) compreende um freio para impedir o movimento do membro de atuação (114, 124) em relação ao alojamento (112, 122).
Conjunto de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro atuador (110) é idêntico ao segundo atuador (120).
Sistema, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto de atuador eletromecânico (100) de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro atuador (110) é operável para mover o segundo atuador (120).
Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação (114) do primeiro atuador (110) é acoplado a um acessório (210).
Método para acionar um elemento móvel usando um conjunto atuador (100), caracterizado pelo fato de que compreende:
acoplar um primeiro atuador (110) entre uma estrutura fixa (210) e um segundo atuador (120) de modo que o primeiro atuador (110) seja operável para mover o segundo atuador (120) em relação à estrutura fixa (210);
acoplar o segundo atuador (120) ao elemento móvel; e
mover o elemento móvel movendo o segundo atuador (120) usando o primeiro atuador (110).
Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende mover o elemento móvel ao acionar o segundo atuador (120).