CN104619589B - 具有抗阻断装置的机电致动器 - Google Patents

Abstract

一种机电致动器，其包括框架，所述框架具有安装在其上的旋转电机以及齿轮系，所述齿轮系具有位于与所述电机的输出轴相同的轴线上且连接到其上的输入轴；以及输出环，所述输出环与所述电机的所述输出轴同轴，且连接到用于操作待驱动的部件的杠杆上。所述齿轮系由安装在所述框架上的壳体承载，以围绕所述电机的所述输出轴的所述轴线枢转。抗阻断装置安装在所述框架上且包括可移动元件，所述可移动元件在用于阻断所述壳体相对于所述框架旋转的阻断位置与用于释放所述壳体使其相对于所述框架旋转的释放位置之间可动。

Description

具有抗阻断装置的机电致动器

本发明涉及一种机电致动器，例如，适合用于航空领域中以使可动飞行控制表面相对于飞行器的固定结构运动的机电致动器。举例来说，飞行控制表面可以是方向舵、副翼、升降副翼、襟翼等。

已知的机电致动器安装在飞行器上并且包括框架，框架具有与螺钉一起安装在其上的旋转电机，螺钉安装成相对于框架滑动。电机经由减速传动装置起作用，以驱动安装在螺钉上的螺母的旋转，同时阻止其相对于框架平移运动。框架紧固到飞行器的结构上且使螺母旋转，因此使得螺钉平移运动，其中螺钉的一端连接到待移动的飞行控制表面。

出于安全性原因，通常为待移动的每个飞行控制表面提供两个致动器，其中每个致动器的尺寸设计成能够自行起作用，以移动待移动的表面。因此，在致动器中的一者出故障的情况下，另一个致动器用于移动控制表面且因此确保飞行器可以继续操作。

然而，在故障致动器卡住控制表面并阻碍控制表面的任何运动的情况下可能出现问题。为了避免此风险，通常在致动器与控制表面之间间设有扭矩限制器，以在由控制表面施加在故障致动器上的力达到预定阈值时，控制表面能够从故障致动器脱开。然而，该结构是相对较庞大的，因为它往往会需要致动器距离控制表面较远。

本发明的目的是提供简单装置以至少部分地避免致动器阻挡的问题。

为此目的，本发明提供一种机电致动器，其包括框架，所述框架具有安装在其上的旋转电机以及同轴齿轮减速器，所述同轴齿轮减速器将电机的输出轴作为输入，且将抗阻挡系统的第一元件以及环作为输出，所述环与电机的输出轴同轴，且连接到用于操作待驱动的部件的杠杆。齿轮减速器通过安装在框架上的壳体承载，以围绕电机的输出轴的轴线枢转。抗阻挡装置安装在框架上且包括第二元件，所述第二元件在用于阻止第一元件相对于框架旋转的阻断位置与用于释放第一元件使其相对于框架旋转的释放位置之间可动。

因此，在致动器阻断的情况下，有可能释放第一元件使其旋转以便允许杠杆自由摆动。

优选地，齿轮减速器是周转或复合齿轮系，且第一元件具有环形部分，该环形部分具有内齿，以形成齿轮减速器的固定元件。

齿轮减速器因此形成紧凑的差速齿轮减速器，且如果在电机中发生阻断，那么由于释放第一元件，所以输出环能枢转，该第一元件形成为相对于框架的固定点。

在阅读对本发明的特定、非限制性实施例的以下描述后显而易见发明的其它特征以及优点。

参考附图，其中：

图1是根据本发明的致动器的纵截面图；

图2是在致动器的平面视图中的运动图；

图3到5是分别示出在已停用时、在正被启用时以及在已启用时的解除阻断装置的立体局部运动图；

图6a和6b是示出解除阻断装置的启用的局部示意图；以及

图7是在用于启用解除阻断装置的装置的立体局部外部视图。

参考图式，本发明的机电致动器是旋转致动器，其在此实施例中用于相对于诸如飞行器的机翼的固定结构移动诸如飞行器控制表面的可移动部件。

致动器包括框架1，所述框架设置有用于将所述框架紧固到结构上的装置，例如用于接纳紧固件螺栓的孔。

框架1具有安装在其上的：

电动机M；

总体附图标记为2的齿轮系或齿轮减速器；以及

总体附图标记为3的抗阻断装置。

马达M是电动机，其具有紧固在框架1上的定子以及经连接以随电动机M的输出轴A旋转的转子。

在此实施例中齿轮减速器2是复合类型，且包括壳体4，所述壳体形成抗阻断装置3的第一元件，在此实例中其由两个部分组成，在其内延伸有输入轴21，所述输入轴在与电机M的输出轴A相同的轴线上，并且具有约束成随电机M的输出轴A旋转的一个端部以及设置有与中间齿轮23啮合的齿轮22的相对端部，每个部分安装在承载与壳体4的带齿环形部分25啮合的齿轮24的对应的轴上。中间齿轮23还与输出环26啮合，所述输出环具有内齿，且在外侧设置有用于操作待移动的控制表面的杠杆27。输出环26、齿轮23、24以及输入轴21安装成相对于壳体4枢转。壳体4的带齿环形部分25因此形成齿轮系2的固定中间环。

壳体4以及因此的齿轮系2作为整体经由在28以及29处象征性示出的两个轴承安装在框架1上。轴承28、29中的每一者可以是单个轴承，例如形成为单个滚珠轴承；或者其可以是双轴承，例如由内滚珠轴承以及与内滚珠轴承同轴的外滚珠轴承形成。双轴承呈现以下优点：双轴承中的两个滚珠轴承中的一者卡住并不会阻止壳体4相对于框架1枢转。双轴承也可以包括单个滚珠轴承，所述滚珠轴承具有低摩擦系数的内表面或外表面，所述内表面或外表面适合于相对于与所述表面接触的元件滑动。

在正常条件下，抗阻断装置3布置成防止壳体4相对于框架1旋转，并且还在电机M或齿轮系2阻断的情况下允许壳体4相对于框架1旋转。

出于此目的，抗阻断装置3接纳在框架1中的位于框架1的远离电机M的一侧上的外壳中，使得齿轮系2位于电机M与抗阻断装置3之间。抗阻断装置包括盖子30，所述盖子闭合框架1中的外壳，且在一个面上包括凸出部，从该凸出部延伸有支撑轴31，所述支撑轴位于与电机M的输出轴S相同的轴线上，并且承载元件(所述元件是抗阻断装置的第二元件)，所述元件可移动，以在用于阻断壳体4相对于框架1旋转的位置与用于释放壳体4以使其相对于框架1旋转的位置之间滑动。

可移动元件是离合器板11，所述离合器板不旋转、具有形成摩擦面20的正面，当可移动元件在阻断位置(图1到4)时，所述摩擦面压抵壳体4的表面以及还有框架1的表面，以在旋转时对壳体以及框架一起约束，且当离合器板11在释放位置(图5)时，所述摩擦面远离框架1以及壳体4移动。离合器板11通过弹性返回元件推向释放位置，所述弹性返回元件在此实例中为螺旋弹簧32，所述螺旋弹簧围绕支撑轴31在摩擦表面20与支撑轴31的自由端上的肩部之间延伸。

抗阻断装置3包含保持元件，该保持元件用于抵抗由螺旋弹簧32施加的力而将离合器板11保持在阻断位置。保持元件包括凹板10，所述凹板安装在支撑轴31上以围绕所述支撑轴31在第一位置与第二位置之间枢转，在所述第一位置，从离合器板11的背面轴向突出的间隔物33将离合器板11保持为与凹板10间隔开(图1到3)，在所述第二位置，间隔物33接纳在凹板10中的外壳34中，以使得离合器板11以及凹板10靠近彼此(图5)。

电控闭锁件13安装在框架1上，以抵抗通过扭力弹簧12施加的力将凹板10保持在其第一位置，所述扭力弹簧围绕支撑轴31，并且具有紧固到盖子30上的一个端部以及紧固到凹板10上的相对端部。在此实例中，闭锁件13采用摇杆的形式，所述摇杆具有接合在凹板10中的周界凹口中的一个端部以及通过螺线管35(图6a)致动的相对端部。致动形成闭锁件13的杠杆使得闭锁件13从凹口脱离，由此允许凹板10旋转(图4以及图6b)。

在正常操作中，离合器板11在其阻断位置，且凹板10在其第一位置(图1到3)。壳体4因此相对于框架1不旋转。

在致动器阻断(用于检测此类阻断的方法从其它地方已知)的情况下，螺线管35经操作以使闭锁件13从凹板10脱开。凹板10经螺旋弹簧12驱动枢转(图4)，直到凹板10到达其第二位置。间隔物33随后与外壳34对齐，且它们在来自螺旋弹簧32的驱动下穿入外壳34，从而将离合器板11推向凹板10(图5)。壳体4随后相对于框架1可自由旋转，由此使控制表面在另一致动器或作用在可移动部件上的外力的作用下自由运动。应观察到，力主要通过弹簧来施加，因此不需要使用将需要是庞大的且将是高能耗的强力螺线管。

在维护操作期间，应手动地将阻断装置放回到其正常操作位置。

自然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖落入如权利要求书所限定的本发明的范围内的任何变型。

具体来说，闭锁件、螺线管以及扭力弹簧可以通过用于使可移动元件可逆地在其两个位置之间移动的次级致动器来替代。

齿轮减速器可以是另一种类型的齿轮系，例如周转齿轮减速器，其中卫星保持件用作抗阻断装置的第一元件。

致动器的结构可以不同于所描述的结构。抗阻断装置可以(例如)封入在装配在框架1上的单元中，闭锁件13可以通过滑动而非通过摇动来运动，齿轮系可以具有与上文所描述的齿轮系相比更大或更小数目的传送元件。

Claims (6)

1.一种机电致动器，所述致动器包括：框架，所述框架具有安装在其上的旋转电机以及同轴齿轮减速器，所述齿轮减速器将所述电机的输出轴作为输入，并且将抗阻断系统的第一元件以及环作为输出，所述环与所述电机的所述输出轴同轴，并且连接到用于操作待驱动的部件的杠杆，所述齿轮减速器安装在所述框架上，以围绕所述电机的所述输出轴的轴线枢转，所述抗阻断装置安装在所述框架上，且包括第二元件，所述第二元件在用于阻断所述第一元件相对于所述框架旋转的阻断位置与用于释放所述第一元件使其相对于所述框架旋转的释放位置之间可动，所述抗阻断装置包含用于将所述第二元件保持在所述阻断位置的保持元件，以及用于对所述保持元件解除阻断的装置，所述第二元件通过弹性元件推向所述释放位置，所述第二元件安装成沿与所述输出轴重合的滑动方向滑动。

2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述齿轮减速器是差速减速器且所述第一元件具有环形部分，所述环形部分具有内齿，以形成所述齿轮系的固定元件。

3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第二元件是具有摩擦表面的板，当所述第二元件在所述阻断位置时，所述摩擦表面压抵所述第一元件以及所述框架，以在转动时对所述第一元件以及所述框架一起约束，且当所述第二元件在所述释放位置时，所述摩擦表面远离所述框架以及所述第一元件移动。

4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述保持元件安装成围绕所述滑动方向在第一位置与第二位置之间枢转，在所述第一位置，固定到所述第二元件的至少一个间隔物将所述第二元件与所述保持元件间隔开，在所述第二位置，所述间隔物以使得所述第二元件以及所述保持元件朝向彼此运动的方式接纳在所述保持元件的外壳中，电控闭锁件抵抗由扭力弹簧施加的力将所述保持元件保持在其第一位置。

5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述抗阻断装置包含用于可使所述第二元件在其两个位置之间可逆运动的次级致动器。

6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一元件包括经由至少一个两级轴承连接到所述框架的内部带齿的环形部分。