CN105431656B - 响应于输出力矩的力矩限制器 - Google Patents

Abstract

一种力矩限制器，限制输入轴和输出轴之间的力矩传递。力矩限制器可被包含在用于致动航空器控制表面的齿轮旋转致动器中。力矩限制器响应于与输出轴相关联的输出力矩而不是与输入轴相关联的输入力矩。力矩限制器包括结构基础件和用于将输入轴的旋转运动传递到输出轴的齿轮组件。齿轮组件包括参考齿轮，其联接到结构基础件以使参考齿轮的相对于结构基础件的运动取决于输出轴处的输出力矩。当所述输出力矩低于输出力矩极限时，参考齿轮相对于结构基础件静止，当输出力矩超过输出力矩极限时，参考齿轮相对于结构基础件移动。

Description

响应于输出力矩的力矩限制器

技术领域

本发明涉及力矩限制机构，特别涉及用在齿轮旋转致动器(GRA)中的力矩限制机构，齿轮旋转致动器用于致动航空器控制表面。

背景技术

GRA例如用在航空器中以致动襟翼、缝翼以及其它空气动力控制表面。GRA典型地包含力矩限制器，力矩限制器用于在发生故障的情况下限制GRA的输入轴和输出轴之间的力矩传递。传统的力矩限制装置包括盘式制动组，盘式制动组具有多个制动盘，多个制动盘利用相邻制动盘之间的摩擦接触以限制力矩传递。该力矩限制装置具有几个固有问题。因为摩擦系数对润滑特别敏感，润滑环境的变化能够致使摩擦系数下降到低于提供正力矩极限所需的临界值。这个能够导致力矩限制器超过最大力矩限制设置。如果盘式制动组中存在太少的润滑并且存在水分，盘式制动组能够冻结，导致防害锁止。当为盘式制动组提供充足的润滑时，存在相当大的粘性拖拽。只要在力矩限制器设置和动力控制单元(PCU)定量中准确地预测和计算粘性拖拽，粘性拖拽就不是问题，但是，该粘性拖拽导致系统中的低效以及对力矩限制器下游的组件造成更高的限制负载。

已知的力矩限制机构响应于GRA的输入力矩而不是GRA输出力矩。结果，锁止的力矩极限设置必须远高于GRA的最大操作力矩，所以GRA设计为具有比较大的极限输出力矩。因此，每个GRA具有与其相关联的更大的重量，并增加GRA下游的结构。假定航空器具有很多GRA，例如三十或者更多，那么累积重量成本被强加于航空器设计。

需要解决上述问题的力矩限制器。

发明内容

本发明提供一种力矩限制器，限制绕输入轴线可旋转的输入轴和绕输出轴线可旋转的输出轴之间的力矩传递，并以解决上面所讨论的问题的方式这么做。在本发明的示意性实施例中，力矩限制器被包含在用于致动航空器控制表面的GRA中，例如相对于固定翼可移动的襟翼或缝翼。本发明的力矩限制器以如下事实为特征：力矩限制器响应于与输出轴相关联的输出力矩而不是与输入轴相关联的输入力矩。

本发明的力矩限制器大体包括结构基础件和用于将输入轴的旋转运动传递到输出轴的齿轮组件。齿轮组件包括参考齿轮，参考齿轮与结构基础件相联接以使参考齿轮的相对于结构基础件的运动取决于输出轴处的输出力矩。当输出力矩小于输出力矩极限时，参考齿轮相对于结构基础件静止，当输出力矩超过输出力矩极限时，参考齿轮相对于结构基础件移动。

根据本发明的具体实施例，齿轮组件还可包括输入齿轮、从动齿轮和至少一个传递齿轮，输入齿轮响应于输入轴的旋转而相对于结构基础件旋转，从动齿轮与输出轴相关联以使输出轴响应于从动齿轮的旋转而旋转，至少一个传递齿轮接合输入齿轮、参考齿轮和从动齿轮以使输入轴的旋转导致输出轴的旋转，而不会导致参考齿轮相对于结构基础件的移动，除非超过力矩极限。当超过力矩极限时，参考齿轮相对于结构基础件移动，例如参考齿轮可绕其轴线相对于结构基础件旋转。齿轮组件可以构造为行星齿轮组件，其中输入齿轮布置为输入轴上的太阳齿轮，参考齿轮布置为绕输入齿轮的环形齿轮，而至少一个传递齿轮包括布置在输入齿轮和参考齿轮之间的多个行星齿轮。输入齿轮、参考齿轮和从动齿轮可沿主轴线同轴地布置，行星齿轮可在平行于组件的主轴线的方向上轴向地延伸。

在本发明的另一方面，力矩限制器可包括锁定机构，用于在超过力矩极限后防止输入轴和输出轴之间的力矩传输，其中在已经超过力矩极限后，锁定机构将来自输入轴的力矩重定向到结构基础件。锁定机构可包括布置成与输入轴一起旋转的卡爪载体，以及可枢转地联接到卡爪载体的至少一个卡爪件。锁定机构可进一步包括锁定环，锁定环包括径向向内延伸的至少一个止挡，其中锁定环沿主轴线布置并轴向可移位的从非锁定位置到锁定位置，在非锁定位置，每个止挡径向脱离每个卡爪，在锁定位置，每个止挡径向干涉每个卡爪件。弹簧可布置成朝向非锁定位置推动锁定环，并且多个球轴承可位于锁定环和参考齿轮之间。当锁定环和参考齿轮相对于彼此绕主轴线以预定角度取向时，球轴承将锁定环维持在非锁定位置，以及当参考齿轮相对于锁定环绕主轴线旋转时，球轴承朝向锁定位置移位锁定环。当被参考齿轮的旋转激活时，锁定机构通过锁定环可将输入力矩重定向到结构基础件。

附图说明

下面参照附图对本发明进行详细描述，其中：

图1是根据本发明的一个实施例形成的GRA的透视图；

图2是示出图1中的GRA的截面透视图；

图3是示出图1中的GRA的另一个截面透视图；

图4是图1中所示的GRA的纵向截面图；

图5是GRA的大体沿图4中的A-A线截取的横向截面图；

图6是GRA的大体沿图4中的B-B线截取的横向截面图；

图7是GRA的大体沿图4中的C-C线截取的横向截面图；

图8是GRA的大体沿图4中的D-D线截取的横向截面图；

图9是示出根据本发明的实施例的GRA的锁定机构的透视图；

图10A和10B是示出当超过力矩极限时锁定机构的锁定环的从非锁定位置到锁定位置的轴向位移的放大截面图；

图11A-11E是示出当超过力矩极限时锁定机构的操作的一系列横向截面图；

图12A-12E是示出通过锁定机构的卡爪载体的逆向旋转重置锁定机构的一系列横向截面图；以及

图13是示出根据本发明的实施例的非对称球凹陷的详细截面图。

具体实施方式

图1-7描述了体现本发明的GRA 10。GRA 10可用在航空器控制表面致动系统或涉及力矩传递的其他应用中。GRA 10构造为在绕输入轴线可旋转的输入轴12和绕输出轴线可旋转的输出轴14之间传递力矩。在当前实施例中，输入轴线和输出轴线沿主轴线11彼此一致。

GRA 10包括外壳16形式的结构基础件，外壳16可包括壳体18，位于壳体18一端的外壳端板20以及保持在邻近外壳端板20的轴向地固定的位置上的间隔环22。间隔环22可限定出环形径向台阶面24。输入轴12通过旋转轴承13可旋转地支撑在外壳16的输入端。输出轴14通过另一个旋转轴承15可旋转地支撑在输入轴12的一端。

GRA 10还包括用于将输入轴12的旋转运动传递到输出轴14的齿轮组件。如所描述的实施例所示，齿轮组件包括输入齿轮26，参考齿轮28，从动齿轮30和至少一个传递齿轮32。输入齿轮26可被固定地安装在输入轴12上或与输入轴一体形成，以使输入齿轮26响应于输入轴的旋转相对于外壳16旋转。参考齿轮28联接到外壳16，以使参考齿轮不会相对于外壳16移动，除非超过力矩极限。例如，参考齿轮28可以为保持在外壳16内的内部有齿的环形齿轮的形式，以使参考齿轮不会绕主轴线11相对于外壳16旋转，除非参考齿轮遭受到超过力矩极限的绕主轴线11的力矩。从动齿轮30与输出轴14相关联，例如通过将从动齿轮固定地连接到输出轴14或者通过将从动齿轮与输出轴14一体地形成，其中输出轴14响应于从动齿轮30的旋转而旋转。如在所描述的实施例中所示，从动齿轮30可以为内部有齿的环形齿轮。

至少一个传递齿轮32接合输入齿轮26、参考齿轮28和从动齿轮30以使输入轴12的旋转导致输出轴14的旋转而不会导致参考齿轮28的相对于由外壳16提供的结构基础件的移动，除非超过力矩极限。当超过力矩极限时，参考齿轮28通过绕主轴线11相对于外壳16旋转而相对于结构基础件(即外壳16)移动。

如图中所示，齿轮组件为行星齿轮组件，其中输入齿轮26布置为输入轴12上的太阳齿轮，参考齿轮28布置为绕输入齿轮的环形齿轮，而至少一个传递齿轮32包括布置在输入齿轮26和参考齿轮28之间的多个行星齿轮。在所描述的实施例中，多个行星齿轮(即传递齿轮32)在平行于主轴线11的方向上轴向地延伸。输入齿轮26和从动齿轮30可沿主轴线11彼此同轴地布置。进一步地，参考齿轮28可与输入齿轮26和从动齿轮30沿主轴线11同轴地布置。传递齿轮32可绕输入齿轮26布置，并且每个传递齿轮可包括与输入齿轮26和参考齿轮30相啮合的第一有齿部分32A，仅与参考齿轮28相啮合第二有齿部分32B，以及仅与从动齿轮30相啮合的第三有齿部分32C。

如上所提及的，当超过力矩极限时，参考齿轮28相对于外壳16移动。参考齿轮28通过摩擦接触可联接到外壳16，以使力矩极限相当于克服与摩擦接触相关联的静摩擦所需的力矩。摩擦接触可包括参考齿轮28的圆柱形外表面和壳体18的圆柱形内表面之间的摩擦接触。摩擦接触还可以包括参考齿轮28的环形端面28A和外壳16的径向台阶面24。端面28A和径向台阶面24之间的摩擦接触可为弹簧加载的，例如通过轴向地加载的弹簧或弹簧组36。弹簧36例如可以为蝶形弹簧。

另外参考图8至12E。GRA 10可还包括大体被标记为附图标记40的锁定机构，以防止在超过力矩极限后输入轴12和输出轴14之间的力矩传递。锁定机构40在力矩极限已经被超过后通过将来自输入轴12的力矩重定向到由外壳16提供的结构基础件而进行操作。

锁定机构40可包括布置成随输入轴12旋转的卡爪载体42和可枢转地联接到卡爪载体42的至少一个卡爪件44。锁定机构还可包括锁定环46，锁定环46包括径向向内延伸的至少一个止挡48，其中锁定环沿主轴线11布置。在所描述的实施例中，锁定环46轴向可移位的从非锁定位置(见图10A)到锁定位置(见图10B)，在非锁定位置，锁定环46的每个止挡48径向脱离每个卡爪件44；在锁定位置，锁定环46的每个止挡48与每个卡爪件44径向干涉。锁定环46通过轴向滑销49容纳在锁定环46中的相应外部轴向槽和壳体18内的相应内部轴向槽中而可安装在壳体18内，由此锁定环46在一定范围内可以自由地轴向移动，但是防止锁定环46绕主轴线11相对于外壳16旋转。确切地设有两个卡爪件44或者不同数目卡爪件44。如果设有多于一个卡抓件44，卡爪件44绕主轴线11以规律角度间隔布置。确切地设有四个止挡48或者不同数目的止挡48。如果设有多于一个止挡48，止挡48绕主轴线11以规律角度间隔布置。

如图8，9和10A最优地示出，每个卡爪件44通过枢转销50可枢转地安装在卡爪载体42上，并且通过位于卡爪载体42中的径向定向的并由弹簧加载的球塞52可释放地保持在如图8所示的中立枢转位置。当卡爪件44位于其中立位置时，球塞52接合卡爪件的中心凹处54。每个卡爪件44还可包括位于中心凹处54的相对侧面上的侧向凹处56，用于当卡爪件44绕由枢转销50限定的轴线枢转时与球塞52接合，如下面随后将要描述的。每个卡爪件44可具有相对于枢转销50沿相反侧向延伸的一对捕捉件58，以及与球塞52径向对齐的外突出物60。在示出的实施例中，突出物60沿主轴线11方向邻近径向间隙表面62。可以理解的是，当锁定环46在其非锁定轴向位置时，卡爪件44的径向间隙表面62与锁定环46的止挡48轴向对齐，以使卡爪载体42在没有任何卡爪件44接合任何止挡48的情况下相对于锁定环46自由旋转。由此，卡爪载体42在正常操作情况下可绕主轴线11与输入轴12自由旋转。

锁定机构40还可包括布置成朝向非锁定位置推动锁定环46的弹簧36，以及位于锁定环46和参考齿轮28之间的多个球轴承64。球轴承64定位成当锁定环46和参考齿轮28相对于彼此绕主轴线11以预定角度取向时将锁定环46维持在非锁定位置，以及当参考齿轮28相对于锁定环46绕主轴线11旋转时朝向锁定位置移位锁定环46。例如，球轴承64可位于锁定环46中的一相应组的凹陷66以及参考齿轮28中的另一相应组凹陷68内，并且球轴承64随着参考齿轮28相对于锁定环46的旋转滚出各个凹陷66和68。

现在描述GRA 10和锁定机构40的操作。在正常工作情况下，施加到输入轴12上的力矩绕主轴线11旋转输入轴，由此绕主轴线11旋转输入齿轮26。输入齿轮26的旋转导致传递齿轮32的逆向旋转。传递齿轮32与参考齿轮28相啮合，参考齿轮28在正常加载情况下保持静止，使得传递齿轮32绕输入齿轮26运行。传递齿轮32的旋转导致输出齿轮30旋转，这进而导致输出轴14旋转以移位负载，例如移动航空器控制表面。

在某些非正常或非预期操作情况下，例如控制表面面板故障或卡住，在持续施加输入力矩时，输出轴14的旋转受到阻碍，输出轴处的力矩突然增大。因此，传递齿轮32遭受增加的力矩负载并由此将额外的力矩传递到参考齿轮28。在所说明的实施例中，当超过已设计的力矩极限时，静摩擦被克服，参考齿轮28将通过绕主轴线11旋转而相对于外壳16运动。GRA 10内的该滑动有助于防止对输出轴14以及下游部件的结构伤害。

在力矩极限已经被超过之后，锁定结构40被激活以防止输入轴12和输出轴14之间的力矩传递。因为参考齿轮28相对于外壳16旋转，所以参考齿轮28也相对于锁定环46旋转，其中通过滑销49防止锁定环46相对于外壳16的旋转。该相对角度移位导致球轴承64滚出锁定环46中的它们的各个凹陷66以及参考齿轮28中的它们的各个凹陷68，由此抵着弹簧36的偏置朝向锁定环46的锁定位置轴向地移位锁定环46。

现在参考图11A-11E，图11A-11E示出了一旦锁定环46位于其锁定位置会发生什么以及输入轴12。在图11A中，锁定环46在其非锁定位置上静止，然而在图11B中，锁定环已经被轴向地移位到其锁定位置。当锁定环46位于其锁定位置时，止挡48与卡爪件44上的突出物60的圆形行进路径径向地干涉。随着卡爪载体42旋转，卡爪件44的突出物60接合止挡48，如图11B所示。如图11C中所描述的，该接合导致卡爪件44绕由枢转销50限定的轴线枢转，由此随着球塞移出卡爪件中的中心凹处54而压缩球塞52。卡爪载体42持续旋转，伴随着卡爪件44的进一步枢转，直到球塞52弹性地解压并容纳在卡爪件44中的侧向凹处56内，如图11D所示。在这个阶段，卡爪件44设置在锁定枢转位置，在该位置，卡爪件44的捕捉件58中的一个将与止挡48径向地干涉，另一个捕捉件58通过与卡爪载体42的接合而将被支撑以防止枢转。随着卡爪载体42绕主轴线11继续旋转，翘起的卡爪件44将与下一个止挡48接合，如图11E所示。因此，防止输入轴12和输出轴14之间的力矩传递。在此处所描述的实施例中，来自输入轴12的力矩被锁定机构40重定向到由外壳16提供的结构基础件上。

图12A-12E示出如何通过控制输入轴12的逆向旋转以由此逆向旋转卡爪载体42而可重置锁定机构40。首先，可以理解的是球轴承64已经与凹陷66和68重新校准，并且弹簧36的偏置已经将锁定环46返回至其非锁定轴向位置。卡爪载体42和卡爪件44从图12A中所描述的全锁定情况(这是图11E中所示的相同情况)开始。卡爪载体42逆向旋转直到拖尾的径向外捕捉件58接合之前的止挡48，如图12B所示。从图12C中可以理解的是，这使得卡爪件42绕枢转销50的轴线枢转，由此随着卡爪载体42继续其逆向旋转而压缩球塞52。继续到图12D，可以看出卡爪载体42的进一步的逆向旋转导致卡爪件44继续枢转，直到球塞弹性地解压并被容纳在中心凹处54内。因此，如图12E所示，卡爪件44现在被相对于锁定环46的止挡48具有径向间隙地重置。

如图13中最优地看出，锁定环46中的凹陷66和参考齿轮28中的凹陷68可具有第一斜坡70和第二斜坡72，第一斜坡70与绕主轴线11的第一角方向相关联，第二斜坡72与绕主轴线的与所述第一角方向相反的第二角方向相关联，其中第一斜坡不同于第二斜坡。以这样的方式，在一个旋转方向上致动锁定机构40所需的力矩，旋转方向例如与襟翼或缝翼伸出相关联的旋转方向，大于在相反的旋转方向上致动锁定机构40所需的力矩，相反的旋转方向例如与襟翼或缝翼收缩相关联的旋转方向。

因为GRA 10的力矩限制机构响应于输出力矩而不是输入力矩，所以锁止力矩极限能够被设置为更加接近最大操作力矩，导致每个GRA的输出处的更低极限力矩。这不仅能够导致显著减少GRA的重量，更重要地还能供减少其所保护的下游结构的重量。

此处所描述的输出力矩感测GRA还解决了与先前技术中的盘式制动组相关联的问题。第一，本发明删除了摩擦盘制动组并用卡爪锁定机构对其进行替换。该变化大幅减少了由制动板产生的粘性拖拽力矩并删除对用于正力矩极限的摩擦的依赖。通过航空器控制表面系统中多达30个的GRA，该变化还大大地减少了PCU所需的动力。可实现整个驱动系统的重量的显著减少。第二，本发明还具有删除对某些航空器控制表面(例如，襟翼和缝翼)致动系统上的倾斜检测系统的需求的可能性，导致成本、重量和系统可靠性的显著提高。

此处详细描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以意识到能够进行修改。作为一个例子，需要说明的是在电枢26或相对板14上仅设置一个斜坡坡面的替换构造是可以的。该修改没有偏离本发明的由附加权利要求限定的精神和范围。

部件列表

10 齿轮旋转致动器(GRA)

11 主轴线

12 输入轴

13 旋转轴承

14 输出轴

15 旋转轴承

16 外壳(结构基础件)

18 壳体

20 外壳端板

22 间隔环

24 径向台阶面

26 输入齿轮

28 参考齿轮

30 从动齿轮

32 传递齿轮

36 弹簧

40 锁定机构

42 卡爪载体

44 卡爪件

46 锁定环

48 锁定环上的止挡

49 滑销

50 枢转销

52 球塞

54 卡爪件中的中心凹处

56 卡爪件中的侧向凹处

58 卡抓件的捕捉件

60 卡爪件的突出物

62 卡爪件的径向间隙表面

64 球轴承

66 锁定环中的球凹陷

68 参考齿轮中的球凹陷

70 球凹陷的第一斜坡

72 球凹陷的第二斜坡

Claims (18)

1.一种力矩限制器，用于限制绕输入轴线可旋转的输入轴和绕输出轴线可旋转的输出轴之间的力矩传递，所述力矩限制器包括：

结构基础件；

齿轮组件，所述齿轮组件用于将所述输入轴的旋转运动传递到所述输出轴，其中所述齿轮组件包括：

(i)输入齿轮，所述输入齿轮响应于所述输入轴的旋转而相对于所述结构基础件旋转；

(ii)参考齿轮，所述参考齿轮联接到所述结构基础件以使所述参考齿轮不相对于所述结构基础件移动，除非超过力矩极限；

(iii)从动齿轮，所述从动齿轮与所述输出轴相关联，其中所述输出轴响应于所述从动齿轮的旋转而旋转；以及

(iv)至少一个传递齿轮，所述至少一个传递齿轮接合所述输入齿轮、所述参考齿轮和所述从动齿轮以使所述输入齿轮的旋转在不导致所述参考齿轮相对于所述结构基础件的移动的情况下导致所述输出轴的旋转，除非超过所述力矩极限，其中当超过所述力矩极限时，所述参考齿轮相对于所述结构基础件移动；以及

锁定机构，所述锁定机构用于在已经超过所述力矩极限后，防止所述输入轴和所述输出轴之间的力矩传递，其中在已经超过所述力矩极限后，所述锁定机构将来自所述输入轴的力矩重定向到结构基础件。

2.根据权利要求1所述的力矩限制器，其中所述齿轮组件为行星齿轮组件，其中所述输入齿轮布置为所述输入轴上的太阳齿轮，所述参考齿轮布置为绕所述输入齿轮的环形齿轮，所述至少一个传递齿轮包括布置在所述输入齿轮和所述参考齿轮之间的多个行星齿轮。

3.根据权利要求2所述的力矩限制器，其中所述输入齿轮和所述从动齿轮沿主轴线彼此同轴地布置。

4.根据权利要求3所述的力矩限制器，其中所述多个行星齿轮在平行于所述主轴线的方向上轴向地延伸。

5.根据权利要求3所述的力矩限制器，其中所述参考齿轮与所述输入齿轮和所述从动齿轮沿所述主轴线同轴地布置。

6.根据权利要求1所述的力矩限制器，其中所述结构基础件包括包含所述齿轮组件的外壳。

7.根据权利要求6所述的力矩限制器，其中所述参考齿轮通过摩擦接触联接到所述外壳。

8.根据权利要求7所述的力矩限制器，其中所述摩擦接触包括所述参考齿轮的环形端面和所述外壳的径向台阶面之间的摩擦接触。

9.根据权利要求8所述的力矩限制器，其中述参考齿轮的端面和所述外壳的径向台阶面之间的所述摩擦接触为弹簧加载的。

10.根据权利要求1所述的力矩限制器，其中所述输入齿轮和所述参考齿轮沿主轴线彼此同轴地布置，当超过所述力矩极限时，所述参考齿轮绕所述主轴线相对于所述结构基础件旋转。

11.根据权利要求10所述的力矩限制器，进一步包括锁定机构，用于在已经超过所述力矩极限后，防止所述输入轴和所述输出轴之间的力矩传递，其中在已经超过所述力矩极限后，所述锁定结构将来自所述输入轴的力矩重定向到所述结构基础件。

12.根据权利要求11所述的力矩限制器，其中所述锁定结构包括：

卡爪载体，所述卡爪载体布置成与所述输入轴一起旋转；

至少一个卡爪件，所述至少一个卡爪件可枢转地联接到所述卡爪载体；

锁定环，所述锁定环包括径向向内延伸的至少一个止挡，其中所述锁定环沿所述主轴线布置并从非锁定位置到锁定位置轴向可移位，其中在所述非锁定位置，每个止挡径向脱离每个卡爪，在锁定位置，每个止挡径向干涉每个卡爪件；

弹簧，所述弹簧布置成朝向所述非锁定位置推动所述锁定环；以及

多个球轴承，所述多个球轴承位于所述锁定环和所述参考齿轮之间，以(a)当所述锁定环和所述参考齿轮相对于彼此绕所述主轴线以预定角度取向时，将所述锁定环维持在所述非锁定位置，以及(b)当所述参考齿轮相对于所述锁定环绕所述主轴线旋转时，朝向所述锁定位置移位所述锁定环。

13.根据权利要求12所述的力矩限制器，其中所述多个球轴承位于所述锁定环中的一相应组凹陷内以及所述参考齿轮中的另一相应组凹陷内。

14.根据权利要求13所述的力矩限制器，其中所述锁定环中的所述凹陷和所述参考齿轮中的所述凹陷具有第一斜坡和第二斜坡，所述第一斜坡与绕所述主轴线的第一角方向相关联，所述第二斜坡与绕所述主轴线的与所述第一角方向相反的第二角方向相关联，其中所述第一斜坡不同于所述第二斜坡。

15.一种力矩限制器，用于限制绕输入轴线可旋转的输入轴和绕输出轴线可旋转的输出轴之间的力矩传递，所述力矩限制器包括：

结构基础件；

齿轮组件，所述齿轮组件用于将所述输入轴的旋转运动传递到所述输出轴，所述齿轮组件包括参考齿轮，所述参考齿轮联接到所述结构基础件以使所述参考齿轮的相对于所述结构基础件的移动取决于在所述输出轴处的输出力矩；

其中当所述输出力矩低于输出力矩极限时，所述参考齿轮相对于所述结构基础件静止，当所述输出力矩超过所述输出力矩极限时，所述参考齿轮相对于所述结构基础件移动；以及

锁定机构，所述锁定机构用于在已经超过所述力矩极限后，防止所述输入轴和所述输出轴之间的力矩传递，其中在已经超过所述力矩极限后，所述锁定机构将来自所述输入轴的力矩重定向到所述结构基础件。

16.根据权利要求15所述的力矩限制器，其中所述齿轮组件还包括布置成与所述输入轴一起旋转的输入齿轮以及与所述输入齿轮和所述参考齿轮相啮合的多个传递齿轮。

17.根据权利要求16所述的力矩限制器，其中所述齿轮组件还包括从动齿轮，通过所述从动齿轮将旋转传递到所述输出齿轮，并且其中所述多个传递齿轮也与从动齿轮相啮合。

18.根据权利要求15所述的力矩限制器，其中所述锁定机构被所述参考齿轮的相对于所述结构基础件的旋转运动致动。