CN105840693B - 半系统扭矩制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半系统扭矩制动装置，并提供了利用这些制动装置的航空器以及安装这些制动装置的方法。半系统扭矩制动装置包括在第一与第二输出凸轮组件之间能滑动地设置于压缩轴上的输入凸轮组件。第二输出凸轮组件设置在输入凸轮组件与转子‑定子组件之间。当输入凸轮组件与任一个输出凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，同一转子‑定子组件被接合并且防止任何凸轮组件的进一步转动。特别地，当与第一输出凸轮组件相对应的扭矩差超过其阈值时，该组件远离输入凸轮组件前进，并且在同一方向上拉动压缩轴，其进而通过使压力板向第二输出凸轮组件前进而接合转子‑定子组件。第二输出凸轮直接地接合转子‑定子组件。

Description

半系统扭矩制动装置

技术领域

本公开内容总体上涉及半系统扭矩制动装置(half system torque brakes)，并且更具体地说，涉及这样一种半系统扭矩制动装置，即，该半系统扭矩制动装置具有用于控制凸轮耦接件(cam couplings)的两个扭矩差(torque differentials)的单个转子-定子组件。

背景技术

扭矩制动装置用于航空器和其它应用中，以保护不同的驱动机构(诸如扭矩管、致动器、变速箱等部件)免受过度的(excessive，过多，过大)扭矩的影响，该过度的扭矩可例如在这些驱动机构的失速(stalls，停转，熄火)及其它类似情况期间产生。当这种情况发生时，扭矩制动装置可中断从驱动机构向从动(driven，被驱动的)机构传输的扭矩。扭矩制动装置的特定实例是半系统扭矩制动装置(HSTB)，该半系统扭矩制动装置用于控制从单个驱动机构同时向两个从动机构传输的扭矩。特别地，半系统扭矩制动装置需要防止在驱动机构与两个从动机构中的任一个从动机构之间的过度扭矩差。虽然现行的半系统扭矩制动装置可代替两个标准的扭矩制动装置(例如，每个标准的扭矩制动装置用于两个从动机构中的一个)，但是许多传统的半系统扭矩制动装置具有非常复杂的机构，所述复杂的机构具有多个重复的部件。例如，传统的半系统扭矩制动装置使用两个独立的单个转子-定子组件，每个单个转子-定子组件用于两个从动机构中的一个。对于制造和维修来说，这种半系统扭矩制动装置是庞大、笨重、昂贵的。此外，在这种传统半系统扭矩制动装置安装到它们的支撑结构(诸如壳体)之后，经常需要执行对这种传统半系统扭矩制动装置的调整，这是因为这些支撑结构被用作用于许多功能(诸如控制转子-定子组件的压缩)的固定止挡部。

发明内容

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置可与第一从动机构和第二从动机构一起使用。半系统扭矩制动装置可包括压缩轴、第一输出凸轮组件、输入凸轮组件、第二输出凸轮组件以及转子-定子组件。半系统扭矩制动装置还可包括如下文进一步描述的其它部件。

输入凸轮组件可以可滑动地设置于压缩轴上。特别地，当例如转子-定子组件正在被接合时，压缩轴可沿压缩轴的中央轴线相对于输入凸轮组件滑动。更具体地，当输入凸轮组件与第一输出凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，该滑动发生。输入凸轮组件可与驱动机构相关联，驱动机构诸如为电动马达、液压马达或者这两者。当半系统扭矩制动装置安装时，输入凸轮组件耦接于驱动机构，以使得除非转子-定子组件被接合，否则驱动机构可使输入凸轮组件围绕压缩轴的中央轴线相对于驱动机构或一些固定支撑部转动。压缩轴可以或可以不与输入凸轮组件一起转动。

第一输出凸轮组件设置在压缩轴上，并且可移动地耦接于输入凸轮组件。除非转子-定子组件被接合，否则该可移动耦接允许在半系统扭矩制动装置的操作期间使扭矩从输入凸轮组件传递到第一输出凸轮组件。第一输出凸轮组件与第一从动机构相关联，第一从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器以及当半系统扭矩制动装置安装时耦接于第一输出凸轮组件的其它类似装置。

第二输出凸轮组件可滑动地设置在压缩轴上。特别地，当例如转子-定子组件正在被接合时，压缩轴可沿压缩轴的中央轴线相对于第二输出凸轮组件滑动。当输入凸轮组件与第一输出凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，或当输入凸轮组件与第二输出凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，可以发生该移动。第二输出凸轮组件还可移动地耦接于输入凸轮组件。除非转子-定子组件被接合，否则该可移动耦接允许在半系统扭矩制动装置的操作期间使扭矩从输入凸轮组件传递到第二输出凸轮组件。输入凸轮组件设置在压缩轴上的第一输出凸轮组件与第二输出凸轮组件之间。此外，第二输出凸轮组件与第二从动机构相关联，第二从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器以及其它类似装置。当半系统扭矩制动装置安装时，这些装置耦接于第二输出凸轮组件。

转子-定子组件设置在压缩轴上，以使得第二输出凸轮组件设置在输入凸轮组件与转子-定子组件之间。转子-定子组件包括转子、定子以及压力板。压力板可用来接合转子与定子，或者更具体地，用来使转子压按抵靠定子。特别地，当转子-定子组件被接合时，转子和定子被压缩在压力板与第二输出凸轮组件之间。当接合时，转子不能相对于定子转动。该接合还可用来停止所有凸轮组件的转动，如在下文所进一步地描述的。

当输入凸轮组件与第一输出凸轮组件之间的第一扭矩差超过其阈值(即，第一阈值)时，或当输入凸轮组件与第二输出凸轮组件之间的第二扭矩差超过其阈值(即，第二阈值)时，转子与定子接合。如上所指出的，该接合还防止转子相对于定子的转动。但是，该接合还防止输入凸轮组件相对于定子的转动，这是因为输入凸轮组件通过第二输出凸轮组件耦接于转子。当定子耦接于固定支撑部时，则输入凸轮组件的转动被有效地停止。应当指出的是，在这种情况下，第一输出凸轮组件和第二输出凸轮组件的转动也被停止。特别地，转子可固定地耦接于第二输出凸轮组件，而定子与用于半系统扭矩制动装置的固定支撑部相关联。

在一些实施例中，第一输出凸轮组件包括第一输出凸轮盘，第一输出凸轮盘具有三个或更多个第一输出凸轮通道。每个通道均包括较深通道部分和较浅通道部分。可在每个通道中定位有第一球状体组的球状体，以使得在半系统扭矩制动装置组装之后，球状体连续地接触输入凸轮组件和第一输出凸轮盘。

第二输出凸轮组件可包括第二输出凸轮盘，第二输出凸轮盘具有三个或更多个第二输出凸轮通道。该第二输出凸轮盘中的每个通道也均包括较深通道部分和较浅通道部分，该较深通道部分和该较浅通道部分可与第一输出凸轮盘中的较深通道部分和较浅通道部分相似或相同。在一些实施例中，第一输出凸轮盘中的通道的较深通道部分和较浅通道部分不同于第二输出凸轮盘中的较深通道部分和较浅通道部分。第二输出凸轮盘的每个通道中定位有第二球状体组的球状体，以使得球状体连续地接触输入凸轮组件和第二输出凸轮盘。

当第一输出凸轮盘的每个通道中的每个球状体均保持在它的相应的较深通道部分中时，以及当第二输出凸轮盘的每个通道中的球状体保持在它的相应的较深通道部分中时，转子与定子脱离接合。这时，第一输出凸轮盘与第二输出凸轮盘之间的距离处于其最小值。同样地，输入凸轮组件与第一输出凸轮盘和第二输出凸轮盘中的任一个输出凸轮盘之间的距离处于其最小值。

但是，当第一输出凸轮盘的每个通道中的球状体移动到它的相应的较浅通道部分时，或当第二输出凸轮盘的每个通道中的球状体移动到它的相应的较浅通道部分中时，转子与定子接合。使球状体从较深通道部分移动到较浅通道部分中导致输入凸轮组件远离相应的输出凸轮盘(即，第一输出凸轮盘或第二输出凸轮盘)移动。特别地，使第一输出凸轮盘的通道中的球状体从较深通道部分移动到较浅通道部分对应于：(a)使第一输出凸轮盘远离输入凸轮组件移动，(b)使压缩轴在从第二输出凸轮组件至第一输出凸轮组件的方向上前进，以及(c)使用压缩轴使压力板朝向第二输出凸轮组件前进，从而接合转子与定子。另一方面，使第二输出凸轮盘的通道中的球状体从较深通道部分移动到较浅通道部分对应于：(a)使第二输出凸轮盘远离输入凸轮组件移动，以及(b)使第二输出凸轮组件朝向压力板前进，从而接合转子与定子。在后一种情况下，压力板不相对于输入凸轮组件前进，这是因为压力板由压缩轴支撑。

在一些实施例中，输入凸轮组件包括驱动齿轮，驱动齿轮利用减振弹簧组耦接于第一输入凸轮盘和第二输入凸轮盘。第一输入凸轮盘可移动地耦接于第一输出凸轮组件，而第二输入凸轮盘可移动地耦接于第二输出凸轮组件。减振弹簧组能操作以通过在转子接合定子之后允许驱动齿轮继续转动有限的角度来吸收振动。

在一些实施例中，第一扭矩差的第一阈值等于第二扭矩差的第二阈值。这种类型的半系统扭矩制动装置被称为对称的半系统扭矩制动装置，并且可用来驱动类似的从动机构，所述从动机构诸如为同一航空器的两个不同机翼上的襟翼。在这种情况下，第一输出凸轮盘和第二输出凸轮盘中的通道的设计可以是相同的。此外，相对应的输入凸轮盘和球状体可以是相同的。但是，本领域技术人员将理解的是，相同的扭矩差可通过不同的凸轮盘设计来实现。

在一些实施例中，第一扭矩差的第一阈值大于第二扭矩差的第二阈值。这种类型的半系统扭矩制动装置可称为不对称的半系统扭矩制动装置，并且可用来驱动两种不同类型的从动机构。在这种情况下，第一输出凸轮盘中的通道的设计可与第二输出凸轮盘中的通道的设计不同。此外，相对应的输入凸轮盘和球状体可以是不同的。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置还包括可螺纹地耦接于压缩轴的调整螺母。调整螺母在压缩轴上的位置控制第一扭矩差的第一阈值和第二扭矩差的第二阈值。应当指出的是，两个阈值通过改变同一调整螺母的位置而被同时控制。如在本公开内容的其它地方所描述的，阈值数值以及(例如，在调整期间)改变这些数值的比率(rate)可根据相应的凸轮盘的设计而相同或不同。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置包括设置于第二输出凸轮组件与压力板之间的偏压机构。偏压机构迫使第二输出凸轮组件远离压力板。因此，除非压力板和第二输出凸轮组件被压缩得抵靠彼此(例如，当超过了扭矩阈值中的任一个时)，否则第二输出凸轮组件被推动得远离压力板，从而保持转子与定子脱离接合。但是，当超过了扭矩阈值中的任一个时，偏压机构的力被克服，并且压力板和第二输出凸轮组件被带动得更靠近在一起。偏压机构可为贝勒维尔(Belleville，贝氏)弹簧。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置包括设置于压缩轴与第一输出凸轮组件之间的第一止推轴承。第一止推轴承可转动地接合压缩轴和第一输出凸轮组件，并且允许第一输出凸轮组件相对于压缩轴转动。同时，当第一输出凸轮组件在远离输入凸轮组件的方向上前进时，它还在同一方向上拉动压缩轴，并且使得压缩轴前进相同的距离。可替换地，压缩轴可固定地耦接于第一输出凸轮组件，以使得一者的转动导致另一者的相同转动。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置包括第二止推轴承，第二止推轴承设置于压力板与可螺纹地耦接于压缩轴的调整螺母之间。第二止推轴承通过例如调整螺母而可转动地接合压力板与压缩轴，并且允许压力板相对于压缩轴转动。更一般地说，第二止推轴承允许转子-定子组件相对于压缩轴转动。同时，当调整螺母在朝向输入凸轮组件的方向上前进时，它还在相同的方向上推动压力板，从而导致转子-定子组件的接合。可替换地，压缩轴可固定地耦接于转子-定子组件，以使得一者的转动导致另一者的相同转动。应当指出的是，转子-定子组件可以不围绕压缩轴的中央轴线相对于第二输出凸轮盘转动。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置还包括设置于输入凸轮组件的外表面上的支撑轴承。支撑轴承可用来将半系统扭矩制动装置可转动地接合于固定支撑部。因此，输入凸轮组件可围绕压缩轴的中央轴线相对于固定支撑部转动。在一些实施例中，半系统扭矩制动装置还可包括附加的支撑轴承。例如，单独的支撑轴承可设置于输入凸轮组件的不同侧部上。

在一些实施例中，输入凸轮组件、第一输出凸轮组件以及第二输出凸轮组件中的每个均可转动地设置在压缩轴上。换句话说，这些组件中的每个均可围绕压缩轴的中央轴线相对于压缩轴转动。可替换地，输入凸轮组件或这些第一输出凸轮组件或第二输出凸轮组件中的任一个输出凸轮组件可以不可转动地耦接于压缩轴，以使得压缩轴的转动导致相应组件的相同转动。应当指出的是，在一些实施例中，即使输入凸轮组件可以不能相对于压缩轴转动，然而输入凸轮组件仍然需要可滑动地耦接于压缩轴。同样，在一些实施例(例如，该实施例与输入凸轮组件不能相对于压缩轴转动的实施例不同)中，即使第二输出凸轮组件可以不能相对于压缩轴转动，然而第二输出凸轮组件仍需要可滑动地耦接于压缩轴。但是，不管第一输出凸轮组件和压缩轴是否可相对于彼此转动，这两个部件不可滑动地耦接于彼此。最后，如果输入凸轮组件相对于压缩轴不可转动，则第一输出凸轮组件和第二输出凸轮组件两者均可相对于压缩轴转动。同样，如果第一输出凸轮组件和第二输出凸轮组件中的一个相对于压缩轴不可转动，则这些输出凸轮组件中的另一个是可转动的。此外，在该后一实例中，输入凸轮组件也是相对于压缩轴不可转动的。

在一些实施例中，压缩轴可滑动地耦接于转子-定子组件的定子，以使得定子可沿压缩轴的中央轴线滑动。此外，在一些实施例中，定子可以是围绕压缩轴的中央轴线相对于压缩轴不可转动的。在这种情况下，压缩轴可附接于固定支撑部。因此，定子可通过压缩轴不可转动地耦接于固定支撑部。可替换地，定子可直接地耦接于固定支撑部。在该后一实例中，定子可以或可以不能围绕压缩轴的中央轴线转动。在任一情况下，定子可沿压缩轴的中央轴线滑动，以便与转子接合和脱离接合。

在一些实施例中，定子包括齿部，齿部用于与固定支撑部可滑动地耦接。该齿部允许定子沿压缩轴的中央轴线在第一输出凸轮组件与压力板之间滑动，同时非转动地耦接于固定支撑部。此外，定子可以是围绕压缩轴的中央轴线相对于固定支撑部不可转动的。

还提供了一种航空器，其包括驱动机构、第一从动机构、第二从动机构和半系统扭矩制动装置。驱动机构可包括电动马达、液压马达或两者。第一从动机构可包括一个或多个扭矩管和/或一个或多个致动器。在一些实施例中，第一从动机构可包括一个或多个扭矩制动装置。同样，第二从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器和/或一个或多个扭矩制动装置。在本公开内容中的其它地方描述了合适的半系统扭矩制动装置的各种实例。

还提供了一种安装半系统扭矩制动装置的方法。在一些实施例中，该方法涉及改变半系统扭矩制动装置的压缩轴上的调整螺母的位置。半系统扭矩制动装置包括设置于压缩轴上的第一输出凸轮组件、输入凸轮组件、第二输出凸轮组件以及转子-定子组件。输入凸轮组件设置在第一输出凸轮组件与第二输出凸轮组件之间，并且可移动地耦接于第一输出凸轮组件和第二输出凸轮组件。转子-定子组件设置在第二输出凸轮组件与调整螺母之间。改变调整螺母的位置改变了在转子-定子组件的压力板与第二输出凸轮组件之间的距离。转子-定子组件包括转子和定子，转子和定子在压力板与第二输出凸轮组件之间可滑动地设置于压缩轴上。

该方法可继续进行以确定第一扭矩差的第一阈值和第二扭矩差的第二阈值中的至少一个。第一阈值与输入凸轮组件和第一输出凸轮组件之间的可移动耦接相关联，而第二阈值与输入凸轮组件和第二输出凸轮组件之间的可移动耦接相关联。改变调整螺母的位置改变了这两个阈值。因此，调整螺母的位置可基于所获得的第一阈值和第二阈值的数值中的至少一个而被改变。更具体地，改变调整螺母操作的位置的步骤以及确定两个扭矩差的阈值的步骤可重复，直到这些阈值的数值处于预定范围之内。在一些实施例中，在上述的操作期间仅确定这两个阈值中的一个阈值。另一阈值的数值可与所确定的阈值的数值相同或有关。

在一些实施例中，在确定扭矩差阈值中的至少一个之后，该方法继续进行以将半系统扭矩制动装置安装到其壳体中。该安装操作可涉及将定子可滑动地接合到壳体，以使得在该安装操作之后定子可沿压缩轴的中央轴线滑动，但不能相对于该轴线转动。

附图说明

因而，在已经概括地描述了本公开内容的实例之后，现在将参照附图，这些附图不必按比例绘制，并且其中，相同的附图标记贯穿多个视图表示相同的或类似的部件，并且在附图中：

图1是根据一些实施例具有不同的驱动和从动机构的航空器的示意图。

图2是根据一些实施例具有半系统扭矩制动装置的动力驱动单元(PDU)的示意图。

图3A是根据一些实施例的半系统扭矩制动装置的示意性截面图。

图3B是根据一些实施例在图3A中所示的半系统扭矩制动装置的示意性立体图。

图3C和图3D是根据一些实施例在图3A中所示的半系统扭矩制动装置的输出凸轮盘的示意性立体图。

图3E是根据一些实施例在图3A中所示的半系统扭矩制动装置的定子的示意性立体图。

图3F是根据一些实施例的制动组件的示意性截面图，示出了安装于壳体中并且连接于两个输出轴的图3A的半系统扭矩制动装置。

图4是根据一些实施例的对应于安装半系统扭矩制动装置的方法的过程流程图。

图5是航空器生产和保养方法的方框图，所述航空器可利用一个或多个整体形成的锁定部，每个锁定部均包括与至少一个形状记忆合金结构互锁的复合结构。

图6是航空器的示意性视图，该航空器可利用一个或多个整体形成的锁定部，每个锁定部均包括与至少一个形状记忆合金结构互锁的复合结构。

具体实施方式

在以下的描述中，阐述了多个特定细节，以便提供对当前构思的全面理解。当前构思可在不需要这些特定细节中的部分或全部的情况下实践。在其它情形中，众所周知的处理操作没有被详细描述，以便避免不必要地模糊所描述的构思。虽然一些构思将结合特定的实例描述，但是可以理解的是，这些实例并非旨在是限制性的。

介绍

扭矩传输系统(诸如用于控制航空器上的机翼表面的系统)从驱动机构(例如，集中马达)向从动机构(例如，致动器、襟翼(flaps，折翼)等)传输扭矩。扭矩可进一步使用扭矩管、变速箱、和/或其它类似部件进行传输。传输系统可包括防止在该系统中出现过扭矩(over-torque)状态的一个或多个装置。这些装置中的一些实例包括扭矩限制器和扭矩制动装置。通过防止过扭矩状态，该系统的(在扭矩传输的方向上)设置在扭矩限制器或扭矩制动装置之后的部件可被制造得具有低扭矩能力。特别地，这些部件可由较少的材料(例如，更薄的扭矩管)、更便宜的材料、和/或更轻的材料制成，这可导致显著的重量和/或成本节约。此外，防止扭矩传输系统中的过扭矩状态有助于确保它的安全和稳定操作。

扭矩限制器构造成，通过允许它的输入轴(耦接于驱动机构)相对于它的输出轴(耦接于从动机构)滑动来限制从驱动机构传输到从动机构的扭矩。扭矩限制器可具有附加的控制器，该附加的控制器用于监控以确保过扭矩状态不在输出轴处发生，这是因为扭矩限制器允许驱动机构和输入轴在任何时候继续转动。

与扭矩限制器不同，扭矩制动装置锁定(lock out，闭锁)系统，并且实际上使驱动机构停止，而不是简单地限制传输的扭矩。通过扭矩制动装置，扭矩传输被停止。同样，当经历过扭矩状态时，所有主要部件的转动停止。传统地，一个扭矩制动装置使用一个转子-定子组件来控制用于一个从动机构的扭矩。特别地，转子-定子组件用来当达到或超过这些轴之间的特定阈值差时停止输出和输入轴的转动。

一种类型的扭矩制动装置是半系统扭矩制动装置。半系统扭矩制动装置具有两个输出轴，并且用来控制提供给两个不同的从动机构的扭矩，每个从动机构附接于制动装置的不同输出轴。典型的半系统扭矩制动装置使用两个转子-定子组件，每个组件控制施加于不同的输出轴的扭矩，或者更特别地，控制相应输出轴与共用输入部之间的扭矩差。这两个转子-定子组件中的任一个均可以用来锁定整个制动装置，并且阻止扭矩传输到两个输出轴。在半系统扭矩制动装置安装到壳体或一些其它固定支撑部中之后，每个转子-定子组件均可独立地进行调整。

用于扭矩制动装置的，并且更特别地用于半系统扭矩制动装置的一个应用是航空器的动力驱动单元(PDU)。PDU从一个或多个集中马达向航空器的两个机翼的控制表面提供扭矩。例如，PDU可包括电动马达、液压马达、和/或空气驱动马达。PDU可耦接于扭矩管，所述扭矩管通向机翼的控制表面，诸如前缘(leading edges)和/或后缘(trailing edges)。有时，前缘可由独立于PDU的单独致动器(例如，液压致动器)控制，而后缘可由PDU控制。

当在该扭矩传输系统中存在失速时，由PDU马达在失速期间施加的扭矩(例如，失速扭矩)可高于系统的各个部件的扭矩阈值。该扭矩过度通常导致使用用于扭矩管和致动器的轻质部件来保持重量减少。同时，可在PDU中使用足够强劲的马达，以避免马达在系统的连续操作期间过载。半系统扭矩制动装置可设置在PDU中，以限制从马达向下游驱动部件(例如，扭矩管、致动器、以及变速箱)传输的扭矩。特别地，半系统扭矩制动装置防止将大于相应的阈值扭矩的扭矩施加到两组这些部件(例如，第一和第二机翼的部件)中的每一者。

本发明提供了半系统扭矩制动装置、使用这些制动装置的航空器、以及安装这些制动装置的方法。半系统扭矩制动装置包括输入凸轮组件，输入凸轮组件可滑动地设置在压缩轴上并且位于第一和第二输出凸轮组件之间。第二输出凸轮组件设置在输入凸轮组件与转子-定子组件之间。当输入凸轮组件与任一个输出凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，同一转子-定子组件被接合并防止任何凸轮组件的进一步转动。特别地，当与第一输出凸轮组件相对应的扭矩差超过其阈值时，该组件远离输入凸轮组件前进(advance)，并且在同一方向上拉动压缩轴，其进而通过使压力板向第二输出凸轮组件前进而接合转子-定子组件。第二输出凸轮直接接合转子-定子组件。

虽然以下描述涉及利用所提出的半系统扭矩制动装置来控制航空器中的扭矩差，或者更具体地，用来控制动力驱动单元中的马达与机翼部件之间的扭矩差，但是半系统扭矩制动装置的其它应用(诸如航运和制造)也在本范围之内。例如，大的海船可使用同步的两个螺旋桨(propellers，推进器)。在另一实例中，多个大规模的排式钻床压力机器(gangdrill press machines)可使用单个驱动机构对每个机器提供动力。

现在提供对半系统扭矩制动装置的一个应用的简要描述，以便提供所描述的半系统扭矩制动装置的各种特征的一些背景和更佳理解。图1是根据一些实施例的航空器100的示意图，该航空器具有各种驱动和从动机构。这些驱动和从动机构可以被共同地称为飞行控制致动系统。特别地，航空器100包括第一机翼102a和第二机翼102b。每个机翼均包括控制表面，所述控制表面由第一机翼102a的机上(onboard)襟翼104a和机内(inboard)襟翼106a以及由第二机翼102b的机上襟翼104b和机内襟翼106b示意性表示。这些控制表面的定向使用致动器108和扭矩管109来改变，扭矩管将致动器108互相连接，并且将这些致动器108耦接于PDU 110。特别地，PDU 110改变控制表面相对于机翼102a和102b的其它部件(例如，静止部件)的位置，以便改变机翼102a和102b的升力产生(lift-producing)特性。本领域技术人员将理解的是，机翼的控制表面的其它构造和部件也在本公开内容的范围内。例如，也可由相同的或类似的飞行控制致动系统操作板条(slat)面板。PDU 110可定位于航空器100的机身101中，并且可附接于诸如底板梁(floor beam)的固定支撑部103。固定支撑部103可附接于龙骨梁105或紧挨着龙骨梁定位。在一些实施例中，PDU 110从航空器100的中央偏移，以用于空间整合。在这种情况下，可在机翼102a和102b中的一者或两者中使用各种结构元件，诸如前缘翼梁(spar)或翼边(strakelet，小列板)。PDU 110包括驱动扭矩管109以便操作致动器108的部件。

可使用襟翼104a和106a与襟翼104b和106b的对称操作，以用于航空器100的安全操作。同时，每个机翼102a和102b中具有多个从动部件有时可使得机翼102a和102b中的一个机翼失速，而另一个机翼中的部件仍然是可移动的。为了避免两个机翼102a和102b中的控制表面的位置之间的任何不对称，襟翼104a和106a的移动与襟翼104b和106b的移动被同步化。即使当这些襟翼中的一组突然停止移动时(例如，在失速期间)，该同步化也被保持。装备有半系统扭矩制动装置的PDU可用于该同步化，以及用于防止施加于扭矩管109和致动器108的过度扭矩。

图2是根据一些实施例具有半系统扭矩制动装置200的PDU 110的示意图。为了图示，半系统扭矩制动装置200被示出为不具有其壳体。但是，本领域技术人员将理解的是，可使用单独的壳体来包围半系统扭矩制动装置200的一些部件，并且在一些实施例中，如图3F所示并且在下文进一步描述的，可使用所述单独的壳体来向这些部件提供固定支撑。

图2示出了第一驱动机构112和第二驱动机构114，第一驱动机构和第二驱动机构均耦接于半系统扭矩制动装置200的同一驱动齿轮212。例如，第一驱动机构112可为电动马达，而第二驱动机构114可为液压马达。作为参照，图2还示出了固定支撑部103，PDU 110可附接于该固定支撑部。

所描述的半系统扭矩制动装置可用来移动航空器的左、右机翼中的控制表面，并用来防止每个机翼中的过度扭矩。半系统扭矩制动装置使用单个转子-定子组件来完成此功能。转子-定子组件还可称为单个制动片堆(brake plate stack)。它限制对每个机翼的扭矩，或者更具体地说，它限制对每个机翼中的驱动组件的扭矩。此外，当在驱动机构与两个机翼驱动组件中的任一个机翼驱动组件之间的扭矩差超过其对应的阈值时，同一转子-定子组件被接合。在这种情况下，转子-定子组件的转子通过足够的力被按压抵靠定子，以阻止转子相对于定子的转动。输出轴和相应的机翼驱动组件两者的移动均同时被停止。驱动机构的转动也被停止。

此外，所描述的半系统扭矩制动装置可在它安装到壳体中之前进行测试(例如，调整、校准等)。可执行该测试以确保每个或至少一个扭矩差阈值的测试值处于其期望的范围之内。特别地，转子-定子组件的偏压机构容纳在半系统扭矩制动装置内，并且通过制动装置的其它部件而完全地支撑。换句话说，偏压机构不使用任何附加的外部部件进行操作。因此，该偏压机构的初始压缩(其确定了两个扭矩差阈值)可在半系统扭矩制动装置安装到壳体中、组装PDU、或执行任何其它安装操作(例如，将制动装置附接于固定结构)之前进行调整。传统的半系统扭矩制动装置通常需要组装到它们的PDU中以便测试，并且不能进行台架测试。因此，对于技术人员来说相对困难的是，在这种组装之后对多个转子-定子组件的偏压机构的初始压缩进行调整(例如，对弹簧组进行填隙)。

因为在所提出的半系统扭矩制动装置中仅使用一个转子-定子组件，所以仅需要进行一个调整来控制两个扭矩差阈值。扭矩差阈值之间的关系通过半系统扭矩制动装置的设计来设定，或者更具体地，通过其凸轮的设计(即，输入凸轮组件、第一输出凸轮组件、以及第二输出凸轮组件)来设定。半系统扭矩制动装置可具有这样的构造，即，在该构造中，两个扭矩差阈值是相同的，或者更特别地，不管调整如何，两个扭矩差阈值总是相同的。可替换地，半系统扭矩制动装置可具有这样的构造，即，在该构造中，两个扭矩差阈值是不同的，但是，例如，不管调整如何，维持它们的值的接触比。其它构造也是可能的。各种系统(诸如航空器机翼的控制表面)可以大大地受益于使用单个调整的半系统扭矩制动装置。不存在两个扭矩差阈值不匹配的风险，这是因为通过设计，而不是通过任何随后的调整来控制关系。该特征可特别地与要求两个从动机构的对称操作的系统有关。相反，传统的半系统扭矩制动装置使用两个转子-定子组件，并且每个转子-定子组件均需要被单独地调整。当一个调整与另一个不一致时，这种单独的调整可能导致各种问题。

所描述的半扭矩制动装置包括压缩轴和两个输出凸轮组件，所述两个输出凸轮组件设置于在该轴上并且位于输入凸轮组件的每侧上。输入凸轮组件包括具有花键(spline)的驱动齿轮，所述花键构造成与驱动机构的一个或多个齿轮配合。驱动机构用来驱动半系统扭矩制动装置以及耦接于输出凸轮组件的任何从动机构。第一输出凸轮组件设置在压缩轴的第一端处。该输出凸轮组件与第一从动机构相关联，并且构造成耦接于所述第一从动机构(例如，用于第一机翼的驱动系统)。第二输出凸轮设置在轴上且位于输入凸轮组件与转子-定子组件之间。该输出凸轮组件与第二从动机构相关联，并且构造成耦接于所述第二从动机构(例如，用于第二机翼的驱动系统)。转子-定子组件设置在压缩轴的第二端上，以使得第二输出凸轮组件设置在转子-定子组件与输入凸轮组件之间。因此，当第一输出凸轮组件远离输入凸轮组件前进时，压缩轴相对于输入凸轮组件和第二输出凸轮组件在同一方向上前进。作为该移动的一部分，压缩轴压缩转子-定子组件，从而使得其接合所有的凸轮组件，并且阻止所有凸轮组件相对于半系统扭矩制动装置的一些固定支撑部围绕压缩轴的中央轴线的转动。

凸轮组件可包括凸轮盘，该凸轮盘在其面向另一凸轮盘的表面中限定有一个或多个环形通道(例如，三个或更多个通道)。例如，第一输出凸轮组件的凸轮盘在其面向输入凸轮组件的第一凸轮盘的表面中可具有环形通道。在一些实施例中，输入凸轮组件的面向第一输出凸轮组件的凸轮盘也可具有相应的通道或至少一凹部。第二输出凸轮组件的凸轮盘在其面向输入凸轮组件的表面中可具有环形通道。同样，输入凸轮组件的面向第二输出凸轮组件的凸轮盘也可具有相应的通道或至少一凹部。在一些实施例中，输出凸轮组件的每个凸轮盘可具有三个或更多个通道，以确保相对于凸轮盘的中央的载荷分布，所述凸轮盘的中央可与压缩轴的中央轴线重合。当组装半系统扭矩制动装置时，每个通道均包括球状体，以允许输出凸轮盘绕相对于相应的输入凸轮盘转动。通道可以这样的方式设计，即，该方式使得仅在两个凸轮盘之间的扭矩差超过其阈值时发生转动。此外，当输出凸轮盘相对于相应的输入凸轮盘转动时，凸轮盘之间的间隙(例如，这些凸轮盘的这样之间的间隙)改变，其进而接合转子-定子组件，如下文所进一步描述的。例如，通道可具有较浅部分和较深部分。在转子-定子组件的接合之前，球状体可位于通道的较深部分中。随着输出凸轮盘相对于相应的输入凸轮盘转动时，球状体从较深部分移动到较浅部分中，并使得凸轮盘之间的间隙增加。

转子-定子组件可直接耦接于第二输出凸轮组件。特别地，转子-定子组件的转子和定子可设置于第二输出凸轮组件与转子-定子组件的压力板之间。根据第二输出凸轮组件与压力板之间的距离，转子-定子组件被接合(例如，距离较小)或不被接合(例如，距离较大)。转子可围绕从第二输出凸轮组件延伸的凸缘耦接。定子围绕转子定位，并且可利用例如花键的齿部耦接于固定壳体。偏压机构(例如，弹簧组)可耦接于转子，并且构造成用力迫使转子远离定子，除非该力被施加于转子-定子组件的力所克服。

特别地，当第一输出凸轮组件远离输入凸轮组件移动时，或当第二输出凸轮组件远离输入凸轮组件移动时，转子-定子组件被压缩。第二输出凸轮组件可直接按压在转子-定子组件上(当该输出组件与输入组件之间的扭矩差超过其阈值时)，而转子-定子组件的另一端由压缩轴支撑。在这种情况下，压缩轴沿其轴线相对于输入凸轮组件不滑动。另一方面，当第一输出组件与输入凸轮组件之间的扭矩差超过其阈值时，第一输出组件被推动得远离输入凸轮组件，从而使得压缩轴相对于输入凸轮组件和第二输出凸轮组件在同一方向上前进。这还导致压力板朝向第二输出凸轮组件前进，该压力板压缩转子-定子组件。现在将参照图3A至图3D更详细地描述半系统扭矩制动装置的各个部件。

半系统扭矩制动装置及部件的实例

图3A是根据一些实施例的半系统扭矩制动装置200的示意性截面图。如上面所指出的，半系统扭矩制动装置200可与两个从动机构一起使用，如上面参照图1所描述的。在一个实例中，第一从动机构是航空器的第一机翼的受控的机翼表面，而第二从动机构是同一航空器的第二机翼的受控的机翼表面。但是，本领域技术人员将理解的是，半系统扭矩制动装置200的其它应用也落在此公开内容的范围内。

半系统扭矩制动装置200包括压缩轴240、第一输出凸轮组件220、输入凸轮组件210、第二输出凸轮组件230、以及转子-定子组件250。特别地，第一输出凸轮组件220、输入凸轮组件210、第二输出凸轮组件230、以及转子-定子组件250可设置于压缩轴240上，以使得第一输出凸轮组件220和转子-定子组件250定位并支撑在压缩轴240的不同端部处。输入凸轮组件210和第二输出凸轮组件230设置在第一输出凸轮组件220与转子-定子组件250之间。此外，输入凸轮组件210设置在第一输出凸轮组件220与第二输出凸轮组件230之间。为了清楚起见，第二输出凸轮组件230设置在输入凸轮组件210与转子-定子组件250之间。

第一输出凸轮组件220和转子-定子组件250由压缩轴240的两个相应端部支撑。第一输出凸轮组件220和转子-定子组件250两者均不可在半系统扭矩制动装置200的操作期间相对于压缩轴240沿其中央轴线241滑动。应当指出的是，在转子-定子组件250的调整期间，转子-定子组件250可相对于压缩轴240沿其中央轴线241滑动。

第一输出凸轮组件220不相对于压缩轴240沿其中央轴线241滑动。转子-定子组件250的接触压缩轴240的一部分(即，压力板258)仅在调整期间滑动。但是，当转子-定子组件250正在接合或脱离接合时，转子-定子组件250的设置于压力板258与第二输出凸轮组件230之间的其它部分(即，转子252和定子254)滑动。此外，输入凸轮组件210和第二输出凸轮组件230可滑动地设置在压缩轴240上，并且当接合或脱离接合转子-定子组件250时，输入凸轮组件和第二输出凸轮组件可相对于压缩轴240沿其中央轴线241滑动，如下文进一步地描述的。

输入凸轮组件210能够相对于第一输出凸轮组件220和第二输出凸轮组件230两者围绕压缩轴240的中央轴线241转动。因此，如果输入凸轮组件210不可转动地(但是可滑动地)耦接于压缩轴240，则第一输出凸轮组件220和第二输出凸轮组件230两者均可相对于压缩轴240转动。输入和输出凸轮组件的独立转动特征还表明，如果第一输出凸轮组件220或第二输出凸轮组件230中的一者不可转动地耦接于压缩轴240，则另一输出凸轮和输入凸轮组件210两者均可相对于压缩轴240转动。此外，不管可转动的耦接选择如何，如上所述的，第一输出凸轮组件220均不可滑动地耦接于压缩轴240，而第二输出凸轮组件230和输入凸轮组件210可相对于压缩轴240滑动。因此，可转动的和可滑动的特征是彼此独立的。

总体上，输入凸轮组件210可以可滑动地设置于压缩轴240上。特别地，当例如转子-定子组件250正在接合时，或者更具体地，当输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的扭矩差超过其阈值时，压缩轴240可相对于输入凸轮组件210沿压缩轴240的中央轴线241滑动。压缩轴240可以或可以不与输入凸轮组件210一起转动。例如，当压缩轴240与输入凸轮组件210一起转动时，可在二者之间设置可滑动的花键耦接。压缩轴240可由输入凸轮组件210的内表面(即，它的内径)支撑。在一些实施例中，压缩轴240还可通过止推轴承222和232而被阻止轴向地移动。

输入凸轮组件210可与驱动机构相关联，所述驱动机构诸如为电动马达、液压马达或两者。在半系统扭矩制动装置200的操作期间，除非转子-定子组件250被接合，否则驱动机构使输入凸轮组件210围绕压缩轴240的中央轴线241相对于固定支撑部转动。当转子-定子组件250被接合时，输入凸轮组件210不相对于固定支撑部转动。输入凸轮组件210可具有如图3A和3B所示的驱动齿轮212，驱动齿轮具有花键以用于与驱动机构的相应的一个或多个齿轮相接合。

在一些实施例中，输入凸轮组件210的驱动齿轮212可利用减振弹簧组216耦接于第一输入凸轮盘214a和第二输入凸轮盘214b。第一输入凸轮盘214a可以可移动地耦接于第一输出凸轮组件220，而第二输入凸轮盘214b可以可移动地耦接于第二输出凸轮组件230。当转子-定子组件250被接合时，减振弹簧组216可操作以吸收振动。特别地，减振弹簧组216允许驱动齿轮212相对于第一输入凸轮盘214a和第二输入凸轮盘214b继续转动有限的角度。该角度取决于减振弹簧组216的设计以及第一和第二扭矩差阈值。一些减振特性还可由转子-定子组件250提供，诸如随着转子-定子组件250被压缩并接合时，转子252的转动相对于定子254逐渐地放慢。

第一输出凸轮组件220设置在压缩轴240上，并且可移动地耦接于输入凸轮组件210。除非转子-定子组件250被接合，否则该可移动的耦接在半系统扭矩制动装置200的操作期间允许扭矩从输入凸轮组件210传递到第一输出凸轮组件220。当转子-定子组件250被接合时，输入凸轮组件210和第一输出凸轮组件220不围绕压缩轴240的中央轴线241相对于固定支撑部转动，并且没有扭矩从输入凸轮组件210传递到第一输出凸轮组件220。第一输出凸轮组件220与第一从动机构相关联，第一从动机构可包括当半系统扭矩制动装置200安装时耦接于第一输出凸轮组件220的一个或多个扭矩管、一个或多个致动器和/或类似装置。

当这两个部件之间的扭矩差小于其阈值时，输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的可移动耦接允许这两个部件在相同的方向上并且以相同的转速围绕压缩轴240的中央轴线241转动。当扭矩差达到或超过此阈值时，输入凸轮组件210开始相对于第一输出凸轮组件220在转动的方向上滑动。此滑动使得第一输出凸轮组件220远离输入凸轮组件210移动，并且最终接合转子-定子组件250，如下文进一步地描述的。当转子-定子组件250被接合时，输入凸轮组件210和第一输出凸轮组件220两者的转动通过这两个部件之间的可移动耦接而被部分地停止。

第二输出凸轮组件230可滑动地设置在压缩轴240上。特别地，当例如转子-定子组件250正在被接合时，压缩轴240可沿压缩轴240的中央轴线241相对于第二输出凸轮组件230滑动。当输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的扭矩差超过其阈值时或当输入凸轮组件210与第二输出凸轮组件230之间的扭矩差超过其阈值时，该移动可能发生。

第二输出凸轮组件230也可移动地耦接于输入凸轮组件210。除非转子-定子组件250被接合，否则该可移动的耦接在半系统扭矩制动装置200的操作期间允许扭矩从输入凸轮组件210传递到第二输出凸轮组件230。该可移动耦接可类似于输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的可移动耦接(如上所述)。特别地，当在这两个部件之间的扭矩差小于其阈值时，输入凸轮组件210与第二输出凸轮组件230之间的可移动耦接允许这两个部件在相同的方向上并且以相同转速围绕压缩轴240的中央轴线241转动。当扭矩差达到或超过此阈值时，输入凸轮组件210开始相对于第二输出凸轮组件230在其转动的方向上滑动。此滑动使得第二输出凸轮组件230沿压缩轴240的中央轴线241远离输入凸轮组件210移动，并且最终接合转子-定子组件250，如下文进一步地描述的。当转子-定子组件250被接合时，输入凸轮组件210和第二输出凸轮组件230两者的转动通过这两个部件之间的可移动耦接而被部分地停止。

现在将更加详细地描述提供这些可移动耦接的各个部件的实例。在一些实施例中，第一输出凸轮组件220包括第一输出凸轮盘224，例如如图3C中所示，第一输出凸轮盘具有三个或更多个第一输出凸轮通道302。本领域技术人员将理解的是，可使用任何更多数量的通道，诸如四个通道、五个通道等。一般来说，可使用多个通道来用于均匀的力分布以及相对于中央平衡的力。特别地，通道302可相对于第一输出凸轮盘224的中央(当半系统扭矩制动装置200被组装时，该中央可与压缩轴240的中央轴线241重合)以及相对于彼此而均匀地分布在第一输出凸轮盘224的表面303上，以便确保相对于中央的均匀的力分布。当半系统扭矩制动装置200组装时，表面303和通道302面向第一输入凸轮组件210(例如，如图3A中所示)，并且每个通道302均包括接触输入凸轮组件210的球状体。位于所有的第一输出凸轮通道302中的球状体可被共同地称为第一球状体组202a。每个通道302可包括较深通道部分304和较浅通道部分306。

类似于第一输出凸轮组件220，第二输出凸轮组件230可包括第二输出凸轮盘234，如例如在示出了第二输出凸轮盘234的正面部分的图3D中所示，第二输出凸轮盘具有三个或更多个第二输出凸轮通道308。在此第二输出凸轮盘234中的每个通道308也可包括较深通道部分和较浅通道部分。在一些实施例中，第二输出凸轮盘234中的通道的较深通道部分和较浅通道部分可与第一输出凸轮盘224中的通道302的较深通道部分304和较浅通道部分306类似或相同。可替换地，第一输出凸轮盘224中的通道302的较深通道部分和较浅通道部分可与第二输出凸轮盘234中的那些较深通道部分和较浅通道部分不同。总体上，这些通道308的设计可确定对应的扭矩阈值差。第二球状体组202b中的球状体定位在第二输出凸轮盘234的每个通道308中，以使得球状体使输入凸轮组件210与第二输出凸轮盘234连续地接触。

现在，将针对第一和第二球状体组202a和202b中的球状体在第一输出凸轮盘224和第二输出凸轮盘234的通道302、308内的位置来解释转子-定子组件的接合。当第一球状体组202a的所有球状体保持在它们各自的较深通道部分中时，以及当第二球状体组202b的所有球状体保持在它们各自的较深通道部分中时，转子252和定子254脱离接合。在这点上，第一输出凸轮组件220和第二输出凸轮组件230两者均不远离输入凸轮组件210移动，并且第一输出凸轮组件220与第二输出凸轮组件230之间的距离处于其最小值。更具体地，第一输出凸轮盘224与输入凸轮组件210之间的距离处于其最小值，并且第二输出凸轮盘234与输入凸轮组件210之间的距离也处于其最小值。在该状态下，转子-定子组件250不被压缩，并且转子252和定子254不接合。

当凸轮盘224和234中的一个远离输入凸轮组件210前进时，转子252接合定子254。特别地，当输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的第一扭矩差超过其阈值时，输入凸轮组件210相对于第一输出凸轮组件220滑动(在输入凸轮组件210的转动方向上)，从而使得第一球状体组202a中的球状体从它们各自的较深通道部分移动到它们的较浅通道部分。这进而使得凸轮盘224远离输入凸轮组件210前进，并且在同一方向上拉动压缩轴240。压缩轴240进而使转子-定子组件250的压力板258朝向第二输出凸轮组件230前进，从而有效地压缩转子-定子组件250，并使转子252与定子254接合。在这种情况下，凸轮盘234可以不相对于输入凸轮组件210移动。

可替换地，当输入凸轮组件210与第二输出凸轮组件230之间的第二扭矩差超过其阈值时，输入凸轮组件210相对于第二输出凸轮组件230滑动(在输入凸轮组件210的转动方向上)，从而使得第二球状体组202b中的球状体从它们各自的较深通道部分移动到它们的较浅通道部分。这进而使得凸轮盘234远离输入凸轮组件210前进，并且压缩转子-定子组件250，从而有效地使转子252与定子254接合。

总体上，将第一球状体组202a或第二球状体组202b的球状体从它们的较深通道部分移动到它们的较浅通道部分使转子252与定子254接合。虽然图3C和相应的描述涉及具有包括较深通道部分和较浅通道部分的通道的输出凸轮盘224和234，但是本领域技术人员将理解的是，除了输出凸轮盘224和234的通道或替代输出凸轮盘的通道，该通道设计还可用于输入凸轮盘214a和214d。

通道和/或球状体的设计确定第一和第二扭矩差的阈值数值。在一些实施例中，第一扭矩差的阈值等于第二扭矩差的阈值。这种类型的半系统扭矩制动装置200可被称为对称的半系统扭矩制动装置，并且可用来驱动类似的从动机构，诸如在同一航空器的两个不同机翼上的襟翼。在这种情况下，第一输出凸轮盘224的通道设计可与第二输出凸轮盘234的通道设计相同。此外，相对应的输入凸轮盘和球状体可以是相同的。但是，本领域技术人员将理解的是，相同的扭矩差可通过凸轮盘和/或球状体的不同的设计来实现。

在一些实施例中，第一扭矩差的阈值不同于(例如，大于)第二扭矩差的阈值。这种类型的半系统扭矩制动装置200可被称为不对称的半系统扭矩制动装置，并且可用来驱动两个不同类型的从动机构。在这种情况下，第一输出凸轮盘224中的通道的设计可与第二输出凸轮盘234中的通道的设计不同。此外，相对应的输入凸轮盘和球状体可以是不同的。例如，第一输出凸轮盘224可具有与第二输出凸轮盘234不同数量的通道。

应当指出的是，输入凸轮组件210同时可移动地耦接于第一输出凸轮组件220和第二输出凸轮组件230。因此，当转子-定子组件250不被接合时，输入凸轮组件210的转动将扭矩传递到第一输出凸轮组件220和第二输出凸轮组件230两者。此外，当输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220或第二输出凸轮组件230之间的扭矩差超过其预定阈值时，转子-定子组件250可被接合，在这种情况下，所有的三个凸轮组件(即，输入凸轮组件210、第一输出凸轮组件220、以及第二输出凸轮组件230)被停止。

第一输出凸轮组件220与第一从动机构相关联，第一从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器和/或相似装置。在半系统扭矩制动装置200的安装之后，这些装置可耦接于第一输出凸轮组件220。第二输出凸轮组件230与第二从动机构相关联，第二从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器和/或相似装置。在半系统扭矩制动装置200的安装之后，这些装置可耦接于第二输出凸轮组件230。在一些实施例中，与第二输出凸轮组件230相关联的第二从动机构和与第一输出凸轮组件220相关联的第一从动机构基本上相同。

转子-定子组件250可设置于压缩轴240上，或者更具体地，设置于第二输出凸轮组件230上。转子-定子组件250包括转子252、定子254、以及压力板258。压力板258可通过将转子252按压抵靠定子254而用来接合转子252与定子254。特别地，当转子-定子组件250被接合时，转子252和定子254被压缩在压力板258与第二输出凸轮组件230之间。当被接合时，转子252不能相对于定子254转动。此外，在半系统扭矩制动装置200的安装之后，定子254可以可滑动地且不可转动地耦接于固定支撑部。因此，定子254可相对于固定支撑部沿压缩轴的中央轴线241滑动，但是定子254可能不能围绕中央轴线241相对于固定支撑部转动。滑动特征允许使定子254沿中央轴线241相对于转子252移动，以便使这两个部件接合或脱离接合。不可转动的特征允许防止定子254的转动，并且当被接合时，还允许防止转子252的转动以及第二输出凸轮组件230(其可以不可转动地耦接于转子252)的转动。

为了向固定支撑部提供该不可转动的但是可滑动的耦接，定子254包括齿部314，如例如在图3E中所示的。齿部314可在半系统扭矩制动装置200的安装期间突出到固定支撑部(例如，壳体)的相应凹部中。因此，定子254可沿压缩轴240的中央轴线241在第一输出凸轮组件220与压力板258之间滑动。此外，定子254可以是不可相对于固定支撑部围绕压缩轴240的中央轴线241转动的。

在一些实施例中，压缩轴240可滑动地耦接于转子-定子组件250的定子254，以使得定子254可沿压缩轴240的中央轴线241在第一输出凸轮组件220与压力板258之间滑动。但是，定子245可以是不可相对于压缩轴240围绕压缩轴240的中央轴线241转动的。在这种情况下，压缩轴240可附接于固定支撑部，或者更具体地，定子254可通过压缩轴240不可转动地耦接于固定支撑部。可替换地，定子254可直接地耦接于固定支撑部。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置200，或更具体地，转子-定子组件250包括偏压机构256，该偏压机构设置于第二输出凸轮组件230与压力板258之间，并且迫使第二输出凸轮组件230远离压力板258。因此，除非压力板258和第二输出凸轮组件230通过超过偏压机构256的力的力而被压缩抵靠彼此，否则第二输出凸轮组件230被推动得远离压力板258，从而保持转子252与定子254脱离接合。当扭矩阈值中的任一个被超过时，偏压机构256的力被克服，并且压力板258和第二输出凸轮组件230被带动得更靠近在一起。如在本公开内容的其它地方所指出的，这使得转子252与定子254接合。偏压机构256可以是贝勒维尔(Belleville，贝氏)弹簧。

当输入凸轮组件210与第一输出凸轮组件220之间的第一扭矩差超过其阈值时，或当输入凸轮组件210与第二输出凸轮组件230之间的第二扭矩差超过其阈值时，转子252与定子254接合。如上所述，该接合阻止转子252相对于定子254转动。但是，该接合还阻止输入凸轮组件210相对于定子254转动，这是因为输入凸轮组件210通过第二输出凸轮组件230耦接于转子252。当定子254耦接于如上所述的固定支撑部时，输入凸轮组件210的转动被有效地停止。

应当指出的是，超过第一阈值或第二阈值中的任一个可接合同一转子-定子组件250，并使所有三个凸轮组件停止。在传统的半系统扭矩制动装置中，不同的输出凸轮组件使用不同的且独立的转子-定子组件，这使设计复杂化，增加了尺寸、重量以及成本，使校准复杂化，并且还引起其它问题。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置200还包括可螺纹地耦接于压缩轴240的调整螺母242。压缩轴240上的调整螺母242的位置控制第一和第二阈值。该两个阈值均通过改变同一调整螺母242的位置而被同时控制。阈值数值以及在调整操作期间改变这些数值的比率(rate，等级)可以相同或不同，并且可取决于如上所述的相应的凸轮盘的设计。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置200包括设置于压缩轴240与第一输出凸轮组件220之间的第一止推轴承222。第一止推轴承222可转动地耦接于压缩轴240和第一输出凸轮组件220，并且允许第一输出凸轮组件220相对于压缩轴240转动。同时，当第一输出凸轮组件220在远离输入凸轮组件210的方向上前进时，它还在同一方向上拉动压缩轴240，并且使得压缩轴240前进相同的距离。可替换地，压缩轴240可以不可转动地耦接于第一输出凸轮组件220，以使得一者的转动导致另一者的相同转动。

以类似的方式，半系统扭矩制动装置200可包括第二止推轴承232，第二止推轴承设置于压力板258与可螺纹地耦接于压缩轴240的调整螺母242之间。第二止推轴承232通过调整螺母242而可转动地接合压力板258和压缩轴240，并且允许压力板258相对于压缩轴240转动。更一般地说，第二止推轴承232允许转子-定子组件250相对于压缩轴240转动。同时，当调整螺母242在朝向输入凸轮组件210的方向上前进时，它还在同一方向上推动压力板258，从而导致转子-定子组件250的接合。可替换地，压缩轴240可固定地耦接于转子-定子组件250，以使得一者的转动导致另一者的相同转动。应当指出的是，转子-定子组件250可以不相对于第二输出凸轮盘234围绕压缩轴240的中央轴线241转动。

在一些实施例中，半系统扭矩制动装置200还包括支撑轴承218a，如例如在图3A和3B中所示的，支撑轴承设置于输入凸轮组件210的外表面上。支撑轴承218a可用于将半系统扭矩制动装置200可转动地耦接于固定支撑部。因此，半系统扭矩制动装置200，或更具体地，输入凸轮组件210可相对于固定支撑部围绕压缩轴240的中央轴线241转动。在一些实施例中，半系统扭矩制动装置200还包括附加的支撑轴承218b。例如，单独的支撑轴承可设置于输入凸轮组件210的不同侧部上，或者更具体地，一个支撑轴承可设置于输入凸轮组件210的面向第一输出凸轮组件220的侧部上，而另一支撑轴承可设置于输入凸轮组件210的面向第二输出凸轮组件230的相对侧部上。在一些实施例中，一个或多个支撑轴承可附接于压缩轴240、第一输出凸轮组件220、第二输出凸轮组件230和/或转子-定子组件250，并且将这些部件中的一个或多个可转动地耦接于固定支撑部。

图3F是根据一些实施例的制动组件320的示意性截面图，其示出了安装于壳体330中的且连接于两个输出轴326和328的半系统扭矩制动装置200。壳体330被示出为包括可分离地耦接于彼此的第一壳体半部332和第二壳体半部334。在半系统扭矩制动装置200安装到壳体330中期间，第一壳体半部332可与第二壳体半部334分离。如在该实例中所示的，壳体330耦接第一驱动机构的第一驱动小齿轮(pinion，副齿轮)322和第二驱动机构的第二驱动小齿轮324。此外，第一壳体半部332可转动地耦接于第一输出轴326，而第二壳体半部334可转动地耦接于第二输出轴328。壳体330，或者更具体地第二壳体半部334(至少在图3F中所示的实例中)包括壳体花键336，壳体花键可滑动地但不可转动地耦接于如上所述的半系统扭矩制动装置200的定子254。

第一输出凸轮组件220耦接于第一输出轴326，以使得在半系统扭矩制动装置200的操作期间传递到第一输出凸轮组件220的扭矩被进一步地传递到第一输出轴326。当第一输出凸轮组件220的转动被停止时，第一输出轴326的转动也被停止。同样，压力板258耦接于第二输出轴328，以使得在半系统扭矩制动装置200的操作期间被传递到第二输出凸轮组件230和压力板258的扭矩被进一步地传递到第二输出轴328。当第二输出凸轮组件230和压力板258的转动被停止时，第一输出轴326的转动也被停止。

半系统扭矩制动装置的安装的实例

图4是根据一些实施例与用于安装半系统扭矩制动装置的方法400相对应的过程流程图。在上文中参照图3A至图3D描述了半系统扭矩制动装置的各种实例。特别地，方法400中所使用的半系统扭矩制动装置可包括第一输出凸轮组件、输入凸轮组件、第二输出凸轮组件以及转子-定子组件。所有这些组件均可设置于压缩轴上。特别地，输入凸轮组件设置在第一与第二输出凸轮组件之间，并且可移动地耦接于第一和第二输出凸轮组件。转子-定子组件设置在第二输出凸轮组件与螺纹地耦接于压缩轴的调整螺母之间。转子-定子组件包括转子和定子。转子和定子两者均可在压力板与第二输出凸轮组件之间可滑动地设置在压缩轴上。

方法400可以开始于在操作402期间改变压缩轴上的调整螺母的位置。该位置改变还改变了转子-定子组件的压力板与第二输出凸轮组件之间的距离。特别地，当使调整螺母朝向第二输出凸轮组件前进时，转子-定子组件被压缩，这可增加第一和第二扭矩差阈值。另一方面，当使调整螺母远离第二输出凸轮组件前进时，转子-定子组件被解压缩(被允许拉伸)，这可减小第一和第二阈值。如上所指出的，第一和第二阈值同时被调整。在转子-定子组件的压缩和解压缩期间，该组件的转子和定子可相对于彼此沿压缩轴的中央轴线滑动。应当指出的是，在操作402期间，半系统扭矩制动装置尚未安装于其壳体中。调整螺母在此操作期间是容易接近的(accessible，可够到的)。此外，还应当指出的是，在操作402期间所执行的任何调整可稍后在半系统扭矩制动装置的实际操作(即，其在安装之后的操作)期间被保持并使用。

方法400可继续进行以在操作404期间确定第一阈值和第二阈值中的至少一个。在一些实施例中，该两个阈值均在此操作期间被确定。可替换地，仅一个阈值可被确定，而另一阈值可基于半系统扭矩制动装置的设计(对称的或不对称的)而进行估计。第一阈值是与输入凸轮组件与第一输出凸轮组件之间的可移动耦接相关联的，而第二阈值是与输入凸轮组件与第二输出凸轮组件之间的可移动耦接相关联的。改变调整螺母的位置(例如，在操作402期间)可改变如上所述的第一和第二阈值数值。

操作404可包括将输出凸轮组件中的一个附接于固定结构，并且将受控的扭矩(例如，增加的或逐渐地增加的扭矩)施加到输入凸轮组件，直到转子-定子组件被接合。转子-定子组件接合时的扭矩是与该附接的输出凸轮组件相对应的阈值。可替换地，可在操作404期间将输入凸轮组件附接于固定支撑部，同时可将受控的扭矩施加于输出凸轮组件中的一个(例如，当时的一个输出凸轮组件)，直到转子-定子组件接合。

如由确定块406所示，基于在操作404期间获得的第一阈值和/或第二阈值的数值，可重复在操作402期间改变调整螺母位置的步骤。因为该位置确定阈值，所以还可重复操作404直至达到期望的数值。一般来说，操作404可在每个操作402之后执行。总体上，可重复改变调整螺母位置的步骤以及确定用于一个或者两个扭矩差的阈值数值的步骤，直到阈值数值处于预定范围(多个预定范围)内。

在一些实施例中，在操作404期间确定了第一扭矩差阈值和第二扭矩差阈值中的至少一个之后，方法400可继续进行以在操作408期间将半系统扭矩制动装置安装到其壳体中。该安装操作408可包括将定子可滑动地但不可转动地接合于壳体，以使得定子可沿压缩轴的中央轴线滑动，但不可围绕该中央轴线相对于壳体转动。

航空器应用的实例

还提供了一种航空器，其包括驱动机构、第一从动机构、第二从动机构以及半系统扭矩制动装置。在上文中描述了这些部件中的一些的各种实例。驱动机构可包括电动马达、液压马达或两者。第一从动机构可包括一个或多个扭矩管和/或一个或多个致动器。在一些实施例中，第一从动机构可包括一个或多个扭矩制动装置。同样，第二从动机构可包括一个或多个扭矩管、一个或多个致动器和/或一个或多个扭矩制动装置。

本公开内容的实例可在如图5所示的航空器制造和保养方法1100以及在如图6所示的航空器1102的背景下描述。在预生产期间，示出的方法1100可包括航空器1102的规格和设计1104以及材料采购1106。在生产期间，进行航空器1102的部件和子组件制造1108以及系统集成1110。特别地，在航空器1102的系统集成1110期间，可测试并安装半系统扭矩制动装置。此后，航空器1102可经过认证和交付1112，以便投入使用(in service)1114。当由客户使用时，航空器1102定期进行例行维修和保养1116(其可还包括改装、重构、翻新等)。

示出的方法1100的每个过程可由系统集成者、第三方和/或操作者(例如，客户)来执行或实施。为了此描述的目的，系统集成者可包括但并不限于任意数量的航空器制造商和主系统的分包商；第三方可包括但并不限于任意数量的销售商、分包商以及供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。

如图6中所示，所生产的航空器1102可包括机身1118，机身具有多个高级系统1120和内部1122。高级系统1120的实例包括以下各项中的一个或多个：推进系统1124、电气系统1126、液压系统1128以及环境系统1130。可包括任意数量的其它系统。虽然示出了航空的实例，但是本文所公开的原理可应用于其它行业，诸如汽车行业。相应地，除了航空器1102之外，本文所公开的原理还可应用于其它交通工具，例如，地面交通工具、海上交通工具、太空交通工具等。

本文所示出或描述的装置和方法可在航空器制造和保养方法1100的阶段中的任何一个或多个期间被采用。例如，与部件和子组件制造1108的步骤相对应的部件或子组件可以类似于在航空器1102投入使用的同时所生产的部件或子组件的方式被生产或制造。此外，设备、方法或它们的组合的一个或多个方面可在操作1108和1110期间被采用，例如，通过显著加快航空器1102的组装或降低航空器的成本而被采用。类似地，设备或方法实现、或它们的组合的一个方面或多个方面可被采用，例如并且不限于，在航空器1102投入使用的同时(例如维修和保养1116)被采用。

结论

本文公开了装置和方法的不同的实例和方面，其包括各种部件、特征、以及功能。应该理解的是，本文所公开的装置和方法的不同的实例和方面可以任意组合的形式包括本文所公开的装置和方法的其它实例和方面的部件、特征、和功能中的任一个，所有这些可能性旨在落入本公开的范围内。

对于本领域技术人员来说，在受益于前面的描述和相关附图中呈现的教导的情况下，将可想到本文中所阐述的公开内容的许多修改和其它实例。

Claims (18)

1.一种半系统扭矩制动装置，用于与第一从动机构和第二从动机构一起使用，所述半系统扭矩制动装置包括：

压缩轴，具有中央轴线；

输入凸轮组件，能滑动地设置于所述压缩轴上并且与驱动机构相关联；

第一输出凸轮组件，设置于所述压缩轴上并且能移动地耦接于所述输入凸轮组件，其中，所述第一输出凸轮组件与所述第一从动机构相关联；

第二输出凸轮组件，能滑动地设置于所述压缩轴上并且能移动地耦接于所述输入凸轮组件，其中，所述第二输出凸轮组件与所述第二从动机构相关联；以及

转子-定子组件，设置于所述压缩轴上，以使得所述第二输出凸轮组件设置在所述输入凸轮组件与所述转子-定子组件之间，其中，所述转子-定子组件包括转子、定子以及压力板，所述压力板用于当在所述压力板与所述第二输出凸轮组件之间压缩所述转子和所述定子时接合所述转子与所述定子。

2.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，当所述输入凸轮组件与所述第一输出凸轮组件之间的第一扭矩差超过第一阈值时，或当所述输入凸轮组件与所述第二输出凸轮组件之间的第二扭矩差超过第二阈值时，所述转子和所述定子接合，从而防止所述转子和所述输入凸轮组件相对于所述定子的转动。

3.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述转子固定地耦接于所述第二输出凸轮组件，并且其中，所述定子与用于所述半系统扭矩制动装置的固定支撑部相关联。

4.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，

其中，所述第一输出凸轮组件包括第一输出凸轮盘，所述第一输出凸轮盘具有三个或更多个第一输出凸轮通道，

其中，所述三个或更多个第一输出凸轮通道中的每个第一输出凸轮通道均包括较深通道部分和较浅通道部分，

其中，所述三个或更多个第一输出凸轮通道中的每个第一输出凸轮通道中均定位有第一球状体组的一个第一球状体，以使得所述一个第一球状体连续地接触所述输入凸轮组件和所述第一输出凸轮盘，

其中，所述第二输出凸轮组件包括第二输出凸轮盘，所述第二输出凸轮盘具有三个或更多个第二输出凸轮通道，

所述三个或更多个第二输出凸轮通道中的每个第二输出凸轮通道均包括较深通道部分和较浅通道部分，

其中，所述三个或更多个第二输出凸轮通道中的每个第二输出凸轮通道中均定位有第二球状体组的一个第二球状体，以使得所述一个第二球状体连续地接触所述输入凸轮组件和所述第二输出凸轮盘，并且

其中

当所述一个第一球状体位于所述较深通道部分中时，以及当所述一个第二球状体位于所述较深通道部分中时，所述转子与所述定子脱离接合，并且

当所述一个第一球状体位于所述较浅通道部分中时，或当所述一个第二球状体位于所述较浅通道部分中时，所述转子与所述定子接合。

5.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述输入凸轮组件设置在所述第一输出凸轮组件与所述第二输出凸轮组件之间。

6.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述输入凸轮组件包括驱动齿轮，所述驱动齿轮利用减振弹簧组而耦接于第一输入凸轮盘和第二输入凸轮盘，其中，所述减振弹簧组能进行操作以通过在所述转子接合所述定子之后允许所述驱动齿轮继续转动有限的角度来吸收振动。

7.根据权利要求2所述的半系统扭矩制动装置，所述第一扭矩差的所述第一阈值等于所述第二扭矩差的所述第二阈值。

8.根据权利要求2所述的半系统扭矩制动装置，所述第一扭矩差的所述第一阈值大于所述第二扭矩差的所述第二阈值。

9.根据权利要求2所述的半系统扭矩制动装置，所述半系统扭矩制动装置进一步包括能螺纹地耦接于所述压缩轴的调整螺母，其中，所述调整螺母在所述压缩轴上的位置控制所述第一扭矩差的所述第一阈值和所述第二扭矩差的所述第二阈值。

10.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，所述半系统扭矩制动装置进一步包括偏压机构，所述偏压机构设置于所述第二输出凸轮组件与所述压力板之间，并且迫使所述第二输出凸轮组件远离所述压力板。

11.根据权利要求10所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述偏压机构为贝勒维尔弹簧。

12.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，所述半系统扭矩制动装置进一步包括第一止推轴承，所述第一止推轴承设置于所述压缩轴与所述第一输出凸轮组件之间，并且能转动地接合所述压缩轴和所述第一输出凸轮组件。

13.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，所述半系统扭矩制动装置进一步包括第二止推轴承，所述第二止推轴承设置于所述压力板与能螺纹地耦接于所述压缩轴的调整螺母之间，其中，所述第二止推轴承通过所述调整螺母能转动地接合所述压力板与所述压缩轴。

14.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，所述半系统扭矩制动装置进一步包括支撑轴承，所述支撑轴承设置在所述输入凸轮组件的外表面上，以用于将所述半系统扭矩制动装置能转动地接合于固定支撑部。

15.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述输入凸轮组件、所述第一输出凸轮组件以及所述第二输出凸轮组件中的每个均能转动地设置在所述压缩轴上。

16.根据权利要求15所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述压缩轴能滑动地耦接至所述定子，以使得所述定子能沿所述压缩轴的所述中央轴线在所述第一输出凸轮组件与所述压力板之间滑动，并且以使得所述定子不能围绕所述压缩轴的所述中央轴线相对于所述压缩轴转动。

17.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述定子包括齿部，所述齿部用于与固定支撑部滑动地接合，以使得所述定子能沿所述压缩轴的所述中央轴线在所述第一输出凸轮组件与所述压力板之间滑动，并且以使得所述定子不能围绕所述压缩轴的所述中央轴线相对于所述固定支撑部转动。

18.根据权利要求1所述的半系统扭矩制动装置，其中，所述压缩轴由所述输入凸轮组件能滑动地支撑，以使得所述压缩轴能在沿所述压缩轴的所述中央轴线的方向上相对于所述输入凸轮组件移动。