CN104540732A - 致动器系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种致动器系统，其包括：共用联杆(121)，其布置成绕第一轴线(131)相对于一基准结构枢转；受控元件(125)，其布置成绕第二轴线(126)相对于所述基准结构枢转；第一部件(146，152)，其布置成绕第三轴线(134)相对于所述共用联杆枢转以及绕第四轴线(136)相对于受控元件枢转；第一致动器，其布置成控制第三轴线与第四轴线之间的第一可变距离(L1)；第二部件(147，153)，其布置成绕第五轴线(133)相对于所述共用联杆枢转以及绕第六轴线(135)相对于受控元件枢转；第二致动器(141)，其布置成控制第五轴线与第六轴线之间的第二可变距离；所述系统构造成，当第二可变距离恒定时，第一可变距离的变化引起受控元件绕第二轴线旋转，反之亦然。

Description

致动器系统和方法
技术领域
本发明概括来说涉及致动器系统领域，更具体地说涉及一种机电冗余致动器。
背景技术
冗余致动器系统是众所周知的。这些系统典型以位移相加或转矩相加的方式布置多个致动器。
发明内容
参照括号中的所公开的实施例的相应部分、部或表面，仅仅是为显示目的，而非限制，本发明提供一种致动器系统，其包括：共用联杆(121)，其构造并布置成绕第一轴线(131)相对于一基准结构(120)枢转运动；受控元件(125)，其构造并布置成绕第二轴线(126)相对于基准结构(120)枢转运动；第一部件，其构造并布置成绕第三轴线(134)相对于共用联杆枢转运动，以及构造并布置成绕第四轴线(136)相对于受控元件枢转运动，第三轴线(134)和第四轴线(136)偏离第一可变距离(L1)；第一致动器(140)，其构造并布置成控制第一可变距离；第二部件，其构造并布置成绕第五轴线(133)相对于共用联杆枢转运动，以及构造并布置成绕第六轴线(135)相对于受控元件枢转运动，第五轴线(133)和第六轴线(135)偏离第二可变距离(L2)；第二致动器(141)，其构造并布置成控制第二可变距离；所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件和受控元件可操作地构造并布置成，使得当第二可变距离恒定时，第一可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转，以及当第一可变距离恒定时，第二可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转。
第一、第二、第三、第四、第五和第六轴线可以大体上彼此平行。第四轴线和第六轴线可以设置在穿过第三轴线和第二轴线的假想线的相对两侧上。第四轴线(536)和第六轴线(535)可以设置在穿过第三轴线和第二轴线的假想线的同一侧上。第三轴线可与第五轴线重合。第一轴线可与第三轴线重合。第一轴线可与第五轴线重合。
所述系统还可以包括制动器(381)，所述制动器构造并布置成限制共用联杆绕第一轴线的旋转。致动器系统还可以包括构造并布置成保持第一可变距离或第二可变距离恒定的制动器。所述系统还可以包括弹簧(382)，所述弹簧(382)构造并布置成偏压共用联杆绕第一轴线的旋转。所述系统还可以包括构造并布置成偏压受控元件绕第二轴线的旋转的弹簧。所述系统还可以包括阻尼器(383)，所述阻尼器构造并布置成阻尼共用联杆绕第一轴线的旋转。第一部件可以包括线性芯轴(296)。
第一部件可以包括第一联杆(152)和第二联杆(146)，所述第一联杆(152)构造并布置成绕第三轴线(134)枢转运动，所述第二联杆(146)构造并布置成绕第四轴线(136)枢转运动，且第一联杆(152)构造并布置成绕第七轴线(194)相对于第二联杆(146)枢转运动。第一致动器可以包括安装在共用联杆(121)上的旋转致动器(140)，且所述旋转致动器构造并布置成控制共用联杆(121)和第一联杆(152)之间的旋转运动。第二部件可以包括第三联杆(153)和第四联杆(147)，所述第三联杆(153)构造并布置成绕第五轴线(133)枢转运动，所述第四联杆(147)构造并布置成绕第六轴线(135)枢转运动，且第三联杆(153)构造并布置成绕第八轴线(193)相对于第四联杆(147)枢转运动。第二致动器可以包括安装在共用联杆(121)上的旋转致动器(141)，且所述旋转致动器构造并布置成控制共用联杆(121)和第三联杆(153)之间的旋转运动。
第七轴线(494)和第八轴线(493)可以位于穿过第三轴线和第二轴线的假想线的同一侧上。第七轴线(194)和第八轴线(193)可以位于穿过第三轴线和第二轴线的假想线的相对两侧上。弹簧可以选自由扭转弹簧、线性弹簧和屈曲节(flexure)构成的组。阻尼器可以选自由线性阻尼器和旋转阻尼器构成的组。第一致动器和第二致动器可以包括步进马达或永磁马达。第一致动器可以包括马达输出轴，还可以包括位于第一部件的马达输出轴之间的行星齿轮级单元。受控元件可以是轴或飞行器控制表面。受控元件可以选自由翼阻流器、襟翼、襟副翼和副翼构成的组。基准结构可以选自由致动器框架、致动器外壳和飞行器框架构成的组。
在另一个方面，本发明提供一种致动器系统，其包括：元件(125)，该元件构造成绕第一轴线(126)相对于基准结构(120)旋转运动；连接于所述元件(125)和基准结构(120)的联动系统，所述联动系统具有构造成绕第二轴线(131)相对于基准结构旋转运动的联杆(121)，第一轴线和第二轴线大体上平行，并且可操作地偏离一基本上恒定的距离，联动系统构造并布置成，使得所述元件和基准结构之间的第一旋转角度(161)可以独立于联杆(121)和基准结构(120)之间的第二旋转角度(162)被驱动；连接于联动系统的第一致动器(140)，其布置成为联动系统的第一自由度(164)提供动力；联接于联动系统的第二致动器(141)，其布置成为联动系统的第二自由度(163)提供动力；第一自由度和第二自由度为独立的自由度，其中，第一致动器(140)可以构造并布置成，在第二自由度可以被可操作地锁定时，驱动所述元件绕第一轴线旋转。
所述元件通过支承件可连接于所述基准结构。所述联杆通过支承件可连接于所述基准结构。联动系统可以包括五个联杆(152，153，146，147和121)。所述联动系统可以通过枢轴接头连接于所述元件。第一致动器(140)可以为联动系统中的两个连接在一起的联杆(121/152)之间的角度(164)变化提供动力。第一致动器可以为联动系统中的两个接头(134/136)之间的距离变化提供动力。第一致动器可以包括旋转致动器，且所述旋转致动器可以具有基本上与所述第二轴线相同的旋转轴线。第一致动器可以包括旋转马达或电动马达。第一致动器可以包括行星齿轮。第一致动器可以安装在联杆上。所述第一致动器可以通过枢轴连接而连接于基准结构。所述系统还可以包括构造并布置成限制联杆绕第二轴线的旋转的制动器。所述系统还可以包括构造并布置成保持联动系统的一个自由度恒定的制动器。所述系统还可以包括构造并布置成偏压联杆绕第二轴线的旋转的弹簧。所述系统还可以包括构造并布置成偏压所述元件绕第一轴线的旋转的弹簧。所述系统还可以包括构造并布置成阻尼联杆绕第二轴线的旋转的阻尼器。联动系统可以包括线性芯轴。弹簧可以选自由扭转弹簧、线性弹簧和屈曲节构成的组。阻尼器可以选自由线性阻尼器和旋转阻尼器构成的组。第一致动器和第二致动器可以包括步进马达或永磁马达。所述元件可以选自由飞行器控制表面和轴构成的组。所述元件可以选自由翼阻流器、襟翼、襟副翼和副翼构成的组。基准结构可以选自由致动器框架、致动器外壳和飞行器框架构成的组。
在另一个方面，本发明提供一种致动器系统，其包括：元件(125)，该元件构造成绕第一枢轴(126)相对于基准结构(120)旋转运动；第一联动装置(146，152，121)，其在与第一枢轴(126)偏离的第一元件连接处(136)连接于所述元件，并从第一元件连接处(136)延伸到与第一枢轴(126)偏离的基准结构的第一基准连接处(131)；第二联动装置(147，153，121)，其在与第一枢轴(126)偏离的第二元件连接处(135)连接于所述元件，并从第二元件连接处(135)延伸到与第一枢轴(126)偏离的基准结构的第二基准连接处(131)，所述元件(125)和第一联动装置形成具有至少两个独立自由度的第一系统联动装置，所述元件(125)和第二联动装置形成具有至少两个独立自由度的第二系统联动装置；连接于第一联动装置的第一马达(140)；连接于第二联动装置的第二马达(141)，所述第二马达独立于第一马达地可动，第一联动装置和第二联动装置联接以便共用一自由度，第一马达(140)构造并布置成为第一联动装置上的自由度提供动力，第二马达(141)构造并布置成为第二联动装置上的自由度提供动力，马达中的一个(140)构造并布置成，当马达中的另一个(141)可操作地锁定被提供动力的自由度时，使所述元件(125)相对于基准结构(120)运动。
在另一个方面，本发明提供一种致动器，其包括：共用联杆(121)，该共用联杆在附图标记(131)所指示的位置处可枢转地连接于一基准结构(120)；受控元件(125)，其在附图标记(126)所指示的位置处可枢转地连接于一基准结构(120)；第一电动马达(140)，其安装在共用联杆(121)上，第一电动马达(140)具有联接于上联杆(146)的近端部的驱动轴(152)；第二电动马达(141)，其安装在共用联杆(121)上，第二电动马达(141)具有联接于下联杆(147)的近端部的驱动轴(153)，上联杆(146)具有在附图标记(136)所指示的位置处可枢转地连接于受控元件(125)的远端部，下联杆具有在附图标记(135)所指示的位置处可枢转地连接于受控元件(125)的远端部，由此，通过上述马达中的一个马达的致动同时使上述马达中的另一个马达保持静止，导致受控联杆(125)相对于基准结构(120)旋转。
在另一个方面，本发明提供了一种控制致动器系统的方法，其包括下列步骤：提供致动器系统，其包括：共用联杆(121)，该共用联杆构造并布置成绕第一轴线(131)相对于一基准结构(120)枢转运动；受控元件(125)，其构造并布置成绕第二轴线(126)相对于基准结构(120)枢转运动；第一部件，其构造并布置成绕第三轴线(134)相对于共用联杆枢转运动，且构造并布置成绕第四轴线(136)相对于所述受控元件枢转运动，第三轴线(134)和第四轴线(136)偏离第一可变距离(L1)；第一致动器(140)，其构造并布置成控制所述第一可变距离；第二部件，其构造并布置成绕第五轴线(133)相对于共用联杆枢转运动，且构造并布置成绕第六轴线(135)相对于所述受控元件枢转运动，第五轴线(133)和第六轴线(135)偏离第二可变距离(L2)；第二致动器(141)，其构造并布置成控制所述第二可变距离；所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件和受控元件可操作地构造并布置成，使得当第二可变距离恒定时，第一可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转，以及当第一可变距离恒定时，第二可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转；以及同时向第一致动器和第二致动器提供动力，使得受控元件(125)绕第二轴线旋转，而共用联杆(121)绕第一轴线保持恒定。可以彼此相对地为第一致动器和第二致动器提供动力，由此可以使致动器系统中的后冲(backlash)最小化。
在另一个方面，本发明提供了一种控制致动器系统的方法，其包括下列步骤：提供致动器系统，其包括：共用联杆(121)，该共用联杆构造并布置成绕第一轴线(131)相对于一基准结构(120)枢转运动；受控元件(125)，其构造并布置成绕第二轴线(126)相对于基准结构(120)枢转运动；第一部件，其构造并布置成绕第三轴线(134)相对于共用联杆枢转运动，且第一部件构造并布置成绕第四轴线(136)相对于受控元件枢转运动，第三轴线(134)和第四轴线(136)偏离第一可变距离(L1)；第一致动器(140)，其构造并布置成控制所述第一可变距离；第二部件，其构造并布置成绕第五轴线(133)相对于共用联杆枢转运动，且第二部件构造并布置成绕第六轴线(135)相对于受控元件枢转运动，第五轴线(133)和第六轴线(135)偏离第二可变距离(L2)；第二致动器(141)，其构造并布置成控制所述第二可变距离；所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件和受控元件可操作地构造并布置成，使得当第二可变距离恒定时，第一可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转，以及当第一可变距离恒定时，第二可变距离的变化使受控元件(125)绕第二轴线旋转；以及同时向第一致动器和第二致动器提供动力，使得共用联杆(121)绕第一轴线旋转，由此调整共用联杆的旋转与第一致动器之间的机械增益。
附图说明
图1是致动器系统的第一实施例的正视图。
图2是图1所示的致动器系统处于第一水平构造时的右视图。
图3是图2所示的致动器系统处于第一双马达致动构造时的视图。
图4是图2所示的致动器系统处于第二双马达致动构造时的视图。
图5是图2所示的致动器系统处于卡死故障致动构造时的视图。
图6是图2所示的致动器系统处于改变性能致动构造时的视图。
图7是致动器系统的第二实施例的正视图。
图8是图7所示的致动器系统的右视图。
图9是致动器系统的第三实施例的右视图。
图10是致动器系统的第四实施例的右视图。
图11是致动器系统的第五实施例的正视图。
图12是图11所示的致动器系统的右视图。
图13是图11所示的致动器系统的俯视图。
图14是致动器系统的第六实施例的正视图。
图15是图14所示的致动器系统的右视图。
图16是图14所示的致动器系统的俯视图。
图17是图16所示的致动器系统大致沿着图16的线17-17截取的竖直截面视图。
图18是致动器系统的第七实施例的局部前透视图。
图19是图18所示的致动器系统的局部后透视图。
图20是图18所示的致动器系统的正视图。
图21是图18所示的致动器系统的后视图。
图22是图21所示的致动器系统大致沿着图21的线22-22截取的水平截面视图。
图23是图18所示的致动器系统的俯视图。
图24是图23所示的致动器系统大致沿着图23的线24-24截取的竖直截面视图。
具体实施方式
首先，应当清楚地明白，贯穿这些附图，同样的参考标记始终如一地用来标识同样的结构元件、部分或表面，这样的元件、部分或表面通过整个文字说明书进一步描述或解释，其详细说明是不可分割的部分。除非另有指示，附图用来与说明书一起阅读(例如阴影线、部分的布置、比例的布置、角度的布置等等)，且附图被认为是本发明的整个文字说明书的一部分。如下文说明书中使用的术语"水平"、"竖直"、"左"、"右"、"上"和"下"及其形容词和副词派生词(例如"水平地"，"向右地"，"向上地"等等)仅仅是指当具体附图面向读者时所示结构的方向。同样地，术语"向内"和"向外"泛指表面相对于其伸长轴线或旋转轴线(根据情况)的方向。
现在参照附图，更尤其是参照其中的图1和2，本发明提供了一种改进的致动器系统，其第一实施例整体以附图标记110表示。图1和2中显示的系统110处于水平构造。如图所示，系统110大体上包括作为基本元件的飞行器框架120、共用联杆121、右致动器141、左致动器140、右驱动臂153、左驱动臂152、上连杆146、下连杆147和襟翼125。
飞行器框架120作为基准结构，共用联杆121通过枢轴接头131可旋转地安装到该基准结构上。可旋转的右致动器141和可旋转的左致动器140安装在共用联杆121上。可旋转的致动器141和140被安装成使它们的驱动轴沿着轴线144同轴并对齐。在该实施例中，可旋转的致动器141和140为带有行星齿轮减速单元的永磁电伺服马达。但是，也可以替换使用其它旋转致动器，例如步进马达或循环液压致动器。
右致动器141与其输出驱动轴143形成枢轴接头133，所述输出驱动轴刚性联接于右致动器驱动臂153的一个端部。右致动器驱动臂153的另一个端部通过枢轴接头193连接于下连杆147的一个端部。下连杆147的另一个端部通过枢轴接头135连接于襟翼125。
同样，左致动器140与其输出驱动轴142形成枢轴接头134，该输出驱动轴刚性联接于左致动器驱动臂152的一个端部。左致动器驱动臂152的另一个端部通过枢轴接头194连接于上连杆146的一个端部。上连杆146的另一个端部通过枢轴接头136连接于襟翼125。
襟翼125通过枢轴接头126可旋转地联接于飞行器框架120。图1和2显示了处于水平构造的襟翼125，在该水平构造中，襟翼125的中心线127相对于飞行器框架120是水平的，从而大体上平行于飞行器框架120的水平基准线130。在该水平构造中，左驱动臂152和右驱动臂153定位成大体上平行于飞行器框架120的竖直轴线129。右驱动臂中心线158与共用联杆中心线122形成角度163，在该构造中，所述角度等于左驱动臂152的中心线159与共用联杆中心线122之间的角度164。共用联杆121的中心线122与飞行器框架120的水平基准线130形成角度162。
系统110提供了一种带有六个活动刚性联杆(121，152，153，146，147和125)、八个枢轴接头(131，133，134，193，194，135，136和126)以及两个固定基准点120a和120b的联动系统。要注意的是，在联动系统中，左致动器140、右致动器141按照枢轴接头133、134分类，这是因为它们的输出轴绕一旋转轴线枢转，在该实施例中，绕共同的旋转轴线144枢转。所有枢轴接头大体上定向成平行于轴线144。
在第一固定基准点120a和第二固定基准点120b之间形成有两个联动路径，其共同形成联动系统。从飞行器框架基准点120a到飞行器框架基准点120b，第一联动路径被限定为包括枢轴接头131、共用联杆121、充当枢轴接头134的左致动器140、驱动臂152、枢轴接头194、上连杆146、枢轴接头136、襟翼125和枢轴接头126。由于存在四个刚性部件，该联动路径通常被称为四部件联动装置。类似地，从左飞行器框架基准点到右飞行器框架基准点120b，第二联动路径被限定为包括枢轴接头131、共用联杆121、充当枢轴接头133的右致动器141、驱动臂153、枢轴接头193、下连杆147、枢轴接头135、襟翼125和枢轴接头126。第二联动路径也是四部件联动装置。两个联动路径共用多个元件，包括枢轴接头131、共用联杆121、襟翼125和共用枢轴接头126。换句话说，每个四部件联动装置中的三个刚性部件是共用的。
联动系统包含两个独立的自由度。更具体地说，所有联杆和接头相对于基准点(飞行器框架120)的位置可以由两个数字限定。通过控制左致动器140与共用联杆121形成的枢轴接头角度164以及右致动器141与共用联杆121形成的枢轴接头角度163，可以独立地控制联动系统的两个自由度。在随后的处于各种致动构造的系统110的论述部分中，联动系统的自由度以及各个联动路径将变得更加显而易见。
图3显示了处于一构造中的系统110，在该构造中，该系统已经由处于双马达致动运行模式的左、右致动器140和141的共同作用致动。襟翼125已经从图1所示的构造逆时针旋转了角度161。共用联杆121与飞行器框架水平基准130形成的角度162与处于图1和2所示的水平构造时的角度相比没有变化。枢轴接头136与枢轴134之间的距离L1已经减小了dL1而减小至L1'，而枢轴接头135与枢轴133之间的距离L2已经增加了dL2而增加至L2'。
右致动器141已经使右驱动臂153相对于共用联杆121逆时针旋转了角度166，从而减少了右驱动臂153和共用联杆中心线122之间的角度163，并使距离L2增加了dL2而增加至L2'。类似地，左致动器140已经使左驱动臂152相对于共用联杆121逆时针旋转了角度167(在该第二构造，角度167等于角度166)，从而减少了右驱动臂152和共用联杆中心线122之间的角度164，并使距离L1减小了dL1而减少至L1'。左驱动臂152和共用联杆121之间的角度164已经减少了角度167，使得角度163仍然等于角度164。右驱动臂153的右驱动臂中心线158和左驱动臂152的左驱动臂中心线159仍然彼此对准，但不再与基准竖直轴线129对准。
当右致动器141使右驱动臂153逆时针旋转时，下控制杆147被强制向右运动。随着控制杆147被强制向右运动，襟翼125在接头135处被向右推动，促使襟翼125逆时针旋转。类似地，当左致动器140使左驱动臂152逆时针旋转时，上控制杆146被强制向左运动。随着控制杆146被强制向左运动，襟翼125在接头136处被向左拉动，也促使襟翼125逆时针旋转。
当两个致动器在该双马达致动模式下都正常工作时，右驱动臂153逆时针旋转的量166与左驱动臂152逆时针旋转的量167将基本相等，使得驱动臂保持基本平行。类似地，枢轴接头136和枢轴134之间的距离L1的减少量dL1与枢轴接头135和枢轴133之间的距离L2的增加量dL2大致相等。因为上连杆146向左运动的量与下连杆147向右运动的量相等，所以，共用联杆121相对于飞行器框架120的旋转位置保持基本上固定。
双马达致动模式通过同时推拉，即，一个连杆推，而另一个连杆拉，有效地使联动系统作用于襟翼125。当致动器141向左推动共用联杆121时，致动器140向右拉动共用联杆121。左致动器140的输出扭矩和右致动器141的输出扭矩都通过连杆146和147传递而作用到运动的襟翼125上。联动系统构造并布置成使左致动器140、右致动器141对襟翼125贡献的扭矩近似相等。但是，也存在其它工作模式，其中，致动器提供不等或相对的扭矩，这将在下文部分论述。
图4显示了处于一构造中的系统110，在该构造中，襟翼125已经从图1所示的构造顺时针旋转了角度161。驱动臂152已经顺时针旋转了角度167，使得驱动臂152此刻与共用联杆中心线122形成角度164。驱动臂153已经顺时针旋转了角度166，使得驱动臂153此刻与共用联杆中心线122形成角度163。角度167和角度166基本相等，使得驱动臂153和驱动臂152仍然平行。共用联杆121没有运动，仍然与水平基准线130形成角度162。枢轴接头136与枢轴134之间的距离L1已经增加了dL1而增加至L1'，而枢轴接头135与枢轴133之间的距离L2已经减小了dL2而减少至L2'。
在所述致动器中的一个致动器已经被卡死在卡死故障致动模式后，系统110能够继续运行。该卡死故障构造显示在图5中。在该构造中，右致动器141被认为存在输出轴被锁定(即闭锁式(closed)故障或卡死)的故障，而系统110已由左致动器140致动而脱离了图1所示的水平构造。
因为右致动器141被卡死，输出轴143有效地刚性联接于共用联杆121，且驱动臂153与共用联杆中心线122之间的角度163不会变化。共用联杆121、致动器141和驱动臂153此刻形成单个刚性部件或联杆。经由致动器141的第二联动路径最初是带有五个枢轴接头的四刚性部件联杆，此刻变成带有四个枢轴接头的三部件联杆。而经由左致动器140的第一联动路径仍然是四部件联杆，因为该路径中的致动器没有被卡死。整个联动系统此刻仅由一个自由度限定。该单个自由度可以由仍然工作的左致动器140控制。
如图5所示，右驱动臂153的右驱动臂中心线158和左驱动臂152的左驱动臂中心线159不再对准。由于右致动器141被卡死，右驱动臂153和共用联杆中心线122之间的角度163被锁定或卡死在与图1和2所示的水平构造中相对于共用联杆中心线122相同的角度上。但是，左驱动臂152已经相对于共用联杆122顺时针运动了角度167，导致左驱动臂152的中心线159与共用联杆中心线122之间的角度164增大。
随着左致动器140顺时针驱动左驱动臂152，上连杆146被向右推动。随着上连杆146被向右推动，襟翼125通过接头136也被向右推动。这将促使襟翼125相对于飞行器框架120顺时针旋转。随着当襟翼125顺时针旋转，下连杆147将向左运动。由于右致动器141被卡死，右驱动臂153和共用联杆121起到单个刚体的作用，随着下连杆147向左运动，共用联杆121也必然向左运动(绕131顺时针旋转)。共用联杆121从其旧的中心线位置172顺时针旋转角度168到其当前中心线位置122。如图5所示，在该构造中，水平基准线130和共用联杆中心线122之间的角度162已经从图4所示的构造中的角度162增加。
因而，即使右致动器141被卡死，左致动器仍然能够顺时针和逆时针致动襟翼125。代替像图4所示的双致动模式中的那样使两个致动器彼此推开从而保持共用联杆121静止的构造，可以使用一个致动器推开共用联杆121，并且响应共用联杆121的相应旋转，将扭矩提供给襟翼125。
在该例子中，对于左致动器140的给定的旋转量，襟翼125的旋转量将小于在双致动模式中的旋转量，在双致动模式中，左致动器140和右致动器141两者都旋转。例如，将图4和图5相比，可以看出，为了使襟翼125等量旋转角度161，图5中驱动臂152与共用联杆中心线122形成的角度164明显大于图4。
系统110还可以在最小后冲模式下运行，在该模式下，右致动器141和左致动器140被控制施加彼此相对的恒定扭矩，以便使致动襟翼125时经受的后冲最小化。换句话说，两个致动器140和141都可以构造成总是推动或者总是拉动相应的连杆146、147，并通过控制作用程度更大的致动器而使襟翼125运动。
例如，如果在最小后冲模式下运行，在该模式下两个致动器驱动臂152、153构造成分别推动相应的连杆146、147，则右致动器141被控制而以小的最小扭矩逆时针驱动臂153，而左致动器140被控制以相等的最小幅度扭矩顺时针驱动臂152。在这种情况下，连杆146和147将被恒定地向右驱动。这在联动系统中形成了拉紧力，该力将向一侧驱动所有接头的内接触交接面，由此使后冲最小化。为使襟翼125运动，致动器140或致动器141(取决于期望的襟翼125的旋转方向)施加增大的扭矩，以便更大程度地推动与其相应的连杆。在该模式中，两个致动器都不会被致动去拉动其相应的连杆(除非存在提到的故障状态)。可替换地，通过引导致动器总是拉动、而不是推动其相应的连杆，可以以同样的方式实施最小后冲模式。尽管最小后冲模式可能导致摩擦增大或动力耗费增大，但是这提供了一种几乎无后冲地运行系统110的方法。
图6显示了在改变性能模式中运行系统110的构造。改变性能模式提供了一种改变系统致动器140、141和襟翼125之间的机械增益的方法。图6所示的构造与图1相比，尽管襟翼125在两种构造中都水平地定位，但驱动臂152、153和共用联杆121在图6所示的构造中已经被调整了。更具体地说，共用联杆121已经顺时针旋转了角度168，驱动臂152已经顺时针旋转了角度167，驱动臂153已经逆时针旋转了角度166。
借助该调整，已经增大了致动器140、141和襟翼125之间的机械增益。对于驱动臂152的给定的顺时针旋转，当考虑控制杆146向右运动的量时，这可能最容易观察到。在图1中，由于驱动臂152垂直于驱动连杆146，驱动杆152的顺时针旋转将使连杆146向右运动最大量。枢轴接头194将仅仅以水平分量运动。比较图1与图6，由于在图6的构造中，驱动臂152与连杆146形成一倾斜角，驱动臂152的旋转将使枢轴接头136既向右运动、又向下运动。由于该运动被"分成"水平和竖直两个分量，与图1所示的构造相比，对于驱动臂152的给定的旋转角度，连杆146没有向右运动同样的量。有效的情况为，联动系统的机械增益通过改变共用联杆121与飞行器框架120的水平基准130之间形成的角度162而得到调整。通过能够调整机械增益，飞行性能得到改变，所述飞行性能例如为襟翼125的最大运动速度、襟翼125的最大角位移、后冲、可以施加于襟翼125的最大扭矩以及系统的固有共振频率。
如图1-6所示，系统110具有两个独立的自由度。换句话说，如果给定一固定的基准飞行器框架120，所有其它元件和枢轴接头的位置都可以通过两个独立变量X和Y限定，其中X和Y可以彼此独立地变化。例如，襟翼125的中心线127和水平基准128之间的角度161以及水平基准130和共用联杆中心线122之间的角度162限定了说明系统的两个自由度的两个独立变量。襟翼角度161可以独立于共用联杆角度162而变化，如图3的构造所示。可替代地，当襟翼角度161保持恒定时，可以调整共用联杆角度162，如图6的构造所示。因而，襟翼角度161和共用联杆角度162为独立的变量。对于给定的襟翼角度161和共用联杆角度162，驱动臂152和153的角度163和164是固定的。系统中只存在两个自由度，使得如果两个自由度都保持恒定(角度161和162)，则整个系统将是固定的。也可以可替代地限定角度163和164。对于给定的角度163和164，襟翼角度161和共用联杆角度162是固定的。左致动器140布置成直接控制角度164。类似地，右致动器141控制角度163。通过能够控制致动器140和141并因而控制致动器角度163和164，人们能够控制襟翼角度161和共用联杆角度162。因为存在两个自由度，所以，即使所述致动器中的一个致动器被锁定而使系统此刻变成单自由度系统，另一个致动器仍然可以导致襟翼角度161的改变。
总的来说，系统110具有由两个部分相关的联动路径组成的机械联动装置。每个联动路径具有两个自由度。联动路径共用一个自由度(角度121)。每个联动路径具有沿其路径的致动器，所述致动器控制其中一个自由度。通过控制两个致动器，可以限定系统的所有自由度。如果其中一个自由度被锁定，可利用系统的另一个自由度改变襟翼角度。这产生了抗卡死性。而且，通过具有第二个自由度，可以利用独立于襟翼角度的自由度调整系统的机械增益，或在使用期间在不调整襟翼角度的情况下测试系统。
图7和8显示了系统的第二实施例210。在该实施例中，系统110中的驱动臂152、153和连杆146、147已被替换为线性芯轴296和297。与第一实施例110类似，系统210由具有位于基准220上的两个位置220a、220b之间的两个联动路径的机械联动装置限定。第一联动路径从基准220a到基准220b限定，包括枢轴接头231、共用联杆221、枢轴接头233、线性芯轴297、枢轴接头235、襟翼225和枢轴接头226。第二联动路径也是从基准220a到基准220b限定，包括枢轴接头231、共用联杆221、枢轴接头234、线性芯轴296、枢轴接头236、襟翼225和枢轴接头226。线性芯轴296允许枢轴接头234和枢轴接头236之间的距离L1被调整。类似地，线性芯轴297允许枢轴接头233和枢轴接头235之间的距离L2被调整。每个线性芯轴充当实施例210的机械联动系统的一个独立自由度。
系统210可以在对于系统110所述的双马达致动模式下运行。例如，如果线性芯轴296缩短而线性芯轴297伸长，则襟翼225将逆时针旋转，而共用联杆221保持不动。
另外，在对于系统110所述的卡死故障致动模式下系统210将继续工作。例如，如果线性芯轴297卡死，线性芯轴296的调整将继续改变襟翼角度225，这是因为共用联杆221的旋转将允许枢轴接头235的位置改变。
图9显示了系统的第三实施例310。系统310与系统110一致，但附加了弹簧382、阻尼器383和制动器381。弹簧382位于共用联杆321和飞行器框架基准320c之间。在图9所示的水平构造中，弹簧382处于未压缩状态。但是，共用联杆321从图9的位置的任何运动都将导致弹簧382施加一回复力或回复扭矩。弹簧382可以是布置在枢轴接头331周围的线性卷簧、屈曲节、或扭转弹簧。弹簧382可以可替代地放置在枢轴接头326周围。阻尼器383布置成阻尼共用联杆321相对于基准结构320的旋转。弹簧382和阻尼器383用于改变系统的运行动力学特性，例如减少后冲和振动。
制动器381布置成锁定共用联杆321相对于基准结构320的位置。当系统310在双马达致动模式下运行时，系统310的运行基本上与系统110的运行相同。当所述致动器中的一个致动器发生开放式(open)故障时，弹簧382、阻尼器383和制动器381的作用是非常重要的。开放式故障发生在致动器不再能够向其输出轴施加扭矩的时候，且其与如上参照图5所述的致动器卡死故障相反。系统110的开放式故障是个问题，这是因为没有制动器381的情况下，不管保持工作的致动器如何动作，襟翼125将自由地上下运动。这是由于该系统为一种双自由度系统，当一个自由度不受控制(即开放式致动器故障)时，将不能控制系统的整个运动状态。但是，由于系统310中有制动器381，可以处理开放式故障。如果开放式故障发生，制动器381被激活，锁定共用联杆321，从而有效地将联动系统转变成单自由度系统。然后，则可以由保持工作的致动器致动该单自由度系统以控制襟翼325，如参照图5所述的那样。
图10显示了第四实施例410。在该实施例中，驱动臂构造已经被倒置。更具体地说，驱动臂452和驱动臂453被布置在延伸穿过致动器441的旋转轴线443和枢轴接头426的水平基准线的同一侧。在该构造中，与前述构造相比，致动器441施加于驱动臂453的扭矩是相反的。例如，参照图10，当驱动臂453向右推连杆447时，一反作用逆时针扭矩被施加于共用联杆421。与之相比，参照图9，当驱动臂353向右推连杆347时，一反作用顺时针扭矩被施加于共用联杆321。当驱动臂453向右推连杆447并如上所述对共用联杆421施加逆时针扭矩时，驱动臂452向左拉连杆446，并对共用联杆421施加反作用顺时针扭矩。驱动臂453施加于共用联杆421的逆时针扭矩被驱动臂452施加的顺时针扭矩抵消。这允许在机械联动系统上再分配机械应变。
图11-13显示了第五实施例510。系统510被优化为可以作为可更换传输单元而容易地运输和替换的独立组合件。更具体地说，系统510包括它自己的基准520，该基准仅仅需要附着到外部基准上，例如机体上。不再需要将联动系统的多个点安装到外部基准上。并且，系统510中的共用联杆521此刻安装成使其旋转轴线与致动器540和541的旋转轴线重合。而且，系统510具有反向的连杆结构。
系统510的基准框架520充当联动系统基准结构。共用联杆521是小圆盘，左旋转致动器540和右旋转致动器541安装到所述小圆盘上。右致动器输出轴543穿过框架520的支承接头531。因而，右输出轴543布置成绕轴线544相对于框架520旋转。类似地，左输出轴542穿过框架520的支承接头532，并布置成绕轴线544相对于框架520旋转。共用联杆521可以构造成与致动器540和541的定子一起绕轴线544旋转。换句话说，输出轴542和543可以相对于框架520保持不动，而共用联杆521、致动器540、和致动器541全部一起相对于框架520旋转。
驱动臂553刚性地安装在输出轴543上，且驱动臂552刚性地安装在输出轴542上。驱动臂553通过枢轴接头593连接于连杆547。类似地，驱动臂552通过枢轴接头594连接于连杆546。连杆546通过枢轴接头536连接于接收臂556。类似地，连杆547通过枢轴接头535连接于接收臂555。接收臂555和接收臂556两个都刚性地安装到系统输出轴525上。换句话说，臂555和556不与轴525分开地旋转。输出轴525构造成驱动外部负载，例如飞行器襟翼。
由于倒转连杆的相似性，系统510的运行类似于系统410。例如，参照图12，为了顺时针驱动系统输出轴525，驱动臂553将向右推连杆547，且驱动臂552也将向右推连杆546。右致动器541施加于驱动臂553的扭矩与左致动器540施加于驱动臂552的扭矩大小相等、方向相反。由于致动器540和541施加的扭矩相互抵消，当输出轴525顺时针旋转时，共用联杆521不相对于框架520旋转。
在所述致动器中的一个致动器发生卡死故障的情况下，另一个致动器将继续工作，正如系统110并参照图5所述的那样。但是，当输出轴525旋转时，共用联杆521(以及致动器540和541)将相对于框架520旋转。为处理致动器开放式故障，将制动器、弹簧或阻尼器放置在共用联杆521和基准框架520之间，如系统410中所述的那样。
图14-17显示了第六实施例610。在该实施例中，共用联杆621已经构造成与框架620滑动接合。如图所示，框架620具有开口609，该开口构造成在滑动接合时接收共用联杆621。共用联杆621不相对于框架620旋转。在双马达致动模式运行期间，共用联杆621不相对于框架620滑动。但是，在卡死故障运行模式下，共用联杆621相对于框架620的左右运动为联动系统提供了必要的自由度，以继续运行越过卡死故障。
图18-24显示了第七实施例系统710。该系统在整体结构和运行上非常类似于图11-13所示的第五实施例系统510。但是，系统710具有支撑与框架720旋转接合的系统输出轴725的更大的支承件726a和726b。类似地，支承件733和734支撑与框架720成枢转关系的致动器740、741和共用联杆721。系统710提供了具有平均故障间隔时间长的紧凑的可替换传输单元。
如图18和19所示，致动器系统710包括作为基本元件的框架720、系统输出轴725、右致动器740、左致动器741、共用联杆721、驱动臂752、驱动臂753、连杆746和连杆747。
框架720既充当外壳，又充当致动器系统支承件作用于其上的基准结构。例如，共用联杆210通过支承件733和734安装，以便绕轴线744相对于框架720旋转运动。致动器740和741安装在共用联杆721上，并且使其输出轴旋转轴线也与轴线744重合。致动器740和741是带有输出行星齿轮级单元的旋转马达。右致动器740的输出轴742通过花键刚性地联接于驱动臂752。右驱动臂752通过枢轴接头794连接于连杆746的左侧。连杆746的右侧通过枢轴接头736联接于驱动臂756。驱动臂756刚性地联接于系统输出轴726。系统输出轴726通过支承件726a和726b安装到框架720上，以便绕轴线726旋转运动。致动器741的输出轴743通过花键刚性连接于驱动臂753。驱动臂753通过枢轴接头793连接于连杆747。连杆747通过枢轴接头793连接于驱动臂755。驱动臂755刚性地耦合于系统输出轴725。
系统710的运行与其它实施例的运行类似。每个致动器控制双自由度系统中的单个自由度。在系统710中，致动器740和741在共用联杆721上施加彼此相反的扭矩，以便在连杆746和747上都产生推力或者都产生拉力。换句话说，驱动所述致动器740而向共用联杆721施加与致动器741所施加的扭矩大小相等、方向相反的扭矩。从图18的透视图观察，如果致动器740施加的扭矩在共用联杆721上产生顺时针扭矩(这将引起连杆746被向右推)，致动器741将被驱动，以在共用联杆721上产生逆时针扭矩(这将产生向右的力来推动连杆747)。系统输出轴725因而将被顺时针驱动，同时共用联杆721没有受到净扭矩。
图20显示了系统710的支承构造。外护套701与框架720作为整体部件起作用。支承件702允许圆筒703绕轴线744相对于框架720旋转。通过圆筒704保持就位的支承件705允许内圆筒706也绕轴线744相对于框架720旋转。行星齿轮707在内圆筒706和齿轮架708之间运行。
带有对于系统710的整个尺寸来说较大的支承件的系统710具有非常紧凑的结构。通过具有较大的支承件，有助于产生估计平均故障间隔时间特别长的系统。
所公开的致动器系统和方法具有一些预料不到的优点。与当今的液压致动器相比，所公开的致动器系统体积小，重量轻，并且速度更快。所公开的致动器系统只是在需要时使用动力，且没有与保持高液压力以及补偿液压阀泄漏相关的持续浪费。另外，电子致动器控制提供了比液压阀更高的带宽控制。此外，所公开的致动器系统和方法中不需要液压致动器中所需的复杂密封。
由于其新颖和独特的结构，所公开的致动器系统和方法能够继续工作越过卡死故障。所公开的系统能够内在地处理卡死故障，而不需要释放离合器。另外，所公开的致动器系统可以构造成带有单个制动器，以便能够处理任一致动器的致动器开放式故障。本冗余式机电致动器需要两个制动器，以便处理任一系统中的开放式故障。
此外，所公开的致动器系统和方法内在地延长了致动器寿命，这是因为每个致动器将典型地仅提供所述致动器系统所提供的做功的一半。所公开的致动器系统将继续工作越过致动器卡死故障或致动器开放式(open)故障。并且在进一步运行之后的一段时间可以容易地更换失效的致动器。所公开的致动器系统还提供了能够在运行期间调整系统的机械增益的新颖能力。此外，在所公开的系统中提供了可以最小化后冲的运行模式。系统的双自由度特性还允许能够引导系统在运行期间自我测试，而不需要改变致动器输出。所有这些优点和可变运行模式在所公开的系统中都可以实时得到，即系统不需要停机和停止来重新构造。
所公开的致动器系统和方法的各种可替换实施例也是可行的。例如，马达可以构造成动力制动或再生地运行。马达驱动器、动力制动电阻器和再生电容器可以与所公开的实施例相组合。另外，可以在某些枢轴接头处添加位置传感器，例如编码器或解析器，与伺服控制器形成完整的伺服系统。可以添加热传感器，以帮助检测和判断支承件和/或马达失效。可以在输出轴或驱动轴上添加扭矩传感器，以提供进一步的运行监测和反馈信号。
所以，尽管已经显示和描述了致动器系统和方法的当前优选形式，并且讨论了一些变型，但是，本领域普通技术人员应当容易明白，在没有背离本发明的范围的情况下，可以对此进行各种另外的改变。

Claims (55)

1.一种致动器系统，包括：
共用联杆，其构造并布置成绕第一轴线相对于一基准结构枢转运动；
受控元件，其构造并布置成绕第二轴线相对于所述基准结构枢转运动；
第一部件，其构造并布置成绕第三轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且构造并布置成绕第四轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第三轴线和所述第四轴线偏离第一可变距离；
第一致动器，其构造并布置成控制所述第一可变距离；
第二部件，其构造并布置成绕第五轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且构造并布置成绕第六轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第五轴线和所述第六轴线偏离第二可变距离；
第二致动器，其构造并布置成控制所述第二可变距离；并且
所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件及所述受控元件可操作地构造并布置成，使得当所述第二可变距离恒定时，所述第一可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转，且当所述第一可变距离恒定时，所述第二可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一、第二、第三、第四、第五和第六轴线大体上彼此平行。
3.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第四轴线和所述第六轴线设置在穿过所述第三轴线和所述第二轴线的假想线的相对两侧。
4.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第四轴线和所述第六轴线设置在穿过所述第三轴线和所述第二轴线的假想线的同一侧。
5.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第三轴线与所述第五轴线重合。
6.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一轴线与所述第三轴线重合。
7.根据权利要求6所述的致动器系统，其中，所述第一轴线与所述第五轴线重合。
8.根据权利要求1所述的致动器系统，还包括制动器，所述制动器构造并布置成限制所述共用联杆绕所述第一轴线的旋转。
9.根据权利要求1所述的致动器系统，还包括制动器，所述制动器构造并布置成保持所述第一可变距离或所述第二可变距离恒定。
10.根据权利要求1所述的致动器系统，还包括弹簧，所述弹簧构造并布置成偏压所述共用联杆绕所述第一轴线的旋转。
11.根据权利要求1所述的致动器系统，还包括弹簧，所述弹簧构造并布置成偏压所述受控元件绕所述第二轴线的旋转。
12.根据权利要求1所述的致动器系统，还包括阻尼器，所述阻尼器构造并布置成阻尼所述共用联杆绕所述第一轴线的旋转。
13.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一部件包括线性芯轴。
14.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一部件包括第一联杆和第二联杆，所述第一联杆构造并布置成绕所述第三轴线枢转运动，所述第二联杆构造并布置成绕所述第四轴线枢转运动，且所述第一联杆构造并布置成绕第七轴线相对于所述第二联杆枢转运动。
15.根据权利要求14所述的致动器系统，其中，所述第一致动器包括安装在所述共用联杆上的旋转致动器，且所述旋转致动器构造并布置成控制所述共用联杆和所述第一联杆之间的旋转运动。
16.根据权利要求15所述的致动器系统，其中，所述第二部件包括第三联杆和第四联杆，所述第三联杆构造并布置成绕所述第五轴线枢转运动，所述第四联杆构造并布置成绕所述第六轴线枢转运动，且所述第三联杆构造并布置成绕第八轴线相对于所述第四联杆枢转运动。
17.根据权利要求16所述的致动器系统，其中，所述第二致动器包括安装在所述共用联杆上的旋转致动器，且所述旋转致动器构造并布置成控制所述共用联杆和所述第三联杆之间的旋转运动。
18.根据权利要求17所述的致动器系统，其中，所述第七轴线和所述第八轴线位于穿过所述第三轴线和所述第二轴线的假想线的同一侧上。
19.根据权利要求17所述的致动器系统，其中，所述第七轴线和所述第八轴线位于穿过所述第三轴线和所述第二轴线的假想线的相对两侧上。
20.根据权利要求10所述的致动器系统，其中，所述弹簧选自由扭转弹簧、线性弹簧和屈曲节构成的组。
21.根据权利要求12所述的致动器系统，其中，所述阻尼器选自由线性阻尼器和旋转阻尼器构成的组。
22.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一致动器和所述第二致动器包括步进马达或永磁马达。
23.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述第一致动器包括马达输出轴，且还包括位于所述第一部件的所述马达输出轴之间的行星齿轮级单元。
24.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述受控元件是轴或飞行器控制表面。
25.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述受控元件选自由翼阻流器、襟翼、襟副翼和副翼构成的组。
26.根据权利要求1所述的致动器系统，其中，所述基准结构选自由致动器框架、致动器外壳和飞行器框架构成的组。
27.一种致动器系统，其包括：
构造成绕第一轴线相对于一基准结构旋转运动的元件；
联动系统，其连接于所述元件和所述基准结构；
所述联动系统具有联杆，所述联杆构造成绕第二轴线相对于所述基准结构旋转运动；
所述第一轴线和所述第二轴线大体上平行，并且可操作地偏离一基本上恒定的距离；
所述联动系统构造并布置成，使得所述元件和所述基准结构之间的第一旋转角度可以独立于所述联杆和所述基准结构之间的第二旋转角度而被驱动；
连接于所述联动系统的第一致动器，其布置成为所述联动系统的第一自由度提供动力；
连接于所述联动系统的第二致动器，其布置成为所述联动系统的第二自由度提供动力，所述第一自由度和所述第二自由度是独立的自由度；
其中，所述第一致动器构造并布置成，在所述第二自由度被可操作地锁定时，驱动所述元件绕所述第一轴线旋转。
28.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述元件通过支承件连接于所述基准结构。
29.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述联杆通过支承件连接于所述基准结构。
30.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述联动系统包括五个联杆。
31.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述联动系统通过枢轴接头连接于所述元件。
32.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器为所述联动系统中的两个连接的联杆之间的角度变化提供动力。
33.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器为所述联动系统中的两个接头之间的距离变化提供动力。
34.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器包括旋转致动器，且所述旋转致动器具有基本上与所述第二轴线相同的旋转轴线。
35.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器包括旋转马达或电动马达。
36.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器包括行星齿轮。
37.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器安装在所述联杆上。
38.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器通过枢轴连接而连接于所述基准结构。
39.根据权利要求27所述的致动器系统，还包括制动器，所述制动器构造并布置成限制所述联杆绕所述第二轴线的旋转。
40.根据权利要求27所述的致动器系统，还包括制动器，所述制动器构造并布置成保持所述联动系统的一个自由度恒定。
41.根据权利要求27所述的致动器系统，还包括弹簧，所述弹簧构造并布置成偏压所述联杆绕所述第二轴线的旋转。
42.根据权利要求27所述的致动器系统，还包括弹簧，所述弹簧构造并布置成偏压所述元件绕所述第一轴线的旋转。
43.根据权利要求27所述的致动器系统，还包括阻尼器，所述阻尼器构造并布置成阻尼所述联杆绕所述第二轴线的旋转。
44.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述联动系统包括线性芯轴。
45.根据权利要求41所述的致动器系统，其中，所述弹簧选自由扭转弹簧、线性弹簧和屈曲节构成的组。
46.根据权利要求43所述的致动器系统，其中，所述阻尼器选自由线性阻尼器和旋转阻尼器构成的组。
47.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述第一致动器和所述第二致动器包括步进马达或永磁马达。
48.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述元件选自由轴和飞行器控制表面构成的组。
49.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述元件选自由翼阻流器、襟翼、襟副翼和副翼构成的组。
50.根据权利要求27所述的致动器系统，其中，所述基准结构选自由致动器框架、致动器外壳和飞行器框架构成的组。
51.一种致动器系统，其包括：
构造成绕第一枢轴相对于一基准结构旋转运动的元件；
第一联动装置，其在与所述第一枢轴偏离的第一元件连接处连接于所述元件，并从所述第一元件连接处延伸到与所述第一枢轴偏离的所述基准结构的第一基准连接处；
第二联动装置，其在与所述第一枢轴偏离的第二元件连接处连接于所述元件，并从所述第二元件连接处延伸到与所述第一枢轴偏离的所述基准结构的第二基准连接处；
所述元件和所述第一联动装置形成具有至少两个独立自由度的第一系统联动装置；
所述元件和所述第二联动装置形成具有至少两个独立自由度的第二系统联动装置；
连接于所述第一联动装置的第一马达；
连接于所述第二联动装置的第二马达，所述第二马达能够独立于所述第一马达运动；
所述第一联动装置和所述第二联动装置联接以便共用一自由度；
所述第一马达构造并布置成为所述第一联动装置上的自由度提供动力；
所述第二马达构造并布置成为所述第二联动装置上的自由度提供动力；并且
所述马达中的一个马达构造并布置成：当所述马达中的另一个马达可操作地锁定被提供动力的所述自由度时，所述一个马达使所述元件相对于所述基准结构运动。
52.一种致动器，其包括：
可枢转地连接于基准结构的共用联杆；
可枢转地连接于基准结构的受控元件；
安装在所述共用联杆上的第一电动马达，所述第一电动马达具有联接于上联杆的近端部的驱动轴；
安装在所述共用联杆上的第二电动马达，所述第二电动马达具有联接于下联杆的近端部的驱动轴；
所述上联杆具有可枢转地连接于所述受控元件的远端部；
所述下联杆具有可枢转地连接于所述受控元件的远端部；
由此，通过所述马达中的一个马达致动同时使所述马达中的另一个马达保持静止，导致受控的联杆相对于所述基准结构旋转。
53.一种控制致动器系统的方法，其包括下列步骤：
提供致动器系统，包括：
共用联杆，其构造并布置成绕第一轴线相对于一基准结构枢转运动；
受控元件，其构造并布置成绕第二轴线相对于所述基准结构枢转运动；
第一部件，其构造并布置成绕第三轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且所述第一部件构造并布置成绕第四轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第三轴线和所述第四轴线偏离第一可变距离；
第一致动器，其构造并布置成控制所述第一可变距离；
第二部件，其构造并布置成绕第五轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且所述第二部件构造并布置成绕第六轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第五轴线和所述第六轴线偏离第二可变距离；
第二致动器，其构造并布置成控制所述第二可变距离；和
所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件及所述受控元件可操作地构造并布置成，使得当所述第二可变距离恒定时，所述第一可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转，且当所述第一可变距离恒定时，所述第二可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转；以及
向所述第一致动器和所述第二致动器同时提供动力，使得所述受控元件绕所述第二轴线旋转，而所述共用联杆绕所述第一轴线保持恒定。
54.根据权利要求55所述的方法，其中，彼此相对地为所述第一致动器和所述第二致动器提供动力，由此使所述致动器系统中的后冲最小化。
55.一种控制致动器系统的方法，其包括下列步骤：
提供致动器系统，其包括：
共用联杆，其构造并布置成绕第一轴线相对于一基准结构枢转运动；
受控元件，其构造并布置成绕第二轴线相对于所述基准结构枢转运动；
第一部件，其构造并布置成绕第三轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且所述第一部件构造并布置成绕第四轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第三轴线和所述第四轴线偏离第一可变距离；
第一致动器，其构造并布置成控制所述第一可变距离；
第二部件，其构造并布置成绕第五轴线相对于所述共用联杆枢转运动，且所述第二部件构造并布置成绕第六轴线相对于所述受控元件枢转运动；
所述第五轴线和所述第六轴线偏离第二可变距离；
第二致动器，其构造并布置成控制所述第二可变距离；并且
所述致动器、共用联杆、第一部件、第二部件及所述受控元件可操作地构造并布置成，使得当所述第二可变距离恒定时，所述第一可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转，且当所述第一可变距离恒定时，所述第二可变距离的变化使所述受控元件绕所述第二轴线旋转；以及
向所述第一致动器和所述第二致动器同时提供动力，使得所述共用联杆绕所述第一轴线旋转；
由此调整所述共用联杆的旋转与所述第一致动器之间的机械增益。
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