CN101875398B - 驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构 - Google Patents

驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构 Download PDF

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Abstract

驱动电机排气活门的多余度旋转电动机构，它包括驱动机构、输出机构(3)，与输出机构(3)相连的排气活门执行机构(4)，所述驱动机构包括电源控制器(5)、主电机(1a)、副电机(1b)、主减速器(2a)、副减速器(2b)和主蜗轮蜗杆机构(6)；所述主电机(1a)和副电机(1b)为无刷直流电机，主电机(1a)和副电机(1b)分别通过导线与电源控制器(5)的输出端相连；所述主蜗轮蜗杆机构(6)为电控自锁式蜗轮蜗杆机构，其电控自锁器分别通过导线与主电机(1a)和副电机(1b)连接；本发明克服了现有的单余度旋转电动机构的缺点。具有结构简单、可靠性高的优点。当一个电动机和减速机构故障时，备用的电机和减速机构能正常工作。

Description

驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构
技术领域
本发明涉及飞机上的一种电动机构，更具体地说它是一种驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构。
背景技术
飞机尤其是大型飞机，由于机上人员比较多，为确保安全，设置了一些安全保障机构，如控制飞机座舱及驾驶舱的压力排气活门，它是一个由电动机构驱动的电动活门。当飞机在高空出现故障时，会使座舱及驾驶舱的压力超出机上人员的身体承受极限，危急到机上人员的生命安全，这时需要利用压力排气活门始终能正常调节座舱及驾驶舱的压力，保障人员的生命安全，因此对排气活门的可靠性提出了较高要求。现有的排气活门的电动机构一般为单余度的，只有一个电机和减速机构，当其发生故障时，排气活门无法开启，可靠性差，严重威胁机上人员的生命安全。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，提供一种驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构。它结构简单、可靠性高，当一个电动机故障时，备用电机能正常工作。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，驱动电机排气活门的多余度旋转电动机构，它包括驱动机构、输出机构，与输出机构相连的排气活门执行机构，其特征在于：所述驱动机构包括电源控制器、主电机、副电机、主减速器、副减速器和主蜗轮蜗杆机构；所述主电机和副电机为无刷直流电机，主电机和副电机分别通过导线与电源控制器的输出端相连；所述主蜗轮蜗杆机构为电控自锁式蜗轮蜗杆机构，其电控自锁器分别通过导线与主电机和副电机连接；
所述主减速器和副减速器采用3Z(II)型行星齿轮传动机构；
所述主电机的传动路径为：主电机与主减速器的输入端相连，主减速器和副减速器并联，副减速器的输出端与主蜗轮蜗杆机构上的主蜗杆联接，主蜗轮蜗杆机构上的主蜗轮与输出机构联接；
所述副电机的传动路径为：副电机与副减速器的输入端相连，副减速器的输出端与主蜗轮蜗杆机构的主蜗轮联接，主蜗轮蜗杆机构上的主蜗轮与输出机构联接；
副电机分别与主减速器的两个输入端相连，主减速器的输出端与主蜗轮蜗杆机构的主蜗轮与输出机构联接；
所述输出机构上通过联轴器叠装有与主电机相对应的主位置反馈器，和副电机相对应的副位置反馈器，所述主位置反馈器和副位置反馈器分别通过数据线连接电源控制器。
在上述技术方案中，所述驱动机构还包括备用电机、备用减速器和副蜗轮蜗杆机构；所述备用电机通过导线与电源控制器的输出端相连，所述副蜗轮蜗杆机构为电控自锁式蜗轮蜗杆，其电控自锁器通过导线与备用电机并接；所述备用电机与备用减速器的输入端联接，备用减速器的输出端联接副蜗轮蜗杆机构上的副蜗杆，副蜗轮蜗杆机构上的副蜗轮与输出机构联结；所述输出机构上通过联轴器叠装有与备用电机相对应的备用位置反馈器，所述备用位置反馈器通过数据线连接电源控制器。
在上述技术方案中，所述输出机构包括行星减速机构和与其输出端相连的输出轴，所述主蜗轮与行星减速机构的一个输入齿轮啮合。
在上述技术方案中，所述输出机构包括行星减速机构和与其输出端相连的输出轴，所述副蜗轮与行星减速机构的一个输入齿轮啮合。
在上述技术方案中，所述备用电机为直流有刷电机。
本发明具有如下优点：设置了多套电机驱动机构驱动执行机构打开排气活门，同时采用实现主、副电机传动齿轮系之间自锁的3Z(II)型行星齿轮传动机构，配合位置反馈器和电源控制器，使电动机构拥有多套独立的驱动机构驱动，一套出现故障时能保证另一套能正常工作，大大提高整个产品的可靠性，有效保障了机上人员的安全；同时该3Z(II)行星齿轮传动机构每级减速比大，只需要一级3Z(II)行星齿轮传动机构即可满足需求，性能优异。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明的外形图。
图3为本发明多余度旋转电动机构原理图。
图4为图2的A-A剖视结构示意图。
图5为图2的B-B剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明保护的限定，仅作举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：本发明驱动电机排气活门的多余度旋转电动机构，它包括驱动机构、输出机构3，与输出机构3相连的排气活门执行机构4，其特征在于：所述驱动机构包括电源控制器5、主电机1a、副电机1b、主减速器2a、副减速器2b和主蜗轮蜗杆机构6；所述主电机1a和副电机1b为无刷直流电机，主电机1a和副电机1b分别通过导线与电源控制器5的输出端相连；所述主蜗轮蜗杆机构6为电控自锁式蜗轮蜗杆机构，其电控自锁器分别通过导线与主电机1a和副电机1b连接；
所述主减速器2a和副减速器2b采用3Z(II)型行星齿轮传动机构；3Z(II)型行星齿轮传动机构为现有技术。
所述主电机1a的传动路径为：主电机1a与主减速器2a的输入端相连，主减速器2a和副减速器2b并联，副减速器2b的输出端与主蜗轮蜗杆机构6上的主蜗杆6a联接，主蜗轮蜗杆机构6上的主蜗轮6b与输出机构3联接；
所述副电机1b的传动路径为：副电机1b与副减速器2b的输入端相连，副减速器2b的输出端与主蜗轮蜗杆机构6的主蜗轮6b联接，主蜗轮蜗杆机构6上的主蜗轮6b与输出机构3联接；
副电机1b分别与主减速器2a的两个输入端相连，主减速器2a的输出端与主蜗轮蜗杆机构6的主蜗轮6b与输出机构3联接；
所述输出机构3上通过联轴器叠装有与主电机1a相对应的主位置反馈器8-1，和副电机1b相对应的副位置反馈器8-2，所述主位置反馈器8-1和副位置反馈器8-2分别通过数据线连接电源控制器5。
驱动机构还包括备用电机1c、备用减速器2c和副蜗轮蜗杆机构7；所述备用电机1c通过导线与电源控制器5的输出端相连，所述副蜗轮蜗杆机构7为电控自锁式蜗轮蜗杆，其电控自锁器通过导线与备用电机1c并接；所述备用电机1c与备用减速器2c的输入端联接，备用减速器2c的输出端联接副蜗轮蜗杆机构7上的副蜗杆7a，副蜗轮蜗杆机构7上的副蜗轮7b与输出机构3联结；所述输出机构3上通过联轴器叠装有与备用电机1c相对应的备用位置反馈器8-3，所述备用位置反馈器8-3通过数据线连接电源控制器5。
输出机构3包括行星减速机构3b和与其输出端相连的输出轴3a，所述主蜗轮6b与行星减速机构3b的一个输入齿轮啮合。
输出机构3包括行星减速机构3b和与其输出端相连的输出轴3a，所述副蜗轮7b与行星减速机构3b的一个输入齿轮啮合。备用电机(1c)为直流有刷电机。
当主电机1a工作时，电源控制器5将主电机1a接通，同时接通主蜗轮蜗杆机构6，主电机1a首先带动主减速器2a，主减速器2a再带动副减速器2b，再由副减速器2b带动主蜗轮蜗杆机构6运动，从而带动输出机构3运行，使执行机构4开启排气活门；输出机构3上装配的与主电机1a对应的主位置反馈器8-1将主电机1a的驱动状况反馈给电源控制器5。当主电机1a的驱动出现故障时，电源控制器5接到故障反馈，停止对主电机1a供电，同时给副电机1b供电。
当副电机1b工作时，副电机1b首先带动副减速器2b，再由副减速器2b接通主蜗轮蜗杆机构6，从而带动输出机构3运行，使执行机构4开启排气活门；输出机构3上装配的与副电机1b对应的副位置反馈器8-2将副电机1b的驱动状况反馈给电源控制器5。这样，当主电机1a故障时，副电机1b能继续工作，极大增加了电动机构的可靠性。
当主电机1a和副电机1b均发生故障时，副位置反馈器8-2将信号反馈至电源控制器5，电源控制器5停止对副电机1b供电，主蜗轮蜗杆机构6断电自锁，同时对备用电机1c供电，接通副蜗轮蜗杆机构7，备用电机1c通过备用减速器2c带动副蜗轮蜗杆机构7运动，从而带动输出机构3运行，使执行机构4开启排气活门；输出机构3上装配的与备用电机1c对应的备用位置反馈器8-3将备用电机1c的驱动状况反馈给电源控制器5。
本发明位置反馈器8由主位置反馈器8-1，副位置反馈器8-2和备用位置反馈器8-3组成。
为保证主蜗轮蜗杆机构6和副蜗轮蜗杆机构7独立运行，所述输出机构3包括行星减速机构3b和与其输出端相连的输出轴3a，所述主蜗轮6b与行星减速机构3b的一个输入齿轮啮合，所述副蜗轮7b与行星减速机构3b的一个输入齿轮啮合。
由于备用电机1c采用单独的备用减速器2b，无须采用无刷电机，为保证运行稳定，备用电机1c采用有刷直流电机。
本发明采用了一种与传统的单电机旋转电动机构完全不同的结构形式，整个电动机构最多可拥有三套电机驱动机构，通过电源控制器5实现三套机构的独立控制。当第一套机构的电机或齿轮系故障卡滞时，将电源转到第二套机构的电机上，第二套机构的电机带动第二套齿轮系工作；当第一和第二套机构均出现故障时，将电源转到第三套机构的电机上，第三套机构的电机带动第三套齿轮系工作。三余度的工作模式大大提高整个产品的可靠性。

Claims (5)

1.驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构，它包括驱动机构、输出机构(3)，与输出机构(3)相连的排气活门执行机构(4)，其特征在于：所述驱动机构包括电源控制器(5)、主电机(1a)、副电机(1b)、主减速器(2a)、副减速器(2b)和主蜗轮蜗杆机构(6)；所述主电机(1a)和副电机(1b)为无刷直流电机，主电机(1a)和副电机(1b)分别通过导线与电源控制器(5)的输出端相连；所述主蜗轮蜗杆机构(6)为电控自锁式蜗轮蜗杆机构，其电控自锁器分别通过导线与主电机(1a)和副电机(1b)连接；
所述主减速器(2a)和副减速器(2b)采用3Z(II)型行星齿轮传动机构；
所述主电机(1a)的传动路径为：主电机(1a)与主减速器(2a)的输入端相连，主减速器(2a)上的外齿轮与副减速器(2b)上输入端的外齿轮啮合，副减速器(2b)上输出端的外齿轮与主蜗轮蜗杆机构(6)的主蜗杆(6a)上的内齿轮联接，主蜗轮蜗杆机构(6)上的主蜗轮(6b)与输出机构(3)联接；
所述副电机(1b)的传动路径为：副电机(1b)与副减速器(2b)的输入端相连，副减速器(2b)的输出端与主蜗轮蜗杆机构(6)的主蜗轮(6b)联接，主蜗轮蜗杆机构(6)上的主蜗轮(6b)与输出机构(3)联接；
所述输出机构(3)上通过联轴器叠装有与主电机(1a)相对应的主位置反馈器(8-1)和与副电机(1b)相对应的副位置反馈器(8-2)，所述主位置反馈器(8-1)和副位置反馈器(8-2)分别通过数据线连接电源控制器(5)。
2.根据权利要求1所述的驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构，其特征在于：所述驱动机构还包括备用电机(1c)、备用减速器(2c)和副蜗轮蜗杆机构(7)；所述备用电机(1c)通过导线与电源控制器(5)的输出端相连，所述副蜗轮蜗杆机构(7)为电控自锁式蜗轮蜗杆，其电控自锁器通过导线与备用电机(1c)并接；所述备用电机(1c)与备用减速器(2c)的输入端联接，备用减速器(2c)的输出端联接副蜗轮蜗杆机构(7)上的副蜗杆(7a)，副蜗轮蜗杆机构(7)上的副蜗轮(7b)与输出机构(3)联结；所述输出机构(3)上通过联轴器叠装有与备用电机(1c)相对应的备用位置反馈器(8-3)，所述备用位置反馈器(8-3)通过数据线连接电源控制器(5)。
3.根据权利要求1所述的驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构，其特征在于：所述输出机构(3)包括行星减速机构(3b)和与其输出端相连的输出轴(3a)，所述主蜗轮(6b)与行星减速机构(3b)上的内齿轮同轴。
4.根据权利要求2所述的驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构，其特征在于：所述输出机构(3)包括行星减速机构(3b)和与其输出端相连的输出轴(3a)，所述副蜗轮(7b)与行星减速机构(3b)上的中心轮同轴。
5.根据权利要求2所述的驱动飞机排气活门的多余度旋转电动机构，其特征在于：所述备用电机(1c)为直流有刷电机。
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