CN111038687A - 一种机械双余度起落架收放电动撑杆 - Google Patents

一种机械双余度起落架收放电动撑杆 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种机械双余度起落架收放电动撑杆，其中上撑杆(1)上端与机体结构相连，下撑杆(3)下端与起落架支柱相连，上撑杆(1)与下撑杆(3)通过转轴(2)相连，设置在上撑杆(1)的上端旋转作动器(4)和设置在下撑杆(3)的下端旋转作动器(5)连接在转轴(2)上，上端旋转作动器(4)驱动上撑杆(1)与转轴(2)相对转动，下端旋转作动器(5)驱动转轴(2)与下撑杆(3)相对转动，这两个转动机构相互串联，上撑杆(1)和下撑杆(3)上还设置有相互配合的止动机构。本发明通过利用涡轮蜗杆单向传动反向自锁的特性，结合在撑杆转轴处布置串联机械机构，实现了起落架收放的机械双余度和作动装置承载和驱动功能的集成。

Description

一种机械双余度起落架收放电动撑杆
技术领域
本发明属于飞行器起落架设计技术领域，具体涉及一种机械双余度起落架收放电动撑杆。
背景技术
多电和全电飞机是技术发展趋势，起落架收放能源由液压、冷气改为电能，由于电作动器较传统的液压、气压作动器机械结构机构更为复杂，电收放起落架需要解决可靠性问题。为了保证作动装置的可靠性需要尽可能实现收放装置的机械和能源余度。目前现有的起落架电收放装置存在收放功率小，无机械余度等缺陷，不适合应用于大型飞机。
发明内容
鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种机械双余度起落架收放电动撑杆，本发明的起落架收放电动撑杆结构简洁、可靠性高、集成度高，适用于起落架收放及其它短时工作、可靠性要求高、需求大输出扭矩的旋转作动机构。
本发明的上述目的是利用以下技术方案实现的：
一种机械双余度起落架收放电动撑杆，包括：上撑杆、转轴、下撑杆、上端旋转作动器、下端旋转作动器，
其中上端旋转作动器和下端旋转作动器均包括电机、涡轮蜗杆减速器和末级减速器，上撑杆上端与机体结构相连，下撑杆下端与起落架支柱相连，上撑杆与下撑杆通过转轴相连，设置在上撑杆的上端旋转作动器和设置在下撑杆的下端旋转作动器连接在转轴上，
上端旋转作动器和下端旋转作动器的电机同时工作，上端旋转作动器驱动上撑杆与转轴相对转动，下端旋转作动器驱动转轴与下撑杆相对转动，上撑杆与上端旋转作动器的组合体、下撑杆与下端旋转作动器的组合体分别与转轴构成的两个转动机构相互串联，
其中上撑杆和下撑杆上设置有相互配合的止动机构，当撑杆完全展开伸直时，止动机构阻止撑杆向另一方向折叠。
其中，上端旋转作动器和下端旋转作动器还可包括在电机和涡轮蜗杆减速器之间的初级减速器，从而可以降低电机的输出扭矩的要求。
其中，上撑杆与下撑杆通过双耳对双耳的机械接头连接，上撑杆的双耳在外侧，下撑杆的双耳在内侧。
其中，所述止动机构为凸台凸肩类止动机构。进一步地，所述凸台凸肩类止动机构由设置在上撑杆的止动凸肩和设置在下撑杆上的止动凸台构成。
其中，上端旋转作动器与下端旋转作动器通过内花键与转轴上的外花键相啮合。
本发明通过利用涡轮蜗杆单向传动反向自锁的特性，结合在撑杆转轴处布置串联机械机构，实现了起落架收放的机械双余度和作动装置承载和驱动功能的集成。
附图说明
图1是本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的外观示意图。
图2是图解说明本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的折叠过程的示意图。
图3是图解说明起落架的收放的示意图。
图4是图解说明本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的组成的分解图。
图5是图解说明本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的组成的进一步分解图。
图6是按照本发明的实施例的旋转作动器的外形的示意图。
图7是图解说明按照本发明的实施例的旋转作动器的组成的分解图。
图8图解说明上撑杆的装配。
图9图解说明下撑杆的装配。
图10是图1中的A处的放大图，示意表示了撑杆的止动。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明的机械双余度起落架电动撑杆外观如图1所示。撑杆可以转轴2(参见图4)为轴线折叠，折叠过程如图2所示(图中从左至右)。撑杆全伸长时呈一条直线，将起落架支柱支撑并锁定在放下位置，撑杆的的折叠可带动起落架支柱旋转至收上位置，撑杆与起落架支柱的机械运动关系如图3所示。
图4是图解说明本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的组成的分解图。图5是图解说明本发明的机械双余度起落架收放电动撑杆的组成的进一步分解图如图4和5所示，上撑杆1与下撑杆3通过双耳对双耳的机械接头连接，上撑杆1的双耳在外侧，下撑杆3的双耳在内侧。上端旋转作动器4的输出轴孔与上撑杆1双耳耳片的转轴孔同轴，下端旋转作动器5的输出轴孔与下撑杆3双耳耳片的转轴孔同轴。上撑杆1的双耳接头与下撑杆3的双耳接头相互对合后通过转轴2相连，上端旋转作动器4与下端旋转作动器5通过内花键与转轴2上的外花键相啮合。
上端旋转作动器4的结构与下端旋转作动器5完全相同，下面以上端旋转作动器4为例进行说明。图6是实施例的旋转作动器的外形的示意图，图7是图解说明实施例的旋转作动器的组成的分解图。如图7所示，在本实施例中，上端旋转作动器4具体由电机401、初级减速器402、涡轮蜗杆减速器403、末级减速器404组成。末级减速器通过内花键输出旋转运动和扭矩。电机401的输出轴插入初级减速器402，在初级减速器402内部通过直齿轮相互啮合，涡轮蜗杆减速器403的输入轴插入初级减速器402，在初级减速器402内部通过直齿轮相互啮合，末级减速器404为行星减速器，其输入轴与涡轮蜗杆减速器403的输出轴同轴，通过机械硬连接方式相连接。在实施例中设置初级减速器402的目的是为了减小对电机输出扭矩的需求，如果电机的输出扭矩能够满足需求，那么初级减速器402也可以省略。
图8图解说明上撑杆的装配。如图8所示，上撑杆1上端通过插轴与机体结构相连，上撑杆1双耳接头一侧耳片设置止动凸肩101，双耳接头另一侧设置的圆柱形安装空间用于安装上端旋转作动器4，上端旋转作动器4插入上撑杆1侧面设置的圆柱形安装空间后通过紧固件连接固定。圆柱形安装空间结构既作为上端旋转作动器4的安装基础，又可作为承载结构，提高撑杆的结构刚度。
图9图解说明下撑杆的装配。如图9所示，下撑杆3下端通过关节轴承与起落架支柱相连，下撑杆3双耳接头一侧耳片设置止动凸台301，双耳接头之间设置安装空间用于安装下端旋转作动器5，下端旋转作动器5插入下撑杆3的双耳之间安装空间后通过紧固件连接固定。
图10是图1中的A处的放大图，示意表示了撑杆的止动。如图10所示，当撑杆完全展开伸直时，设置在上撑杆1上的止动凸肩101与设置在下撑杆3上的止动凸台301相互接触挤压形成止动，亦可以选择止动凸肩101设置在下撑杆3上，止动凸台301设置在上撑杆1上。尽管本实施例采用了凸台与凸肩配合的止动结构，但止动机构不限于凸台凸肩类，实际工程中可采用适合的阻止撑杆向另一方向折叠的其他类型的止动机构。
本实施例的机械双余度起落架收放电动撑杆的安装及工作过程如下：
上撑杆1上端通过插轴与机体结构相连，下撑杆3下端通过关节轴承与起落架支柱相连，撑杆折叠则起落架支柱收上，撑杆伸直则起落架支柱放下锁定。
正常工作时上端旋转作动器4和下端旋转作动器5的电机401同时工作，电机401转子的旋转输出分别经初级减速器402、蜗轮蜗杆减速器403、末级减速器404依次减速并放大扭转力矩，共同驱动撑杆折叠。上端旋转作动器4驱动上撑杆1与转轴2的相对转动，下端旋转作动器5驱动转轴2与下撑杆3的相对转动，由上撑杆1与转轴2构成的转动机构与由下撑杆3和转轴2构成的转动机构相互串联，撑杆转动折叠角度及转速为两旋转作动器输出转动角度和转速的叠加。
当单独一个旋转作动器发生故障不能主动输出扭矩和旋转运动时，由于蜗轮蜗杆传动的单向自锁特性，该作动器会锁死在故障位置，由另一个旋转作动器单独将撑杆折叠或或展开到指定位置，此时撑杆转动折叠角度及转速为非故障旋转作动器输出转动的角度和转速。
本发明通过利用涡轮蜗杆单向传动反向自锁的特性结合在撑杆转轴处布置串联机械机构实现了起落架收放的机械双余度和作动装置承载和驱动功能的集成，具有如下优点：
1、撑杆驱动装置机械双余度，单余度具有故障-锁死的机械特性，正常工作时两套机械装置共同工作按额定功率速率收放，单余度故障时另一余度正常工作，收放功率速率减半，收放动作仍然能够完成，保证飞机起降安全。
2、由于撑杆驱动装置单余度具有故障-锁死的机械特性，撑杆在任意折叠角度两余度同时下电，则撑杆在该折叠角度锁定，在撑杆完全伸直时对撑杆下电则撑杆锁定在完全伸直的位置，此时撑杆能够承受很大的轴向压力，作为起落架放下锁定时的承载装置。
电动撑杆既作为起落架收放的驱动装置又作为起落架放下锁定时的承载装置，不需要单独布置传统的起落架收放直线作动器，节省空间，简化起落架收放机构，且与机身的机械电气接口简单，方便拆装维护。

Claims (8)

1.一种机械双余度起落架收放电动撑杆，包括上撑杆(1)、转轴(2)、下撑杆(3)、上端旋转作动器(4)、下端旋转作动器(5)，
其中上端旋转作动器(4)和下端旋转作动器(5)均包括电机(401)、涡轮蜗杆减速器(403)和末级减速器(404)，上撑杆(1)上端与机体结构相连，下撑杆(3)下端与起落架支柱相连，上撑杆(1)与下撑杆(3)通过转轴(2)相连，设置在上撑杆(1)的上端旋转作动器(4)和设置在下撑杆(3)的下端旋转作动器(5)连接在转轴(2)上，
上端旋转作动器(4)和下端旋转作动器(5)的电机(401)同时工作，上端旋转作动器(4)驱动上撑杆(1)与转轴(2)相对转动，下端旋转作动器(5)驱动转轴(2)与下撑杆(3)相对转动，上撑杆(1)与上端旋转作动器(4)组合体、下撑杆(3)与下端旋转作动器(5)组合体分别与转轴(2)构成的两个转动机构相互串联，
其中上撑杆(1)和下撑杆(3)上设置有相互配合的止动机构，当撑杆完全展开伸直时，止动机构阻止撑杆向另一方向折叠。
2.按照权利要求1所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中上端旋转作动器(4)和下端旋转作动器(5)还包括在电机(401)和涡轮蜗杆减速器(403)之间的初级减速器(402)。
3.按照权利要求1所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中上撑杆(1)与下撑杆(3)通过双耳对双耳的机械接头连接，上撑杆(1)的双耳在外侧，下撑杆(3)的双耳在内侧。
4.按照权利要求3所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中所述止动机构为凸台凸肩类止动机构。
5.按照权利要求4所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中所述凸台凸肩类止动机构由设置在上撑杆(1)的止动凸肩(101)和设置在下撑杆(3)上的止动凸台(301)构成。
6.按照权利要求5所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中止动凸肩(101)设置在上撑杆(1)双耳接头的一侧耳片上，上端旋转作动器(4)安装在设置于所述双耳接头另一侧的圆柱形安装空间内。
7.按照权利要求6所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中止动凸台(301)设置在下撑杆(3)双耳接头的一侧耳片上，下端旋转作动器(5)安装在设置于所述双耳接头之间的安装空间内。
8.按照权利要求1所述的机械双余度起落架收放电动撑杆，其中上端旋转作动器(4)与下端旋转作动器(5)通过内花键与转轴(2)上的外花键相啮合。
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