CN108137148A - 用于高转速应用的非干扰止动模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于驱动系统的止动机构，所述止动机构包括单向离合器、制动器、止动特征和连杆系。当所述系统的驱动轴沿第一方向旋转而不沿相反方向旋转时，所述单向离合器与所述驱动轴联接。所述制动器通过所述第一单向离合器连接到所述驱动轴并且能够被操作以使驱动轴沿所述第一方向的旋转停止。所述止动特征由所述驱动轴驱动的输出元件承载并且在所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的方向移动而到达预定的限制位置时致动所述连杆系以操作所述第一制动器。通过增加第二单向离合器、第二制动器和第二止动特征来提供双向止动机构，所述第二止动特征被布置成沿所述驱动轴的相反的旋转方向起作用。

Description

用于高转速应用的非干扰止动模块

技术领域

本发明整体涉及用于在驱动系统到达行程终点位置时使旋转驱动系统或线性驱动系统停止的机构。更具体地，本发明涉及被构造成以避免干扰驱动系统的方式使驱动系统的驱动马达的高RPM旋转停止的内部机械止动模块。

背景技术

机动化驱动系统可以驱动输出元件在限定路径范围(行程)内的运动。例如，通常使用马达驱动的致动器来使飞机飞行控制表面(例如，襟翼或缝翼)或飞机门在伸出位置与回缩位置之间以双向方式移动。操控驱动马达的控制系统对旋转驱动系统施加行程限制。此外，通常提供机械止动模块作为防止在马达控制系统经历故障时出现超程的安全措施。止动模块用于在旋转驱动系统沿一个行进方向到达行程终点位置时使旋转驱动系统的旋转停止，并且允许驱动系统马达反向旋转以沿相反方向行进。

一种已知的止动机构包括：终点止动件，该终点止动件设置在由旋转驱动系统致动的输出曲拐的臂上；以及卡位表面，该卡位表面被布置成接合终点止动件以限制曲拐的角行程。由于止动扭矩被施加于曲拐臂，因此需要扭矩限制器来保护系统使其不会因为非常高的扭矩水平而受到影响。因此，这种类型的机构增加了旋转驱动系统的重量和复杂性。

其他已知的用于防止超程的机构使用受到终点止动件限制的行进螺母组件。例如，美国专利No.4,064,981公开了一种具有行进螺母组件的止动机构，该行进螺母组件接触减振止动件以通过摩擦地干扰螺母组件与从动轴之间的螺纹来终止轴旋转。另一种已知的止动机构包括移动螺母，该移动螺母在螺母的端面上具有“挡块”，这些挡块与终点止动件上的配合挡块接合以防止在螺母达到行程终点位置时发生进一步旋转。依赖于行进螺母的机构的尺寸和重量通常与每个行程的马达转数成比例。因此，在一些应用中，尤其是在飞机应用中，行进螺母系统可能过大和/或过重。差动驱动器可以被布置成有助于减少行进螺母系统中的螺纹长度，但这增加了系统的复杂性，使得设计、制造和组装更加昂贵。

美国专利No.4,867,295公开了一种行进螺母止动机构，该行进螺母止动机构包括螺母行进所沿的单独螺杆轴，其中该螺杆轴由可旋转驱动轴驱动。在螺杆轴的一端设置有旋转止动件和固定止动件，在螺杆轴的另一端设置有轴承壳体以支承螺杆轴进行旋转和轴向移动。行进螺母能够沿一个方向移动以接合旋转止动件和固定止动件，从而使螺杆轴的旋转运动停止。行进螺母能够沿另一个方向移动而与轴承壳体接触以在螺杆轴上施加轴向力，使得螺杆轴轴向地移动以接合旋转止动件和固定止动件，从而使螺杆轴的旋转运动终止。在旋转止动件和固定止动件终止螺杆轴的旋转运动时，螺杆轴起到扭转减震器的作用。就像以上提及的机构一样，系统的重量、尺寸和复杂性都是限制因素。

其他已知的止动机构使用日内瓦驱动器来对马达旋转计数，并启动棘爪以进入接合或在行程终点处应用挡块。在美国专利No.4,641,737和No.4,721,196中可以找到这种类型的止动机构的示例。此类系统是机械复杂的，并且可能需要扭转减震装置。如果在行程终点限制之间存在多次马达旋转的系统中，在马达之处或附近使用这种类型的止动机构，则计数机构会变得很大、很重和/或很复杂。

另一种已知的用于防止超程的方法依赖于阀门或开关来暂停向驱动马达供电以防止运动超出行程终点限制。然而，这种方法不能阻止手动驱动超出正常的行程终点限制。

发明内容

本发明提供了一种用于防止在驱动系统中出现超程的止动机构，该驱动系统具有马达、由马达旋转的驱动轴以及通过驱动轴的旋转可旋转地或线性地驱动的输出元件。止动机构使驱动轴旋转停止而不会造成干扰，并且不需要额外的扭矩或减震部件。止动机构重量轻并且具有紧凑尺寸的包层，该包层与系统的驱动行程中的马达转数不成比例。很容易限定行程终点限制位置。

止动机构通常包括第一单向离合器、第一制动器、第一止动特征和连杆系。第一单向离合器在驱动轴沿第一驱动方向旋转时与驱动轴联接但在驱动轴沿与第一驱动方向相反的第二驱动方向旋转时不与驱动轴联接。第一制动器经由第一单向离合器而连接到驱动轴并且能够被操作以使驱动轴沿第一驱动方向的旋转停止。第一止动特征由输出元件承载，并且连杆系将第一止动特征连接到第一制动器。当输出元件沿与驱动轴的第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，第一止动特征致动连杆系以操作第一制动器来使驱动轴沿第一驱动方向的旋转停止。可以通过增加第二单向离合器、第二制动器和第二止动特征来提供双向止动机构，该第二止动特征被布置成使用相同的连杆系沿驱动轴的相反的旋转方向起作用。

在第一实施方案中，第一单向离合器和第二单向离合器可以为斜撑离合器，并且第一制动器和第二制动器可以为具有一个或多个摩擦板的盘式制动器。第一实施方案的连杆系可以被构造成可枢转地安装的曲拐连杆，该曲拐连杆具有第一腿以及第二腿，该第一腿被布置成要被第一止动特征或第二止动特征接合，该第二腿用于操作第一制动器或第二制动器。这些止动特征可以被布置在旋转驱动的输出元件上的预定角位置处以限定相应的角限制位置。

在第二实施方案中，第一单向离合器和第二单向离合器可以为围绕驱动轴自身或旋转地联接到驱动轴的部件螺旋地缠绕的第一绞盘弹簧和第二绞盘弹簧，其中第一绞盘弹簧和第二绞盘弹簧也充当第一制动器和第二制动器。在第二实施方案中，连杆系可以包括可枢转地安装的曲拐连杆，该曲拐连杆与副连杆协作以根据驱动轴的旋转方向来绷紧其中一个绞盘弹簧。

第三实施方案与第一实施方案大体类似，不同的是输出元件被线性地驱动以沿分别对应于驱动轴的第一旋转驱动方向和第二旋转驱动方向的第一线性行进方向和第二线性行进方向行进。这些止动特征可以被布置在线性驱动的输出元件上的预定线性位置处以限定相应的限制位置。第三实施方案可以适用于如第二实施方案所教导的那样使用绞盘弹簧。

附图说明

本发明的实质和操作模式现在将结合附图在本发明的以下具体实施方式中更全面地描述，其中：

图1为根据本发明的第一实施方案形成的止动机构的示意图；

图2为根据第一实施方案形成的止动机构的截面图，其中为了说明起见，该视图具有切出区域；

图3为根据本发明的第二实施方案形成的止动机构的截面图，其中为了说明起见，该视图具有切出区域；

图4为示出了图3所示止动机构的连杆系的放大透视图；并且

图5为根据本发明的第三实施方案形成的止动机构的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出了结合有根据本发明的第一实施方案形成的止动机构20的旋转驱动系统10。旋转系统10具有马达12，该马达能够操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F以及沿与第一驱动方向F相反的第二驱动方向R围绕轴线15旋转。旋转系统10还可具有一个或多个传动元件(在图1中示意性地表示为锥齿轮16)，该一个或多个传动元件被构造成将驱动轴14的旋转运动传输到能够围绕轴线19旋转的输出元件18。可以理解，当驱动轴14沿第一驱动方向F旋转时，引起输出元件18沿第一从动方向F’的旋转，并且当驱动轴14沿第二驱动方向R旋转时，引起输出元件18沿第二从动方向R’的旋转。旋转系统10的输出元件18可以是在预期有限范围(也称为行程)内提供往复运动的旋转驱动系统的一部分。例如，输出元件18可以是用于使飞行控制表面或门在飞机上移动的驱动系统的一部分。马达12可以为任何类型的马达，诸如液压马达或电动马达。

根据本发明，当输出元件18到达与旋转系统10的行程终点位置相对应的预定角位置时，止动机构20自动地制动驱动轴14的旋转。止动机构20包括第一单向离合器22A，该第一单向离合器在驱动轴沿第一驱动方向F旋转时与驱动轴14联接但在驱动轴沿第二驱动方向R旋转时不与驱动轴联接。止动机构20还包括第一制动器24A，该第一制动器经由第一单向离合器22A而连接到驱动轴14，其中第一制动器24A能够被操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转停止。止动机构20还包括由输出元件18承载的第一止动特征26A，和用于将第一止动特征26A连接到第一制动器24A的连杆系28。当输出元件18沿第一从动方向F’旋转而到达预定的第一角位置时，第一止动特征26A致动连杆系28以操作第一制动器24A来使驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转停止。因此，当旋转系统10随着驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转而到达其行程终点时，止动机构20提供限制止动件。

止动机构20可以是双向的，使得当旋转系统10随着驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转而到达其行程终点时，该止动机构也提供限制止动件。如图1所示，止动结构20还可包括：第二单向离合器22B，该第二单向离合器在驱动轴沿第二驱动方向R旋转时与驱动轴14联接但在驱动轴沿第一驱动方向F旋转时不与驱动轴联接；第二制动器24B，该第二制动器经由第二单向离合器22B而连接到驱动轴14并且能够被操作以使驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转停止；以及由输出元件18承载的第二止动特征26B。连杆系28将第二止动特征26B连接到第二制动器24B。当输出元件18沿第二从动方向R’旋转而到达预定的第二角位置时，第二止动特征26B致动连杆系28以操作第二制动器24B来使驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转停止。因此，当旋转系统10随着驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转而到达其行程终点时，止动机构20可提供限制止动件。

图2示出了止动机构20的实际具体实施。可以看出，驱动轴14可通过各种传动元件连接到输出元件18，这些传动元件包括速度相加差动齿轮组件16-1、与驱动轴14同轴的花键联接器16-2以及输出齿轮16-3。在图2中，第一单向离合器22A和第二单向离合器22B被实施为斜撑离合器，第一制动器24A和第二制动器24B为各自具有一个或多个制动板25的摩擦盘式制动器。第一止动特征26A和第二止动特征26B可以为柄脚26的固定地附接到输出元件18的相应表面。连杆系28可以包括曲拐连杆30，该曲拐连杆被安装成围绕由固定到结构地面SG(参见图1)的枢轴销31限定的枢转轴线枢转。

如图2所示，单向离合器22A、22B可以被安装在花键联接器16-2上用于与驱动轴14联接。当驱动轴14沿第一驱动方向F旋转时，第一单向离合器22A经由花键联接器16-2和差动齿轮组件16-1而联接到驱动轴14，使得第一单向离合器22A沿第一驱动方向F连同驱动轴一起围绕轴线15旋转，而第二单向离合器22B不联接到驱动轴14并且不沿第一驱动方向F与驱动轴一起旋转。相反，当驱动轴14沿第二驱动方向R旋转时，第二单向离合器22B经由花键联接器16-2和差动齿轮组件16-1而联接到驱动轴14，使得第二单向离合器22B沿第二驱动方向R连同驱动轴一起围绕轴线15旋转，而第一单向离合器22A不联接到驱动轴14并且不沿第二驱动方向R与驱动轴一起旋转。第一制动器24A和第二制动器24B的制动板25以花键方式分别安装在第一单向离合器22A和第二单向离合器22B上，使得制动板25与相关联的单向离合器一起旋转，并且能够相对于相关联的单向离合器轴向地移位以使制动板25能够压靠在结构地面SG上。

曲拐连杆30具有第一腿32和与第一腿32成角度地偏离的第二腿34。第一腿32被布置成在输出元件18沿第一从动方向F’旋转而到达围绕轴线19的预定角位置时要被第一止动特征26A接合。该角位置被选择成与沿第一驱动方向F的行程终点位置相对应。第一腿32的这个接合引起曲拐连杆30沿第一枢转方向(在图1和图2中，顺时针方向)的枢转运动。可以理解，当引起曲拐连杆30沿第一枢转方向的枢转时，第二腿34接合第一制动器24A的相邻摩擦制动板25并将制动板25叠堆压紧在结构地面SG上摩擦地制动这些板。因此，第一单向离合器22A与花键联接器16-2、差动齿轮组件16-1一起被制动，使得驱动轴14最终被制动以抵抗沿第一驱动方向F的进一步旋转。然而，驱动轴14由于第一单向离合器22A的单向性质而仍然可以自由地沿第二驱动方向R旋转。

在如图1和图2所示的双向止动机构20中，第一腿32也被布置成在输出元件18沿第二从动方向R’旋转而到达围绕轴线19的预定角位置时要被第二止动特征26B接合，其中角位置被选择成与沿第二驱动方向R的行程终点位置相对应。这个接合引起曲拐连杆30沿第二枢转方向(在图1和图2中，逆时针方向)的枢转运动。可以理解，以上相对于第一单向离合器22A和第一制动器24A所述的制动操作相对于第二单向离合器22B和第二制动器24B以镜像方式发生，从而制动驱动轴沿第二驱动方向R的旋转。此时，驱动轴14可以再次沿第一驱动方向F自由旋转以开始另一个行程。

在止动机构20的任选的增强件中，可以实施使用装载了“橡皮筋”的弹簧的盘式制动器进行的扭矩调节，以减弱在应用盘式制动器期间经历的正常增大的扭矩。例如，扭矩可以限于预设水平，或者扭矩可在达到某个预定的扭矩之后以不同的速率増加。

现参见图3和图4，它们示出了根据本发明的第二实施方案形成的止动机构40。止动机构40与第一实施方案的止动机构20大体类似，不同的是止动机构40使用第一绞盘弹簧42A作为组合的第一单向离合器和第一制动器，并且使用第二绞盘弹簧42B作为组合的第二单向离合器和第二制动器。另外，连杆系28具有与第一实施方案不同的构型。

在图3中可以看到，第一绞盘弹簧42A和第二绞盘弹簧42B围绕经由差动齿轮组件16-1而旋转地联接到驱动轴14的花键联接器16-4沿相反的方向螺旋地缠绕。花键联接器16-4与第一实施方案的花键联接器16-2的相似之处在于它将驱动轴14和差动齿轮组件16-1联接到输出齿轮16-3。在行程终点限制之间的正常驱动操作中，第一绞盘弹簧42A和第二绞盘弹簧42B的螺旋形缠绕使得在绞盘弹簧与花键联接器16-4之间提供了微小的径向余隙。第一绞盘弹簧42A具有附接到结构地面SG的固定端44A和连接到连杆系28的调节端45A。同样，第二绞盘弹簧42B具有附接到结构地面SG的固定端44B和连接到连杆系28的调节端45B。

第二实施方案的连杆系28包括曲拐连杆50和对曲拐连杆的枢转运动作出响应的副连杆56。在所示实施方案中，曲拐连杆50被安装成围绕由连接到结构地面的枢轴销51限定的枢转轴线枢转并且具有第一腿52和与第一腿52成角度地偏离的第二腿54。第一腿52被布置成在输出元件18沿第一从动方向F’旋转而到达围绕轴线19的预定角位置时要被第一止动特征26A接合。该角位置被选择成与沿第一驱动方向F的行程终点位置相对应。第一腿52与第一止动特征26A的这个接合引起曲拐连杆50沿第一枢转方向(在图3中，顺时针方向；在图4中，逆时针方向)的枢转运动。第一腿52也被布置成在输出元件18沿第二从动方向R’旋转而到达围绕轴线19的预定角位置时要被第二止动特征26B接合，其中角位置被选择成与沿第二驱动方向R的行程终点位置相对应。这个接合引起曲拐连杆50沿第二枢转方向(在图3中，逆时针方向；在图4中，顺时针方向)的枢转运动。曲拐连杆50的第二腿54被布置成接合副连杆56。如图4所示，第二腿54的远端可被容纳在副连杆56中的狭槽58内。副连杆56被安装成围绕由连接到结构地面的枢轴销57限定的轴线枢转。因此，当引起曲拐连杆50沿其第一枢转方向的枢转时，副连杆56将沿对应的第一枢转方向枢转，并且当引起曲拐连杆50沿其第二枢转方向的枢转时，副连杆56将沿对应的第二枢转方向枢转。副连杆56包括连接到第一绞盘弹簧42A的调节端45A的第一突出部60A和连接到第二绞盘弹簧42B的调节端45B的第二突出部60B。

可以理解，当第一止动特征26A致使曲拐连杆50沿其第一枢转方向枢转时，副连杆56将枢转成使得第一突出部60A向第一绞盘弹簧42A的调节端45A施加张力以使第一绞盘弹簧42A围绕花键联接器16-4绷紧。因此，花键联接器16-4被第一绞盘弹簧42A摩擦地离合并且被制动以抵抗沿与驱动轴14的第一驱动方向F相对应的方向的旋转，从而制动驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转。然而，当操控驱动轴14的反向旋转时，花键联接器16-4沿相反方向旋转，使得摩擦力展开(即，松开)第一绞盘弹簧42A，从而释放第一绞盘弹簧42A的制动作用并允许驱动轴14的反向旋转。这样，第一绞盘弹簧42A充当相对于驱动轴14的单向离合器和制动器。

相反，当第二止动特征26B致使曲拐连杆50沿其第二枢转方向枢转时，副连杆56将枢转成使得第二突出部60B向第二绞盘弹簧42B的调节端45B施加张力以使第二绞盘弹簧42B围绕花键联接器16-4绷紧。因此，花键联接器16-4被第二绞盘弹簧42B摩擦地离合并且被制动以抵抗沿与驱动轴14的第二驱动方向R相对应的方向的旋转，从而制动驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转。当操控驱动轴14的反向旋转时，花键联接器16-4沿相反方向旋转，使得摩擦力展开(即，松开)第二绞盘弹簧42B，从而释放第二绞盘弹簧42B的制动作用并允许驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转。与第一绞盘弹簧42A类似，第二绞盘弹簧42B充当相对于驱动轴14的单向离合器和制动器，但沿相反方向。

在图3和图4所示的第二实施方案中，绞盘弹簧42A、42B围绕旋转地联接到驱动轴14的部件(即，花键联接器16-4)缠绕。然而，本发明可以被实施成使得绞盘弹簧42A、42B围绕驱动轴14缠绕并直接接合驱动轴。

根据第二实施方案的绞盘弹簧的使用与根据第一实施方案的制动板的使用相比，优点在于摩擦阻力的减少。在第一实施方案中，一组制动板总是由驱动轴驱动，引起驱动轴上的阻力损失。在第二实施方案中，每个绞盘弹簧通常都相对于缠绕它的部件具有余隙，并且不会形成摩擦接触直到通过连杆系的致动而绷紧。因此，使用绞盘弹簧的系统经历零阻力损失。

图5示意性地示出了结合有根据本发明的第三实施方案形成的止动机构60的线性驱动系统110。与上文所述的旋转系统10类似，线性系统110包括马达12，该马达能够操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F和第二驱动方向R围绕轴线15旋转。线性系统110还包括螺杆116，该螺杆能够通过驱动轴14的旋转来驱动。例如，螺杆116可以为滚珠螺杆、滚柱螺杆、爱克米螺纹螺杆或其他类型的螺杆。响应于螺杆116的马达驱动旋转，螺杆116与充当线性驱动系统110的线性驱动的输出元件的致动器壳体118配合。更具体地，当驱动轴14沿第一驱动方向F旋转时，壳体118在对应的第一从动方向F’上(其在图5中为向右)沿着轴线15线性地移动，并且当驱动轴14沿第二驱动方向R旋转时，壳体118在对应的第二从动方向R’上(其在图5中向左)沿着轴线15线性地移动。

当输出元件118到达与驱动系统110的行程终点位置相对应的预定线性位置时，止动机构60自动地制动驱动轴14的旋转。止动结构60与第一实施方案的止动机构20的相似之处在于它包括：第一单向离合器22A，该第一单向离合器在驱动轴沿第一驱动方向F旋转时与驱动轴14联接但在驱动轴沿第二驱动方向R旋转时不与驱动轴联接；以及第一制动器24A，该第一制动器经由第一单向离合器22A而连接到驱动轴14并且能够被操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转停止。止动机构60还包括由输出元件118承载的第一止动特征126A，和用于将第一止动特征126A连接到第一制动器24A的连杆系28。当输出元件118沿第一从动方向F’移动而到达预定的第一限制位置时，第一止动特征126A致动连杆系28以操作第一制动器24A来使驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转停止。因此，当线性系统110随着驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转而到达其行程终点位置时，止动机构20提供限制止动件。止动机构60可以为双向止动机构，其包括第二单向离合器22B、第二制动器24B和用于致动连杆系28的第二止动特征126B，以在线性系统110随着驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转而到达其行程终点位置时提供限制止动件。

在第三实施方案中，第一止动特征126A和第二止动特征126B可以为输出元件118的相应表面。由于输出元件118线性地移动，并且制动器24A、24B的操作通过线性方向的力来实现，因此第三实施方案的连杆系28可以被构造为简单的推拉杆130，该推拉杆包括：轴向伸长的第一腿132，该第一腿具有邻接端133；以及第二腿134，该第二腿与第一腿132正交，用于容纳在第一制动器24A与第二制动器24B之间。

可以理解，当马达12被操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F旋转时，输出元件118沿第一从动方向F’移动，直到杆130的邻接端133被第一止动特征126A接合，此时输出元件118沿第一从动方向F'的进一步运动推动杆130以致动第一制动器24A，由此使驱动轴14沿第一驱动方向F的旋转停止。驱动轴14由于第一单向离合器22A的单向性质而仍然可以自由地沿第二驱动方向R旋转。同样，当马达12被操作以使驱动轴14沿第二驱动方向R旋转时，输出元件118沿第二从动方向R’移动，直到杆130的邻接端133被第二止动特征126B接合，此时输出元件118沿第二从动方向R’的进一步运动推动杆130以致动第二制动器24B，由此使驱动轴14沿第二驱动方向R的旋转停止。第一止动特征126A和第二止动特征126B被布置成在驱动系统110的相应行程终点限制位置处接合邻接端133。通过改变止动特征126A、126B的位置可以容易地调整限制位置。

本领域技术人员应当理解，第三实施方案的止动机构60可以被修改成使用第一绞盘弹簧42A和第二绞盘弹簧42B取代如第二实施方案的止动机构40中所提出的离合器22A、22B和制动器24A、24B。为了绷紧绞盘弹簧42A、42B，需要与止动机构40中所使用的类似的修改后的连杆系28。

相对于上述各种实施方案，本领域技术人员应当理解，在实践通过以上实施方案所例示的本发明时，可以使用不同类型的单向离合器、制动器和连杆系。例如，另选类型的单向离合器包括棘轮和棘爪离合器、弹簧离合器、凸轮致动离合器、滚柱离合器、转向离合器、机械偏置离合器和机械阀离合器。另选的制动器包括倾斜滚柱制动器、鼓式制动器、阻力轴承、阻力装置和减速器。连杆系可以采取任何形式或构造，以响应于连杆系的行程终点接合而致动一个或多个制动器。例如，连杆系可包括一个或多个轴、杆、缆线、推拉机构、机械信号装置、凸轮或致动器。

本发明的一个优点在于，制动器可以尽可能靠近高惯性马达定位，因为用于制动的致动触发力来自输出元件，而不会干扰马达的运动。制动器靠近马达布置的原因是扭矩较低，因此可以减小制动器的尺寸。

尽管本发明如上所述被实施为限制沿两个行程方向行进的双向止动机构，但本发明不限于双向止动机构并且可以仅沿一个行程方向实施。

本发明使用旋转驱动系统或线性驱动系统的实际输出位置来触发制动器的应用，从而限制不期望的超行程。就限定行程终点位置而言，本发明的止动机构很容易调整。具体地，可以调节输出元件18上的止动特征26A、26B的角位置或输出元件118上的止动特征126A、126B的线性位置以改变行程终点限制位置。止动机构的尺寸与驱动行程中的马达转数不成比例，从而允许包层具有紧凑尺寸。因此，本发明能够实现紧凑、重量轻、廉价且容易相对于行程终点停止位置进行调整的驱动系统。

虽然已结合示例性实施方案描述了本发明，但具体实施方式并不旨在将本发明的范围限制于所述的特定形式。本发明旨在涵盖可包括在本发明范围内的所述实施方案的此类替代形式、修改形式和等同形式。

Claims (22)

1.一种用于驱动系统的止动机构，所述驱动系统具有马达、由所述马达旋转的驱动轴以及通过所述驱动轴的旋转来驱动的输出元件，所述止动机构包括：

第一单向离合器，所述第一单向离合器在所述驱动轴沿第一驱动方向旋转时与所述驱动轴联接但在所述驱动轴沿与所述第一驱动方向相反的第二驱动方向旋转时不与所述驱动轴联接；

经由所述第一单向离合器而连接到所述驱动轴的第一制动器，所述第一制动器能够被操作以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止；

由所述输出元件承载的第一止动特征；以及

用于将所述第一止动特征连接到所述第一制动器的连杆系；

其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，所述第一止动特征致动所述连杆系以操作所述第一制动器来使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。

2.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括斜撑离合器。

3.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一制动器包括至少一个摩擦制动板。

4.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括第一绞盘弹簧。

5.根据权利要求4所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧具有附接到结构地面的固定端和连接到所述连杆系的调节端，其中所述第一绞盘弹簧能够绷紧以充当所述第一制动器。

6.根据权利要求3所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆，所述曲拐连杆具有第一腿以及第二腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，所述第二腿被布置成响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而接合所述至少一个摩擦制动板以操作所述第一制动器。

7.根据权利要求5所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆和对所述曲拐连杆的枢转运动作出响应的副连杆，其中所述曲拐连杆具有第一腿以及接合所述副连杆的第二腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，并且其中所述副连杆包括响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而向所述第一绞盘弹簧的所述调节端施加张力的第一突出部，由此所述第一绞盘弹簧绷紧以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。

8.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一从动方向为旋转方向。

9.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一从动方向为线性方向。

10.根据权利要求1所述的止动机构，还包括：

第二单向离合器，所述第二单向离合器在所述驱动轴沿所述第二驱动方向旋转时与所述驱动轴联接但在所述驱动轴沿所述第一驱动方向旋转时不与所述驱动轴联接；

经由所述第二单向离合器而连接到所述驱动轴的第二制动器，所述第二制动器能够被操作以使所述驱动轴沿所述第二驱动方向的旋转停止；以及

由所述输出元件承载的第二止动特征；

其中所述连杆系将所述第二止动特征连接到所述第二制动器；

其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第二驱动方向相对应的第二从动方向移动而到达预定的第二限制位置时，所述第二止动特征致动所述连杆系以操作所述第二制动器来使所述驱动轴沿所述第二驱动方向的旋转停止。

11.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第二单向离合器包括斜撑离合器。

12.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第二制动器包括至少一个摩擦制动板。

13.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括第一绞盘弹簧，并且所述第二单向离合器包括第二绞盘弹簧。

14.根据权利要求13所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧具有附接到结构地面的固定端和连接到所述连杆系的调节端，并且所述第二绞盘弹簧具有附接到所述结构地面的固定端和连接到所述连杆系的调节端。

15.根据权利要求12所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆，所述曲拐连杆具有：

第一腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，并且要被所述第二止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿与所述第一枢转方向相反的第二枢转方向的枢转运动；以及

第二腿，所述第二腿被布置成响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而接合所述第一制动器的所述至少一个摩擦制动板以操作所述第一制动器，并且响应于所述曲拐连杆沿所述第二枢转方向的枢转运动而接合所述第二制动器的所述至少一个摩擦制动板以操作所述第二制动器。

16.根据权利要求14所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆和对所述曲拐连杆的枢转运动作出响应的副连杆，其中所述曲拐连杆具有：

第一腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，并且要被所述第二止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿与所述第一枢转方向相反的第二枢转方向的枢转运动；以及

第二腿，所述第二腿接合所述副连杆；

其中所述副连杆具有：

第一突出部，所述第一突出部响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而向所述第一绞盘弹簧的所述调节端施加张力，由此所述第一绞盘弹簧绷紧以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止；以及

第二突出部，所述第二突出部响应于所述曲拐连杆沿所述第二枢转方向的枢转运动而向所述第二绞盘弹簧的所述调节端施加张力，由此所述第二绞盘弹簧绷紧以使所述驱动轴沿所述第二驱动方向的旋转停止。

17.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第一从动方向和所述第二从动方向为旋转方向。

18.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第一从动方向和所述第二从动方向为线性方向。

19.一种用于驱动系统的止动机构，所述驱动系统具有马达、由所述马达旋转的驱动轴以及通过所述驱动轴的旋转来驱动的输出元件，所述止动机构包括：

第一绞盘弹簧，所述第一绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的部件螺旋地缠绕；

由所述输出元件承载的第一止动特征；以及

连杆系；

其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，所述第一止动特征致动所述连杆系以使所述第一绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件绷紧来使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。

20.根据权利要求19所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件螺旋地缠绕并且在所述第一绞盘弹簧与所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件之间存在余隙。

21.根据权利要求19所述的止动机构，还包括：

第二绞盘弹簧，所述第二绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件螺旋地缠绕；以及

由所述输出元件承载的第二止动特征；

其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第二驱动方向相对应的第二从动方向移动而到达预定的第二限制位置时，所述第二止动特征致动所述连杆系以使所述第二绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件绷紧来使所述驱动轴沿与所述第一驱动方向相反的第二驱动方向的旋转停止。

22.根据权利要求21所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧和所述第二绞盘弹簧围绕所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件螺旋地缠绕，并且在所述第一绞盘弹簧和所述第二绞盘弹簧与所述驱动轴或旋转地联接到所述驱动轴的所述部件之间存在余隙。