CN109982927A - 易于安装的致动器 - Google Patents

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Abstract

一种用于飞行器的至少一个可动飞行操纵面(3.1、3.2、4.1、4.2)的致动器(10)，该致动器包括：至少两个构件(30)和马达(20)，至少两个构件用于将可动飞行操纵面在两个极限位置之间致动，马达通过至少一个旋转传动线连接至致动构件，每个致动构件包括驱动小齿轮(31.1、31.2)，且致动器布置成使得，在可动飞行操纵面在其两个位置之间运动期间，传动线的角度幅值少于一圈，且传动线布置成允许致动构件的驱动小齿轮呈现单一角度位置。

Description

易于安装的致动器
技术领域
本发明涉及航空领域，且更具体地涉及诸如副翼、方向舵、襟翼、前缘缝翼、升降舵之类的飞行器的致动飞行操纵面。
背景技术
飞行操纵面铰接至飞行器的结构，从而在两个极限位置之间可运动，且它们通过致动器构件在那两个位置之间运动，致动器构件具有输入小齿轮，该输入小齿轮连接至传动线，该传动线将各致动器构件彼此连接并连接至由飞行器的控制单元控制的共用马达。传动线包括经由带凹槽部段彼此联接的轴。该方案相对复杂，特别是由于需要各轴相对于彼此成角度地设定，以便确保作用在共用飞行操纵面上的各致动器构件是同步的。遗憾的是，该致动器系统布置成将飞行操纵面在其各极限位置之间致动需要各轴转动通过多于一圈：轴的给定角度位置因此可对应于飞行操纵面的多个位置。这大大复杂化了致动器系统的初始组装以及后续的保养操作。
已提出将至少一个致动器与每个飞行操纵面相关联并将所有致动器连接至控制单元。术语“致动器”用于表示马达，该马达具有紧固至飞行器结构的定子和通过传动线连接至致动器构件的转子，该致动器构件连接至飞行操纵面，以便在其上施加力用于使其运动。这导致致动器系统整体的相对大的重量。
此外，考虑到飞行操纵面的尺寸和其所经受的应力，通常对每个飞行操纵面设置至少两个致动器，从而相应地增加致动器系统的整体重量，且还需要相应设定作用在给定飞行操纵面上的这些致动器之间的角度。
发明内容
本发明的目的在于简化用于致动飞行器的飞行操纵面的系统。
为此，本发明提供了一种飞行操纵面致动器，该致动器包括至少两个致动器构件和马达，致动器构件用于将飞行操纵面在两个极限位置之间致动，马达通过至少一个旋转传动线连接至致动器构件。每个致动器构件包括驱动小齿轮，且致动器布置成使得在飞行操纵面在其两个位置之间运动期间传动线的角度幅度少于一圈，且传动线布置成允许致动器构件的各小齿轮之间仅一个角度位置。
因此，少于一圈的角度幅度和用于允许各输入齿轮之间仅一个角度位置的传动线布置使得致动器更易于组装和维护。
本发明的其它特征和优点将在阅读以下对本发明的具体非限制性实施例的说明时显现。
附图说明
将参考附图，其中：
-图1是本发明的飞行器的部分示意性平面图；
-图2是本发明的第一实施例中的该飞行器的致动器之一的运动学简图；以及
-图3是本发明的第二实施例中的该飞行器的致动器之一的运动学简图。
具体实施方式
参考附图，本发明在其申请中描述成一种具有机身1和两个机翼2.1、2.2的飞行器，每个机翼2.1、2.2设有内襟翼3.1、3.2和外襟翼4.1、4.2。以已知的方式，襟翼3.1、3.2、4.1、4.2安装在机翼2.1、2.2上，以在两个极限位置之间枢转，且这些襟翼3.1、3.2、4.1、4.2通过由飞行器的控制单元5控制的致动器系统在那两个位置之间运动。控制单元5是成组的计算机，这些计算机连接至驾驶舱的控制器件且连接至分布在飞行器上的传感器，且这些计算机根据由飞行员施加在控制器件上的动作来控制飞行器的发动机和飞行操纵面。
在该示例中，致动器系统包括对于每个襟翼3.1、3.2、4.1、4.2的一个致动器。
被赋予整体标记10的每个致动器包括结构11，该结构11承载单个马达20，该马达20驱动至少两个构件30.1、30.2，这两个构件30.1、30.2用于将襟翼3.1、3.2、4.1、4.2在其两个极限位置之间致动。
马达20是旋转电动马达，其具有旋转部分，该旋转部分与以下部分协配：
-解角器23，该解角器23用于检测所述旋转部分相对于预定参考位置的角度位置；以及
-制动器24，该制动器24布置成阻挡所述旋转部分的旋转。
解角器23和制动器24连接至控制模块25，该控制模块25连接至控制单元5，以便由此被控制。控制模块25包括本身已知的电子控制回路和电子功率回路，电子功率回路由电子控制回路控制，电子控制回路连接至控制单元5。
马达20的旋转部分具有输出轴21，该输出轴21经由减速齿轮组22连接至致动器构件30.1的小齿轮31.1。小齿轮31.1固定至轴32.1，轴32.1安装成相对于结构11枢转，且与安装成在结构11上枢转的带齿扇区33.1啮合，同时被固定至襟翼3.1、3.2、4.1、4.2，使得当带齿扇区33.1转动时，其驱动襟翼3.1、3.2、4.1、4.2枢转。轴32.1还具有安装在其上的棘轮34.1，该棘轮34.1与由螺线管36.1控制而在释放位置与接合位置之间运动的卡爪35.1协配，在释放位置中，卡爪35.1与棘轮34.1脱离，从而允许轴32.1沿两个旋转方向自由转动，在接合位置中，卡爪35.1与棘轮36.1接合，从而仅允许轴32.1沿一个方向转动。螺线管36.1连接至控制模块25以由此被控制。致动器构件30.1具有解角器37.1，该解角器37.1安装在结构11上，以检测轴32.1的角度位置，且该解角器37.1连接至控制模块25，以便向其提供该角度位置。
致动器构件30.2还具有小齿轮31.2，该小齿轮31.2固定至轴32.2，该轴32.2安装成在结构11上枢转，且该小齿轮31.2与安装成在结构11上枢转同时被固定至襟翼3.1、3.2、4.1、4.2的带齿扇区33.2啮合，使得当带齿扇区33.2转动时，其驱动襟翼3.1、3.2、4.1、4.2随其枢转。轴32.2还具有安装在其上的棘轮34.2，该棘轮34.2与由螺线管36.2控制而在释放位置与接合位置之间运动的卡爪35.2协配，在释放位置中，卡爪35.2与棘轮34.1脱离，从而允许轴32.2沿两个旋转方向自由转动，在接合位置中，卡爪35.2与棘轮34.2接合，从而仅允许轴32.2沿一个方向转动。螺线管36.2连接至控制模块25以由此被控制。致动器构件30.2包括解角器37.2，该解角器37.2安装在结构11上，以便检测轴32.2的角度位置，且该解角器37.2连接至控制模块25，以便向其提供该角度位置。
轴32.1的一端通过万向接头41.1连接成与传动线40的轴42.1的一端一起转动。轴32.2的一端通过万向接头41.2连接成与传动线40的轴42.2的一端一起转动。轴42.1具有相对端，该相对端通过联接件43可释放地连接至轴42.2的与万向接头41.2相对的端部。联接件43提供轴42.1与42.2之间在旋转上分度的连接。术语“在旋转上分度的连接”用于表示一种连接，该连接允许轴42.1和42.2仅以一个相对角度位置连接在一起。该示例中的连接也是可释放的滑动连接，该可释放的滑动连接使其能够：首先避免存在由机翼的变形生成的应力，其次使得轴42.1与42.2之间的联接和断开简单。例如，可通过楔入实现该连接。传动线40由此布置成允许小齿轮31.1与31.2之间的仅一个角度位置。
致动器布置成在襟翼3.1、3.2、4.1、4.2在其两个极限位置之间运动期间致使传动线40的角度幅值少于一圈。这通过齿轮组22的各齿轮之间、齿轮组22的输出小齿轮与小齿轮31.1之间以及每个小齿轮31.1、31.2与相应的带齿扇区33.1、33.2之间存在的减速比来实现。
可理解到，该布置使得更易于将每个致动器10的致动器构件30.1和30.2连接在一起，这是由于轴32.1与32.2之间仅存在一个相对角度位置。
优选地，在齿轮组22中设置惯性限幅构件，从而在传动线阻塞的情形中防止储存在马达中的动能导致对飞行器结构的损坏。例如，该构件可能是转矩限制件，比如安装在马达附近的传动线上的摩擦限制件。
控制单元5布置成能够独立地控制各襟翼。
本发明允许给定的襟翼的致动器构件30.1、30.2通过传动线40机械地同步，并通过使用发送每个致动器的角度位置的解角器37.1和37.2经由控制单元5使得给定机翼或两个机翼上的致动器10电气同步。
在下文对第二实施例的描述中和在对应的图3中，与上文描述内容相同或相似的那些元件被赋予相同的附图标记。
图3中的实施例与图2中的实施例相同，除了每个致动器构件30.1、30.2的小齿轮31.1、31.2与齿条53.1、53.2而不是带齿的扇区33.1、33.2啮合以外。齿条53.1、53.2安装成沿垂直于襟翼3.1、3.2、4.1、4.2的枢转轴线的方向滑动，且其一端铰接至杠杆，该杠杆固定至所述襟翼。每个齿条53.1、53.2也与位置传感器相关联，在该示例中是线性可变差速变送器(LVDT)类型的位置传感器。
此外，该示例中的每个致动器构件30.1、30.2安装在中间结构12.1、12.2上，中间结构12.1、12.2安装到结构11上，以围绕垂直于襟翼3.1、3.2、4.1、4.2的枢转轴线且垂直于齿条53.1、53.2的滑动方向的轴线枢转，从而形成万向接头，当齿条53.1、53.2在襟翼上施加力时，该万向接头允许齿条53.1、53.2自由枢转。
第二实施例中致动器10的操作在其它方面与第一实施例的操作相同。
当然，本发明不限制于所描述的实施例，而是覆盖了权利要求中出现的对本发明的限定范围内所带来的任何变型。
特别地，本发明可应用于致动任何飞行操纵面，例如副翼、方向舵、襟翼、缝翼、升降舵，……
控制单元5的计算机可为集中式的或它们可分布在位于飞行器的驾驶舱附近用于集中处理来自驾驶舱的驾驶指令的中央单元与连接至中央单元且更接近致动器10布置以便根据基于驾驶指令通过中央单元所生成的命令来控制它们的专用单元之间。
齿条可由滚珠丝杠替代。
联接件43可通过销、通过关于轴42.1、42.2的旋转轴线不对称的槽的布置、或以一些其它方式来提供。
传动线40可连接至小齿轮31.1、31.2而不穿过万向接头。
小齿轮31.1、31.2无需与带齿扇区或齿条啮合，轴32.1、32.2为此目的设有另一小齿轮。
卡爪是可选的且它们可被不同地安装。例如，卡爪可作用于带齿的扇区或齿条上。卡爪可由闩锁替代。
解角器可由任何类型的角度位置传感器替代。

Claims (9)

1.一种用于飞行器的至少一个飞行操纵面(3.1、3.2、4.1、4.2)的致动器(10)，所述致动器包括：至少两个致动器构件(30.1、30.2)和马达(20)，所述至少两个致动器构件用于将所述飞行操纵面在两个极限位置之间致动，所述马达通过至少一个旋转传动线连接至所述致动器构件，每个所述致动器构件包括驱动小齿轮(31.1、31.2)，且所述致动器布置成使得，在所述飞行操纵面在其两个位置之间运动期间，所述传动线的角度幅值少于一圈，且所述传动线布置成允许所述驱动小齿轮与所述致动器构件之间仅一个角度位置。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述传动线(40)具有两个轴部段(42.1、42.2)，所述轴部段通过联接件能释放地连接成一起旋转，所述联接件允许各所述轴部段之间仅一个角度位置。
3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述传动线(40)经由万向接头(41.1、41.2)连接至每个致动器构件的输入元件。
4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述致动器构件包括带齿的扇区(33.1、33.2)，所述带齿的扇区连接成与所述驱动小齿轮(31.1、31.2)一起旋转且固定至所述飞行操纵面。
5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，每个致动器构件的输入小齿轮(31.1、31.2)与齿条(53.1、53.2)啮合，所述齿条能滑动地紧固至所述飞行器的结构且铰接至固定至所述操纵面的杠杆。
6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，每个致动器构件包括角度传感器(37.1、37.2)，所述角度传感器连接成与所述驱动小齿轮(31.1、31.2)一起旋转。
7.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述马达(20)与角度传感器(23)和制动器(24)相关联，所述角度传感器和所述制动器两者都连接至控制模块。
8.一种飞行器，所述飞行器具有机翼(2.1、2.2)，每个机翼设置有至少一个襟翼(3.1、3.2、4.1、4.2)，每个襟翼与根据前述权利要求中任一权利要求所述的致动器(10)相关联，且所述致动器连接至所述飞行器的控制单元(5)。
9.根据权利要求8所述的飞行器，其特征在于，每个机翼(2.1、2.2)设有内襟翼(3.1、3.2)和外襟翼(4.1、4.2)，且所述控制单元(5)布置成能够彼此独立地控制所述襟翼。
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