CN104838125B - 包括主锁止装置的致动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种致动装置，包括：‑第一元件(7)，‑第二元件(8)，其能够相对于第一元件(7)平移移动，以及‑锁止装置(6)，其包括闩扣(18，20)，该闩扣(18，20)能够在展开位置与收回位置之间移动，闩扣(18‑20)相对于第一元件(7)以如下方式设置：当闩扣(18‑20)处于展开位置上时，闩扣(18‑20)允许第二元件(8)相对于第一元件(7)在第一移动范围(A)内位移，并防止第二元件(8)相对于第一元件(7)在第二移动范围(B)内位移，并且当闩扣(18‑20)处于收回位置时，闩扣(18‑20)允许第二元件相对于第一元件(7)在第二移动范围(B)内位移。该装置特别适合于允许对推力反向系统和调整流动通过航空器推进单元的气体的系统的致动。

Description

包括主锁止装置的致动装置
技术领域
本发明涉及一种致动装置，更加具体而言，本发明涉及这样一种致动装置，其用于航空器的推进组件的推力反向系统和/或气流调整系统
背景技术
飞机推进组件通常包括涡轮发动机和发动机机舱，所述涡轮发动机附接至飞机的机翼或机身；而所述发动机机舱附接至机翼或机身并附接至涡轮发动机上。在为涡扇发动机的情况时，涡轮发动机包括压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮，所述高压涡轮使得压缩机被驱动，而所述低压涡轮使得风扇被驱动旋转。所述风扇使得在环形导管(其被限定在涡轮发动机与发动机机舱之间)中循环的冷气流加速，用以产生用于推进飞机的所需推力。
飞机的推进组件通常包括在着陆阶段使得推力反向的推力反向系统或TRAS(推力反向致动系统)，用以改进飞机的制动能力。这种系统包括可移动的整流罩组件，其通过关联的致动器致动，从而能够临时阻断环形导管并将冷气流朝着发动机机舱的前部转向，因而产生增加到机轮制动的反推力。
在为所谓的“门”式推力反向系统的情况时，发动机机舱装配有可移动的整流罩(称为“门”)，其相对于发动机机舱结构而在收回位置与展开位置之间枢转，在收回位置上其允许导管中的气流朝着发动机机舱的后部循环，而在展开位置上襟翼阻挡气流并使其朝着发动机机舱的前部重新定向。
在为所谓的“格栅”或“叶栅”式推力反向系统的情况时，发动机机舱装配有可移动的整流罩，其相对于发动机机舱结构而沿着位于收回位置与展开位置之间的轨道滑动，在收回位置上其允许导管中的冷气流朝着发动机机舱的后部循环，而在展开位置上其将位于环形导管中的导流叶片的格栅经由襟翼打开，所述襟翼的致动与整流罩的移动相关。
一般而言，无论在哪种情况下，可移动的整流罩由专用的致动器组件进行致动。致动器移动的同步性是由包括有将致动器彼此之间机械连接的弹性轴的系统来确保的。
另外，推力反向系统必须包括多个锁止装置，通过这些锁止装置可防止整流罩在飞行阶段时机不当的展开。在这些装配到推力反向系统的锁止装置中，一些被称为“主锁止系统”或PLS的锁止装置作用在弹性轴上，用以阻止弹性轴旋转。
此外，为了对燃料消耗进行优化，推进系统还可包括用于调整气流或VFN(可变风扇喷管)的系统。这种系统允许根据飞机的速度来调整在环形导管中循环的冷气流。这种系统一般包括由致动器致动的可移动的襟翼，用以改变循环导管的截面。
发明内容
本发明的目的是减少与推进系统相关联的设备的体积庞大的问题。
该目的是通过一种致动装置在本发明的范围内实现的，所述致动装置包括：
-第一元件，
-第二元件，其能够相对于所述第一元件平移移动，以及
-锁止装置，其包括锁止闩扣，所述锁止闩扣能够在展开位置与收回位置之间移动，闩扣相对于第一元件设置成使得闩扣处于展开位置上，闩扣允许第二元件相对于第一元件在第一位移范围内位移，并防止第二元件相对于第一元件在第二位移范围内位移，并且当闩扣处于收回位置时，所述闩扣允许第二元件相对于第一元件在第二位移范围内位移。
通过所提出的致动装置，能够设计出这样一种推进组件：其中同一致动装置允许TRAS系统和VFN系统的致动。例如，能够将致动装置设计成具有如下行程：其具有第一展开范围(例如包括在0至大约200毫米之间)和第二展开范围(例如包括在大约200毫米至大约740毫米之间)，在第一展开范围内所述致动装置对VFN系统致动，而在第二展开范围内所述致动装置对TRAS系统进行致动。
锁止装置允许致动装置在第一范围内移动同时防止致动装置在第二范围内移动，从而避免TRAS系统的时机不当地展开。
所提出的致动装置可进一步具有如下特征：
-所述第一元件为轴，所述第二元件为螺母，所述螺母安装为沿着所述轴能够平移地移动，所述轴相对于所述螺母的旋转导致螺母沿着该轴平移；
-所述闩扣包括邻接表面，所述第二元件可沿着第二元件的平移轴线而轴向抵靠所述邻接表面，
-所述致动装置包括框架，并且所述锁止装置包括安装成可相对于框架旋转的环形件，所述环形件与闩扣协作从而环形件相对于框架的旋转导致闩扣在收回位置与展开位置之间的位移，
-所述环形件和所述闩扣包括斜坡和销，所述销在环形件的形状过程中能够沿着斜坡滑动，
-所述锁止装置包括电磁体，所述电磁体能够被供电用于驱动所述环形件旋转，
-所述电磁体围绕所述环形件，
-所述锁止装置包括锁止限制器，其适配成一旦所述闩扣处于收回位置上时则防止环形件旋转，
-所述锁止限制器包括指状件，其可在脱离接合位置与接合位置之间移动，在所述脱离接合位置上所述指状件允许环形件旋转，而在所述接合位置上指状件防止环形件旋转，
-所述指状件能够沿着平行于第二元件的平移轴线的轴线平移移动，
-所述指状件包括较宽的部分，当指状件处于接合位置时，所述较宽的部分能够被接收在形成于环形件中的容纳部中，用于防止所述环形件旋转，
-所述指状件包括较窄的部分，当指状件处于脱离接合位置时，所述较窄的部分能够在形成于环形件中的腔中滑动，用于允许所述环形件旋转,
-所述锁止限制器还包括第一杆，其能够在所述第二元件平移的过程中被第二元件促动，从而用于在所述致动装置展开时将可移动的指状件位移到接合位置，
-所述锁止限制器还包括第二杆，其能够在所述第二元件平移的过程中被第二元件促动，用于在所述致动装置收回时将可移动的指状件位移到脱离接合位置，
-所述装置括多个闩扣，其围绕所述第二元件的平移轴线分布。
-所述装置包括框架，所述框架包括圆柱形内壁，其限定了所述第二元件在其中移动的通道，所述圆柱形壁包括孔，锁止闩扣在锁止栓扣处于展开位置时突出穿过所述孔，从而作为防止第二元件的位移阻碍物，
-所述第二元件可相对于所述第一元件在极限收回位置与极限展开位置之间移动，在极限收回位置与中间位置之间限定第一位移范围，所述闩扣成为防止第二元件平移超过中间位置的阻碍物，在中间位置与极限展开位置之间限定第二位移范围。
本发明还涉及一种推进组件，其包括：
-气流调整系统，
-推力反向系统，以及
-如前所述的致动装置，其用于选择性地致动所述气流调整系统和推力反向系统。
附图说明
其它特征和优点通过下文的描述将变得更加清楚，这些描述仅为示意性的而非限制性的。所述描述应结合附图来进行解读，在这些附图中：
-图1示意性地示出了根据本发明的实施方案的致动装置，
-图2示意性地示出了锁止装置的纵向截面图，
-图3至图5分别示意性地示出了锁止装置在锁止位置、中间位置以及解锁位置上的横向截面图；
-图6和图7示出了螺母行进并超过锁止闩扣；
-图8示意性地示出了锁止装置的环形件和可移动指状件；
-图9示意性地示出了致动装置不同的运行范围。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的实施方案的致动装置1。
致动装置1通常包括电动马达2，减速装置3，万向接头4，中间管5，主锁止装置6(主锁止系统)，驱动轴7，螺母8和致动管9。
减速装置3在入口处连接至电动马达2的输出轴并且在出口处连接至用于驱动致动装置1的轴7。当电动马达2启动时，电动马达2使驱动轴7经由减速装置3旋转。电动马达由控制单元控制，并且适配成根据第一旋转方向和与第一旋转方向相反地第二旋转方向而选择性地驱动驱动轴7旋转。
减速装置3进一步包括入口34，该入口34旨在连接至弹性轴，以用于使装置1与围绕发动机机舱布置的其他相同的致动装置保持同步。
中间管5经由万向接头4而连接至减速装置3的框架。
驱动轴7安装成可围绕纵向旋转轴线X而相对于附接了电动马达2和减速装置3的框架旋转，所述纵向旋转轴线X与致动管的平移轴线(其也为致动装置的展开轴线)重合。驱动轴7为具有外圆柱表面的螺纹轴，在所述外圆柱表面上具有螺旋凹槽。驱动轴7从减速装置3延伸到中间管5内部，并穿过主锁止装置6。
中间管5围绕驱动轴7并在万向结接头4与锁止装置6之间延伸。锁止装置6在中间管5上附接至中间管5的一端。
螺母8围绕驱动轴7安装。所述螺母8安装成可沿着驱动轴7平移移动。螺母8包括形成有螺旋凹槽的内表面，其适配成与驱动轴7的螺旋凹槽配合，从而驱动轴7相对于螺母8的旋转同时导致螺母8沿着驱动轴7(沿着平行于驱动轴7的旋转轴线X的平移方向)平移。
致动管9具有第一端10和第二自由端11，所述第一端10连接至螺母8，而所述第二自由端11旨在经由球窝接头连接件12而连接至控制气流调整系统的致动的发动机机舱(襟翼或整流罩)的可移动部分和推力反向系统的可移动部分。致动管9安装成固定至螺母8。因此，电动马达2的启动导致致动管9在收回位置(行进开始的位置)与展开位置(行进结束的位置)之间的平移。
万向接头4能够在电动马达2的输出轴与致动管9的端部11之间沿着其行进路径补偿对齐缺陷。
图2示意性地示出了主锁止装置6的纵向截面图。
锁止装置6包括框架13，电磁体14，环形件15，两个球轴承16和17，锁止闩扣18至20，以及锁止限制器21，所述锁止限制器21包括可移动指状件22，第一杆23和第二杆24。
框架13包括内圆柱壁25、外圆柱壁27和横壁31，所述内圆柱壁25环绕驱动轴7并限定了用于使螺母8通过的通道26；所述横臂31连接内壁25和外壁27。内壁25具有多个孔28和30，锁止闩扣18至20可穿过所述多个孔28和30而突出到通道26内部，用以防止螺母8的位移。
电磁体14具有环形形状。电磁体14安装成固定至框架13。更具体而言，电磁体14安装成固定至外壁27，并围绕内壁25延伸。
环形件15围绕框架13的内壁25延伸。更具体而言，环形件15设置在内壁25与电磁体14之间。环形件15安装成可相对于框架13经由球轴承16和17旋转，并且能够在由电磁体14产生的磁场的作用下被驱动从而围绕驱动轴7的旋转轴线X相对于框架13旋转。
闩扣18至20可枢转地安装在框架13的横壁31上。闩扣18至20围绕驱动轴7的旋转轴线X分布，两个连续的闩扣之间具有相同的角度距离。每个闩扣18至20安装成围绕各自的轴线38至40而可枢转。闩扣的旋转轴线38至40以一定距离设置并平行于驱动轴7的旋转轴线X。每个闩扣18至20在收回位置与展开位置之间可移动，在收回位置上闩扣允许螺母8通过，而在展开位置上闩扣延伸通过相关联的内壁25的孔28至30，并突出到通道26内部。每个闩扣18至20具有邻接表面58至60，所述邻接表面58至60沿着横向于螺母8的平移方向X的平面延伸，在螺母8的位移超过允许的位移范围时螺母8可抵靠所述邻接表面58至60。因此在展开位置上，闩扣18至20成为螺母8位移超过闩扣18至20的邻接表面58至60的阻挡物。
可移动指状件22安装成沿着平行于驱动轴7的旋转轴X的平移方向相对于框架13而可以自由平移。指状件22延伸到设置在框架13的横壁31的孔32中，并延伸到在旋转环形件15中形成的腔33中。此外，指状件22具有较窄的部分53以及形成肩部55的较宽的部分54。
第一杆23和第二杆24安装成相对于框架13沿着垂直于螺母8的平移方向X的旋转轴线自由旋转。杆23和24布置在可移动指状件22的两侧，从而每个杆23和24能够在平行于X轴线的一个方向和与第一方向相反的第二方向上促动可移动指状件22，所述杆23和24分别用于使可移动指状件22在第一方向和第二方向上位移。每个杆23和24具有在通道26中延伸到螺母8通行的路径上的端部36和37。因此，当螺母8通入到通道26中时，螺母8将连续推动杆23和24，其作用在于：根据螺母8的位移方向而使可移动指状件22在第一方向或在第二方向上位移。
图3至图5示意性地示出了主锁止装置6在对应于旋转环形件15的不同位置的不同构型中的横截面图。
如这些附图中所示，闩扣18至20彼此相同，并围绕螺母8的平移轴线X分布，两个连续的闩扣之间具有相同的角度距离。更具体而言，闩扣18至20的数量为三个，并且它们的旋转轴线38至40彼此之间间隔120度。每个闩扣18至20包括臂48至50和阻挡齿68至70，所述臂48至50围绕各自的旋转轴线38至40而可旋转地安装在框架13上，所述阻挡齿68至70在所述臂的自由端处延伸。此外，每个闩扣18至20包括引导销78至80，所述引导销78至80距离闩扣的旋转轴线一定距离。
旋转环形件15包括多个细长的为弧形形式的腔41至43。每个腔41至43接收各个引导销78至80，所述各个引导销78至80可在所述腔41至43中滑动。腔41至43中的每一个在第一端部与第二端部之间延伸，所述第一端部更靠近驱动轴的旋转轴线X，而第二端部比第一端部更远离旋转轴线X，从而限定了用于销78至80的引导斜坡。销78至80与斜坡41至43彼此协作，从而环形件15相对于框架13围绕旋转轴线X的旋转导致每个闩扣18至20相对于13围绕其各自的旋转轴线38至40旋转，如图3至图5所示。
旋转环形件15还包括接收可移动指状件22的额外的腔33。所述可移动指状件22能够在环形件15的旋转过程中在腔中滑动，以允许环形件旋转。
图3中，锁止闩扣18至20处于展开位置上。在该位置上，闩扣的齿68至70穿过在框架13的内壁25中形成的孔28至30而完全突出到通道26中，并防止螺母8平移超过锁止闩扣18至20。每个销78至80抵靠相关联的腔41至43的第一端部。
在图5中，锁止闩扣18至20处于收回位置上。在该位置上，齿68至70充分远离展开轴线X，并使得用于螺母8通过通道26的通路无阻碍。每个销78至80抵靠相关联的腔41至43的第二端部。
在图4中，锁止闩扣18至20处于展开位置与收回位置之间的中间位置上。每个销78至80位于相对应的腔41至43的两个端部之间的一半距离处。
图6和图7示出了螺母8通行超过锁止闩扣18至20。
在图6中，致动装置1正被展开。螺母8朝着图6的右侧(致动装置的展开方向)平移移动。螺母8在其通行时首先遇到第一杆23。在其位移的过程中，螺母8推动第一杆23的端部36，作用是驱动第一杆23旋转。
在图7中，一旦闩扣18至20处于收回位置，螺母8继续位移，并且在其通行时遇到第二杆。在其位移的过程中，螺母8推动第二杆24的端部37，作用是驱动第二杆24旋转。在第二杆24旋转的过程中，第二杆24将推动可移动指状件22，作用是将指状件22移动到与环形件15接合的位置上。
如图8所示，旋转环形件15包括容纳部45，其布置在腔33的一个端部处。在第二杆24的旋转过程中，指状件22被第二杆24推入到容纳部45中，从而指状件22的较宽的部分54被接收到容纳部45中，并防止环形件15的任何旋转。因此在该位置上，锁止装置6保持为解锁的构型。
在运行过程中，锁止装置6初始处于锁止构型。闩扣18至20处于展开位置，从而螺母8仅能够沿着受限范围平行位移，该范围由锁止闩扣18至20的位置进行限制。在该受限的范围中，致动装置1仅对气流调整系统(VFN系统)进行致动。
当飞行员命令推力反向系统(TRAS)展开时，控制系统启动电磁体14的动力供应，作用是驱动环形件15相对于框架13围绕驱动轴7的旋转轴线X旋转。环形件15相对于框架13的旋转导致闩扣18至20收回，从而允许螺母8在延伸超过闩扣18至20的范围内位移，在该范围内致动装置控制推力反向系统。
此外，控制系统启动电动马达2运行，用以驱动所述驱动轴7在第一旋转方向上旋转。驱动轴7相对于螺母8的旋转导致螺母8沿着驱动轴7在致动装置的展开方向上平移。在螺母8的展开过程中，在行进开始时，螺母8致动第二杆，其作用时将可移动指状件22位移到接合位置上，从而防止环形件15的任何旋转。因此，只要推力反向系统没有完全收回，则锁止装置6保持为解锁构型。
在推力反向不再必要时，飞行员命令推力反向系统收回。控制系统启动电动马达2运行，用以驱动所述驱动轴7在第二旋转方向(与第一旋转方向相反)上旋转。驱动轴7相对于螺母8的旋转导致螺母8沿着驱动轴7在致动装置的收回方向上平移。在螺母8的位移过程中，在行进结束时，螺母8致动第一杆，其作用是将可移动指状件22位移到脱离接合的位置(位于容纳部45之外)上，从而允许环形件15旋转。
环形件15在复位构件(例如弹簧)的作用下相对于框架13围绕驱动轴7的旋转轴线旋转位移。环形件15相对于框架13的旋转导致闩扣18至20的展开，从而将螺母8限制在如下范围之内位移：在该范围内所述致动装置专门地控制流动调整系统，该范围由闩扣18至20的位置界定。
图9示意性地示出了致动装置的不同的运行范围。
螺母8可相对于驱动轴7在收回极限位置与展开极限位置之间移动。螺母8从收回极限位置到展开极限位置的位移导致所述致动装置沿着致动装置的展开轴线(即，X轴线)延长。
螺母沿着驱动轴位移的第一范围A由锁止闩扣的位置L限定。螺母在所述第一范围内的位移的作用在于对气流调整系统(VFN)的致动。所述第一范围A对应于致动装置例如包括在0至大约200毫米之间的展开。
螺母沿着驱动轴位移的第二范围B仅能够在锁止闩扣处于收回位置时通过螺母获得，从而螺母可位移超过闩扣的位置L。所述第二范围B对应于致动装置例如包括在大约200毫米至大约740毫米之间的展开。
第二范围B分为两个子范围B1和B2。螺母在子范围B2内的位移的作用在于致动推力反向系统(TRAS)。子范围B1为VFN系统的致动与TRAS系统的致动之间的过渡性的子范围。
如应理解的是，所提出的致动装置1包括锁止装置6，其能够在允许对气流调整系统的致动的同时防止推力反向系统在飞行阶段的过程中时机不当的致动。
此外，在没有电源供应的情况下，锁止装置6不能解锁，从而推力反向系统不能展开。
最后，向锁止装置6供应电力仅在解锁时是必要的。通过锁止限制器，只要推力反向系统没有彻底收回，则锁止装置6保持为解锁构型，即使处于电流故障的情况下。
一旦推力反向系统收回，则锁止装置6再次自动锁止。

Claims (16)

1.一种致动装置，包括：
-第一元件(7)，
-第二元件(8)，其能够相对于所述第一元件(7)平移移动，
-框架(13)，以及
-锁止装置(6)，其包括锁止闩扣(18，20)，所述锁止闩扣(18，20)能够在展开位置与收回位置之间移动，锁止闩扣(18-20)相对于第一元件(7)设置成使得当锁止闩扣(18-20)处于展开位置上时，锁止闩扣(18-20)允许第二元件(8)相对于第一元件(7)在第一位移范围(A)内位移，并防止第二元件(8)相对于第一元件(7)在第二位移范围(B)内位移，并且当锁止闩扣(18-20)处于收回位置时，锁止闩扣(18-20)允许第二元件相对于第一元件(7)在第二位移范围(B)内位移，所述锁止装置(6)包括环形件(15)，该环形件(15)安装成相对于框架(13)能够旋转，所述环形件(15)与锁止闩扣(18-20)协作从而环形件(15)相对于框架(13)的旋转导致锁止闩扣在收回位置与展开位置之间位移。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一元件(7)为轴，所述第二元件(8)为螺母，所述螺母安装为沿着所述轴能够平移地移动，所述轴相对于所述螺母的旋转导致螺母沿着该轴平移。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述锁止闩扣(18，20)包括邻接表面(58-60)，所述第二元件(8)可根据第二元件(8)的平移轴线而轴向抵靠所述邻接表面(58-60)。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述环形件(15)和所述锁止闩扣(18-20)包括斜坡(41-43)和销(78-80)，所述销(78-80)在环形件(15)的旋转过程中能够沿着所述斜坡滑动。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述锁止装置(6)包括电磁体(14)，所述电磁体(14)能够被供电用于驱动所述环形件(15)旋转。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述电磁体(14)围绕所述环形件(15)。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述锁止装置(6)包括锁止限制器(21)，该锁止限制器(21)适配成一旦所述锁止闩扣(18-20)处于收回位置上时则防止环形件(15)旋转。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述锁止限制器(21)包括指状件(22)，该指状件(22)能够在脱离接合位置与接合位置之间移动，在所述脱离接合位置上所述指状件(22)允许环形件(15)旋转，而在所述接合位置上指状件(22)防止环形件(15)旋转。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述指状件(22)能够沿着平行于第二元件(8)的平移轴线的轴线平移移动。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述指状件(22)包括较宽的部分(54)，当指状件(22)处于接合位置时，所述较宽的部分(54)能够被接收在形成于环形件(15)中的容纳部(45)中用于防止所述环形件(15)旋转。
11.根据权利要求8所述的装置，其中所述指状件(22)包括较窄的部分(53)，当指状件(22)处于脱离接合位置时，所述较窄的部分(53)能够在形成于环形件(15)中的腔(33)中滑动用于允许所述环形件(15)旋转。
12.根据权利要求8所述的装置，其中所述锁止限制器(21)还包括第一杆(23)，该第一杆(23)能够在所述第二元件(8)平移的过程中被第二元件(8)促动，用于在所述致动装置展开时将能够移动的指状件(22)位移到接合位置。
13.根据权利要求8所述的装置，其中所述锁止限制器(21)还包括第二杆(24)，该第二杆(24)能够在所述第二元件(8)平移的过程中被第二元件(8)促动，用于在所述致动装置收回时将能够移动的指状件(22)位移到脱离接合位置。
14.根据权利要求1所述的装置，包括围绕所述第二元件(8)的平移轴线分布的多个锁止闩扣(18-20)。
15.根据权利要求1所述的装置，包括框架(13)，所述框架(13)包括圆柱形内壁(25)，该内壁(25)限定了所述第二元件(8)在其中移动的通道，所述内壁(25)包括孔(28-30)，锁止闩扣(18-20)在锁止闩扣(18-20)处于展开位置时突出穿过所述孔(28-30)，从而防止第二元件(8)的位移。
16.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二元件(8)能够相对于所述第一元件在收回极限位置与展开极限位置之间移动，在收回极限位置与中间位置之间限定第一位移范围(A)，锁止闩扣(18-20)防止第二元件(8)平移超过中间位置，在中间位置与展开极限位置之间限定第二位移范围(B)。
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