CN105972118A - 一种离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及连接结构设计以及飞机风挡雨刷结构设计，特别涉及一种离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构。本发明的离合装置与第一驱动电机连接，包括：动力输入轴，动力输入轴具有内腔，且一端开口，另一端与第一驱动电机连接；一个电磁体，固定在动力输入轴的内腔中；第一永磁体，滑动设置在动力输入轴的内腔中，且第一永磁体与电磁体的靠近端的磁极相同；弹簧，位于电磁体与第一永磁体之间。本发明的离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构中，通过控制电磁体磁力的开闭，实现与第一永磁体吸引或排斥，使得第一永磁体在动力输入轴的内腔中滑动，实现快速的离合功能，控制灵敏度高，同时能够使得具有该离合装置的飞机风挡雨刷机构稳定性强。

Description

一种离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构

技术领域

本发明涉及连接结构设计以及飞机风挡雨刷结构设计，特别涉及一种离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构。

背景技术

当前在机械传动领域中，离合装置起到分离与合闭的作用，在很多地方被运用，例如汽车中的离合器；但是，目前的离合装置大多存在结构复杂且控制灵敏度低等问题。

另外，在目前的飞机风挡控制领域中，主副驾驶对应的风挡雨刷通常采用不同的开关控制，由于飞机风挡雨刷结构，使得在同一电机带动下，两个或多个转矩输出轴通常只能输出给定的扭矩，无法实现多个输出轴输出相同的相位；因此，很难实现雨刷工作过程中任意时刻下两件雨刷在风挡上所处的位置相同，对操作性能造成影响，甚至可能对飞机正常飞行造成影响。

为了解决上述雨刷不同步的问题，可以在每个雨刷与驱动装置之间设置相应的离合装置，通过离合装置的作用使得两个雨刷在非同时开启状态下，仍然保持一致的转动角度。但是，其中的离合装置仍然存在控制灵敏度差的问题，使得飞机风挡雨刷稳定性差。

发明内容

本发明的一个目的是提供了一种离合装置，以至少解决目前离合装置结构复杂、控制灵敏度低的问题。

本发明的再一个目的是提供了一种飞机风挡雨刷同步机构，以至少解决飞机风挡雨刷同步机构由于离合装置灵敏度低导致机构稳定性差的问题。

本发明的技术方案是：

一种离合装置，与第一驱动电机连接，包括：

动力输入轴，具有内腔以及与所述内腔连通的开口端，所述动力输入轴的与所述开口端相对的一端与所述第一驱动电机连接；

一个电磁体，固定设置在所述动力输入轴的内腔中；

第一永磁体，沿所述动力输入轴的轴向滑动设置在所述动力输入轴的内腔中，且位于所述电磁体的远离所述第一驱动电机的一侧，所述第一永磁体与所述电磁体的靠近端的磁极相同；

弹簧，设置在所述动力输入轴的内腔中，且位于所述电磁体与所述第一永磁体之间。

可选的，所述的离合装置还包括：

两个环形触点，设置在所述动力输入轴的外环面上，与所述电磁体的输入端和输出端连接；

两个第一电刷，分别与所述两个环形触点接触；

供电装置，与所述两个第一电刷连接，用于受控地向所述电磁体供电。

可选的，所述供电装置包括：

直流电源，其正负极分别与所述两个第一电刷连接；

控制开关，设置在所述直流电源与任意一个所述第一电刷之间。

可选的，所述供电装置包括：

导电环，套设在所述动力输入轴的外环上；

两个第二电刷，固定设置在所述导电环的外侧，所述两个第二电刷分别与所述两个第一电刷连接；

两个磁极相反的第二永磁体，且所述两个第二永磁体以动力输入轴的轴心线为对称轴，对称设置在所述导电环外侧。

可选的，所述第二永磁体的靠近所述导电环的一面为环面。

可选的，所述动力输入轴的靠近所述第一驱动电机的一端开设有与所述内腔连通的排气孔。

本发明还提供了一种飞机风挡雨刷同步机构，包括上述任一项所述的离合装置；

所述飞机风挡雨刷同步机构还包括：

第一键槽，沿轴向开设在所述动力输入轴的内环上；

第一相位同步器，沿所述动力输入轴的轴向滑动设置在所述动力输入轴的内腔中，且固定连接至所述第一永磁体的远离所述第一驱动电机的一侧，所述第一相位同步器的外环面上沿轴向开设有与所述第一键槽相匹配的第二键槽，且所述第一相位同步器远离所述第一驱动电机的一端开设有两个轴向第一啮合齿；

定位键，设置在所述第一键槽与所述第二键槽之间；

第二相位同步器，一端位于所述动力输入轴的内腔中，且设置有两个与所述第一啮合齿相匹配的第二啮合齿，所述第二相位同步器的另一端与雨刷连接。

可选的，当雨刷数量为两个或者两个以上时，两个或者多个第一相位同步器之间的相对安装角度相同。

可选的，所述的飞机风挡雨刷同步机构还包括：

轴套，套设在所述第二相位同步器与所述动力输入轴的连接端。

可选的，在所述轴套上沿径向方向开设有注油孔以及与所述注油孔相匹配的密封螺栓。

可选的，所述两个轴向第一啮合齿的啮合面在轴向法平面上的投影弧度不同，且两个投影弧度之和等于2π。

发明效果：

本发明的离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构中，通过控制电磁体磁力的开闭，实现与第一永磁体吸引或排斥，使得第一永磁体能够在动力输入轴的内腔中滑动，实现快速的离合功能，控制灵敏度高，同时能够使得具有该离合装置的飞机风挡雨刷机构稳定性强。

附图说明

图1是本发明一个实施例的离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构的结构示意图(其中动力输入轴为部分剖)；

图2是是本发明另一个实施例的离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构的结构示意图(其中动力输入轴为部分剖)；

图3是本发明离合装置的爆炸图；

图4是本发明飞机风挡雨刷同步机构中第一相位同步器的结构示意图；

图5是本发明飞机风挡雨刷同步机构中第一相位同步器的俯视图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

下面结合附图1至图5对本发明离合装置及具有其的飞机风挡雨刷同步机构做进一步详细说明。

本发明提供了一种离合装置，设置在第一驱动电机与被驱动件(例如雨刷)之间；包括动力输入轴1、电磁体2、第一永磁体3以及弹簧4。

第一驱动电机可以采用已知的多种适合的电机，当然，还包括有相应的驱动电源、连接电路、控制开关等，此处不再赘述。

动力输入轴1具有内腔以及与内腔连通的开口端，相对的另一端为密封端，内腔形状优选为圆柱状；动力输入轴1的与开口端相对的一端(即密封端)与第一驱动电机连接。

电磁体2的数量为一个，固定设置在动力输入轴1的内腔中；第一永磁体3沿动力输入轴1的轴向滑动设置在动力输入轴1的内腔中，且位于电磁体2的远离第一驱动电机的一侧，第一永磁体3与电磁体2的靠近端的磁极相同，优选为N极；弹簧4设置在动力输入轴1的内腔中，且位于电磁体2与第一永磁体3之间。

本发明的离合装置中，通过控制电磁体2磁力的开闭，实现与第一永磁体3吸引(当电磁体2未通电时，第一永磁体3能够吸引其内部的铁芯)或排斥，使得第一永磁体3能够在动力输入轴1的内腔中滑动，实现快速的离合功能，控制灵敏度高。

需要说明的是，上述的第一驱动电机可以采用一个或者多个，而例如采用一个时，通过齿轮等驱动方式同样可以驱动多个离合装置。第一驱动电机也可以与离合装置数量相等，即由一个第一驱动电机对应一个离合装置。

本发明的离合装置中，电磁体2可以包括有相应的驱动电源、控制电路以及控制开关等；本发明的优选实施例中，离合装置还包括环形触点5、第一电刷6以及供电装置7。

环形触点5数量为两个，套设在动力输入轴1的外环面上，且贯穿(部分贯穿)动力输入轴1管壁后与电磁体2的输入端和输出端连接，即两个环形触点5分别作为电磁体2的电流输入端和输出端。第一电刷6数量为两个，分别与两个环形触点5接触。供电装置7通过导线与两个第一电刷6连接，用于受控地(例如操作者通过控制开关控制)通过电刷和环形触点向电磁体2供电。

本发明的离合装置中，供电装置7可以选择为多种适合的方式。在本发明的一个优选实施例中，供电装置7可以包括直流电源71(输出DC电流)和控制开关72。直流电源71的正负极分别与通过导线与两个第一电刷6连接，在直流电源71正极或负极与对应的第一电刷6之间设置控制开关72，通过控制72实现电流通断的控制，从而实现电磁体2磁极开闭的控制，方便快捷，灵敏度高。

在本发明的另一个优选实施例中，供电装置7可以包括导电环73、两个第二电刷74、两个第二永磁体75以及控制开关72。导电环73套设在动力输入轴1的外环上。两个第二电刷74固定设置在导电环73的外侧，分别与两个第一电刷6连接。两个第二永磁体75的磁极相反，且以动力输入轴1的轴心线为对称轴，对称设置在导电环73外侧，从其靠近轴线的N极发出的磁力线能够完全覆盖导电环73并到达其靠近轴线的S极；进一步，第二永磁体75的靠近导电环73的一面为环面。控制开关72设置在其中一个第二电刷74与其中一个第一电刷6之间的电路上。当第一驱动电机带动动力输入轴1以及导电环73转动时，导电环73能够切割两个第二永磁体75之间产生的磁力线，从而产生感应电动势，激励电磁体2产生磁场，方便快捷，灵敏度高。

进一步，本发明的离合装置中，在动力输入轴1的靠近第一驱动电机的一端开设有与内腔连通的排气孔8，当第二永磁体75在动力输入轴1中滑动时气体能够从排气孔8排出，以降低第二永磁体75的滑动阻力，提高滑动效率。

本发明的还提供了一种飞机风挡雨刷同步机构，采用了上述的离合装置；进一步，飞机风挡雨刷同步机构还包括第一键槽91、第一相位同步器92、定位键95以及第二相位同步器96。

第一键槽91沿轴向开设在动力输入轴1的内环上。

第一相位同步器92的外部形状与动力输入轴1内腔相似，沿动力输入轴1的轴向滑动设置在动力输入轴1的内腔中，且固定连接至第一永磁体3的远离第一驱动电机的一侧；另外，第一相位同步器92的外环面上沿轴向开设有与第一键槽91相匹配的第二键槽93，且第一相位同步器92远离第一驱动电机的一端开设有两个轴向(齿的开设方向是在第一相位同步器92的轴向一端端面上)第一啮合齿94。

定位键95设置在第一键槽91与第二键槽93之间，用于限制第一相位同步器92与动力输入轴1之间的径向位移，并将第一相位同步器92扭矩传递至动力输入轴1。；

第二相位同步器96形状与第一相位同步器92相似，一端位于动力输入轴1的内腔中，且设置有两个与第一啮合齿94相匹配的第二啮合齿97，第二相位同步器96的另一端与雨刷连接。

同样，本发明的飞机风挡雨刷同步机构中，通过控制电磁体2磁力的开闭，实现与第一永磁体3吸引或排斥，使得第一永磁体3能够在动力输入轴1的内腔中滑动，从而使得第一相位同步器92与第二相位同步器96分开或啮合，实现快速的离合功能，控制灵敏度高，同时能够使得具有该离合装置的飞机风挡雨刷机构稳定性强。

需要说明的是，当雨刷数量为两个或者两个以上时，包括两个或多个离合装置，两个或者多个离合装置中的两个或者多个第一相位同步器92之间的相对安装角度相同，即它们之间在空间上完全对称设置，在空间中相互平移以后能够完全重合，包括它们的第一啮合齿94在空间中的布置角度等都相同，从而能够保证两个或多个动力输出轴1具有相同的输出相位。

进一步，本发明的飞机风挡雨刷同步机构中，还可以包括轴套98；轴套98套设在第二相位同步器96与动力输入轴1的连接端，用于限制径向位移，以加强稳定性。在轴套98上沿径向方向开设有注油孔以及与注油孔相匹配的密封螺栓99，从而通过注油孔进行润滑油的灌注。

进一步，第一相位同步器92端部的两个轴向第一啮合齿94以及第二相位同步器96端部的两个轴向第二啮合齿97大小可以根据需要设置为多种适合的选择；本实施例中，两个轴向第一啮合齿94的啮合面在轴向法平面上的投影弧度不同，特别参照图5所示，其中一个第一啮合齿94的投影弧度为r，r取π/6至5π/6；且两个投影弧度之和等于2π。两个轴向第一啮合齿94或第二啮合齿97之间取不同的大小，能够进一步确保第一相位同步器92与第二相位同步器96在一个旋转周期内啮合的稳定性能。

本发明的飞机风挡雨刷同步机构使用原理如下：

以两个雨刷(主、副雨刷)的控制为例，可以是一个第一驱动电机同时驱动两个离合装置或者两个第一驱动电机分别驱动两个离合装置的情况。

在需要开启主雨刷时，第一操作者先控制第一驱动电机(全部的第一驱动电机)开启，此时主、副雨刷的动力输入轴1均转动；接着第一操作者控制主雨刷部分的控制开关72闭合，使得电磁体2产生磁力，使得电磁体2与第一永磁体3相斥，第一永磁体3远离电磁体2后使得第一相位同步器92的第一啮合齿94与第二相位同步器96的第二啮合齿97相啮合，从而带动主雨刷转动(此期间副雨刷部分的动力输入轴1一直处于空转状态)。

在主雨刷已经开启状态下，若第二操作者需要开启副雨刷时，可以通过控制副雨刷部分的控制开关72闭合，使得电磁体2产生磁力，使得电磁体2与第一永磁体3相斥，第一永磁体3远离电磁体2后，在一个旋转周期内第一相位同步器92的第一啮合齿94能够与第二相位同步器96的第二啮合齿97相啮合，从而带动副雨刷转动。由于主副动力输出轴21具有相同的输出相位，能够使得主副雨刷同步转动。

还需要说明的是，上述对第一驱动电机的控制均可以集成到主、副雨刷的控制开关72上，可以通过常规的电路连接实现，此处不再赘述，这样的结构能够降低操作者的劳动强度，且节约空间。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种离合装置，与第一驱动电机连接，其特征在于，包括：

动力输入轴(1)，具有内腔以及与所述内腔连通的开口端，所述动力输入轴(1)的与所述开口端相对的一端与所述第一驱动电机连接；

一个电磁体(2)，固定设置在所述动力输入轴(1)的内腔中；

第一永磁体(3)，沿所述动力输入轴(1)的轴向滑动设置在所述动力输入轴(1)的内腔中，且位于所述电磁体(2)的远离所述第一驱动电机的一侧，所述第一永磁体(3)与所述电磁体(2)的靠近端的磁极相同；

弹簧(4)，设置在所述动力输入轴(1)的内腔中，且位于所述电磁体(2)与所述第一永磁体(3)之间。

2.根据权利要求1所述的离合装置，其特征在于，还包括：

两个环形触点(5)，设置在所述动力输入轴(1)的外环面上，与所述电磁体(2)的输入端和输出端连接；

两个第一电刷(6)，分别与所述两个环形触点(5)接触；

供电装置(7)，与所述两个第一电刷(6)连接，用于受控地向所述电磁体(2)供电。

3.根据权利要求2所述的离合装置，其特征在于，所述供电装置(7)包括：

直流电源(71)，其正负极分别与所述两个第一电刷(6)连接；

控制开关(72)，设置在所述直流电源(71)与任意一个所述第一电刷(6)之间。

4.根据权利要求2所述的离合装置，其特征在于，所述供电装置(7)包括：

导电环(73)，套设在所述动力输入轴(1)的外环上；

两个第二电刷(74)，固定设置在所述导电环(73)的外侧，所述两个第二电刷(74)分别与所述两个第一电刷(6)连接；

两个磁极相反的第二永磁体(75)，且所述两个第二永磁体(75)以动力输入轴(1)的轴心线为对称轴，对称设置在所述导电环(73)外侧；

控制开关(72)，设置在所述第二电刷(74)与所述第一电刷(6)之间。

5.根据权利要求4所述的离合装置，其特征在于，所述第二永磁体(75)的靠近所述导电环(73)的一面为环面。

6.根据权利要求3或4所述的离合装置，其特征在于，所述动力输入轴(1)的靠近所述第一驱动电机的一端开设有与所述内腔连通的排气孔(8)。

7.一种飞机风挡雨刷同步机构，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的离合装置；

所述飞机风挡雨刷同步机构还包括：

第一键槽(91)，沿轴向开设在所述动力输入轴(1)的内环上；

第一相位同步器(92)，沿所述动力输入轴(1)的轴向滑动设置在所述动力输入轴(1)的内腔中，且固定连接至所述第一永磁体(3)的远离所述第一驱动电机的一侧，所述第一相位同步器(92)的外环面上沿轴向开设有与所述第一键槽(91)相匹配的第二键槽(93)，且所述第一相位同步器(92)远离所述第一驱动电机的一端开设有两个轴向第一啮合齿(94)；

定位键(95)，设置在所述第一键槽(91)与所述第二键槽(93)之间；

第二相位同步器(96)，一端位于所述动力输入轴(1)的内腔中，且设置有两个与所述第一啮合齿(94)相匹配的第二啮合齿(97)，所述第二相位同步器(96)的另一端与雨刷连接。

8.根据权利要求7所述的飞机风挡雨刷同步机构，其特征在于，还包括：

轴套(98)，套设在所述第二相位同步器(96)与所述动力输入轴(1)的连接端。

9.根据权利要求8所述的飞机风挡雨刷同步机构，其特征在于，在所述轴套(98)上沿径向方向开设有注油孔以及与所述注油孔相匹配的密封螺栓(99)。

10.根据权利要求7所述的飞机风挡雨刷同步机构，其特征在于，所述两个轴向第一啮合齿(94)的啮合面在轴向法平面上的投影弧度不同，且两个投影弧度之和等于2π。