CN1801582A

CN1801582A - 双输出电动机械马达

Info

Publication number: CN1801582A
Application number: CNA2005100231007A
Authority: CN
Inventors: C·路易; P·凯因; J·蒙代
Original assignee: Artus Co; Eurocopter SA
Current assignee: Artus Company; Airbus Helicopters SAS
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2025-10-27
Also published as: EP1653593A3; FR2877160A1; US7528512B2; EP1653593B1; US20060088417A1; FR2877160B1; CN1801582B; AU2005227370A1; AU2005227370B2; EP1653593A2

Abstract

本发明涉及一种电动机械马达(M)，具有一个致动器(A)，其有一个外壳体(30－30’－30”)包围着一个定子(20－20’)，该定子有一个线圈(24)将马达(1)安置在定子(20－20’)之内。将马达(1)安置在定子(20－20’)之内。本发明特征在于所述致动器具有两个不同的且独立的输出(S1，S2)，其分别可以依次致动第一及第二传动装置(C1，C2)。

Description

双输出电动机械马达

技术领域

本发明涉及一种双输出电动机械马达，这些输出依次致动两个不同的机构。

另外，该马达优选地用在一种自动装置上，这种自动装置是用来折叠/展开旋翼机的主升力及推进旋翼桨叶的。当桨叶沿着旋翼机机身折叠时，这种旋翼机可以大大减小所占用的空间，从而易于存放在机库中，例如在船上的机库中。

当旋翼机为飞行配置时，其桨叶通过紧固装置连接在主旋翼轮毂上，该紧固装置将桨叶锁定在展开位置上。

为了折叠桨叶，必须解锁桨叶，使其可以大幅度移动，通常是向后移动。

为了展开桨叶，需要反过来执行上述特定顺序的操作。桨叶可以通过大幅度的移动返回到飞行配置，通常朝向前方，然后被锁定在展开位置上。

背景技术

公知的用于折叠/展开桨叶的第一种装置是利用两个单输出马达分别通过第一和第二传动系统来执行锁定功能以及折叠功能。各单输出马达包括外壳体，其包围着带线圈的定子，且转子位于其内。通电后，定子产生磁场，带动转子旋转，随后驱动所连接的传动系统。

这种解决方案是有效的，但笨重且实施起来较困难。

公知的用于折叠/展开桨叶的第二种装置，称作一种“互锁”装置，其利用一具有单输出的单独马达，该单输出马达同时控制锁定/解锁机构以及折叠/展开机构。由紧固装置的位置以及通过与传动系统相关的“机械逻辑”来决定，或者驱动锁定/解锁机构，或者驱动折叠/展开机构。尽管表面上看第二种装置很有优势，但是其由于大量的机械部件而导致开发起来很难且重量很高。

如上文所述，为了折叠/展开旋翼机的主旋翼桨叶，上述已知装置需要驱动两个不同的传动机构，例如，利用一个或两个具有单一输出的马达。在这种情况下，为了避免上文提到的、与现有技术有关的限制，应当利用一种新的马达，下文称作双输出马达，来驱动两个传动系统。

发明内容

因而本发明的一个目的是提出一种双输出电动机械马达，其可以依次致动两个不同的机构。

根据本发明，一个电动机械马达具有致动器，其有外壳体包围着定子，该定子具有线圈。另外，转子布置在该定子内。本发明特征在于该致动器具有两个不同的且独立的输出，其分别可以依次致动第一及第二传动装置。

为了致动第二传动装置，当所述转子被制动时所述定子可以围绕轴线自由转动。

类似地，为了致动第一传动装置，当所述定子被制动时所述转子可以围绕轴线自由转动。

为此，并且由于其由处理器装置供电，该处理器装置可选地可集成在马达内并布置成靠着该致动器的外壳体，该定子通过其线圈产生了一个磁场。当定子保持在固定位置上时，转子在磁场的作用下开始转动。否则，通过反作用，当转子被保持在固定位置上时，定子被驱动转动。

这样，该电动机械马达具有两个不同的输出，且可以依次驱动两个不同的传动系统，当转子转动时转子驱动第一传动系统，定子驱动第二传动系统。

优选地，定子具有第一圆盘。该第一圆盘被第一副制动装置压向主制动装置，从而防止转子转动。

类似地，设置在定子上的第二圆盘被第二副制动装置保持在主制动装置上，从而防止定子转动。

由于通过主、副制动装置来制动转子和定子，本发明的电动机械马达包括脱开装置来使转子和定子可以开始转动。

因此，第一脱开装置，例如至少一个电磁铁，在被处理器装置通电时，用来分开第一副制动装置与所述第一圆盘。由于第二圆盘夹在主制动装置和第二副制动装置之间，所以当转子在定子产生磁场的作用下开始转动时，定子保持固定不动。

类似地，第二脱开装置，例如至少一个电磁铁，在被处理器装置通电时，用来分开所述第二副制动装置与所述第二圆盘。

最后，为了使处理器装置可以在所有的配置即无论定子转动还是固定的情况下都能给定子供电，所以在外壳体和定子之间设置至少一个集电环。

另外，本发明还提供一种利用上述双输出电动机械马达来折叠/展开桨叶的自动装置，从而可优化该装置的紧凑程度、定位、调节以及重量。

尽管该双输出马达在折叠/展开桨叶的自动装置中非常有用，但是其也可以用在任何需要致动两个不同机构的系统中，例如在可伸缩起落架中。

根据本发明，提供了一种用于折叠/展开一旋翼机主旋翼桨叶的装置，该装置具有至少一个锁定装置和至少一个折叠装置，分别由第一和第二传动装置控制。

该装置特征在于所述第一和第二传动装置分别由一个单独的本发明双输出电动机械马达依次制动。

使用一个单独的马达和两个相对简单的传动系统使得可以得到一个紧凑、可靠且易于调节的装置。

另外，由于两个传动系统互相独立，所以传动系统其中一个或另一个遇到的影响运转的机械故障不会阻碍另一传动系统的正常运转。这保证了更便利的维修操作。

另外，本发明的该装置优选包括第一和第二监测装置，用于分别通知马达的处理器装置关于锁定装置以及折叠装置的位置。根据所述第一第二监测装置发出的信息，处理器装置选择性地控制该电动机械马达以致动该第一和第二传动系统。

操作者例如该旋翼机的驾驶员，可以通过利用控制装置向处理器装置发出一个折叠指令或展开指令来指示进行折叠/展开操作。

最后，为了解决折叠/展开操作期间遇到的问题，各传动系统中包括至少一个转矩限制器。

附图说明

本发明机器优点将通过下文结合附图对实施例的详细说明而变得更清楚，这些实施例仅仅是用于解释说明而不是对本发明的限制，附图中：

图1是一旋翼机的平面图；

图2是桨叶锁定装置的视图；

图3是本发明桨叶折叠/展开装置的方块图；和

图4是本发明的双输出电动机械马达的剖面图。

在多幅附图中示出的同一元件分别用相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1是旋翼机1的平面图。其具有四个桨叶P，各桨叶P通过支架3与旋翼机主旋翼的桨毂2相连。

为了使旋翼机1可以容纳在比较小的机库内，例如，船上的机库，叶片P要向后折叠沿尾梁F延伸。

图2示出了锁定桨叶P的装置。桨叶P根部P’通过常规的紧固装置例如螺栓5’与配件5相连。

另外，配件5通过销4’和锁定装置M1固定到支架3上，锁定装置M1具有两个可收缩螺栓4。

通过解锁一对螺栓4，可以释放桨叶P，从而使折叠装置M’(在图2中未示出)通过使桨叶P绕着销4’沿尾梁F转动来定位桨叶P。

图3示出了本发明折叠/展开旋翼机主旋翼桨叶的自动装置。

该装置包括用于锁定/解锁旋翼机桨叶控制装置C、一具有处理器装置T以及带有双输出S1和S2的致动器A的电动机械马达M、第一和第二传动装置C1和C2、锁定装置M1、折叠装置M2和第一及第二装置7和8。

该电动机械马达M的致动器A是通过处理器装置T用三相电流供电的。其运转方式类似于同步电机。另外，致动器A的两个输出S1和S2可以顺时针转动或逆时针转动，其转动方向取决于所供给电流的相位。在这种情况下，很显然各输出S1、S2的转动方向可根据桨叶是折叠还是要展开而不同。这样，如果在折叠操作过程中给致动器A供电使其输出S1、S2逆时针转动，则需要在展开操作过程中给其供电使输出S1和S2顺时针转动。

为了在地面上或者其它任意直升机降落场上折叠桨叶，即，为了从飞行配置转换为停泊配置，操作人员用控制装置C来启动由最初的解锁循环以及随后的折叠循环构成的折叠操作程序。

在解锁循环时，处理装置T给致动器A供电，从而通过与致动器A第一输出S1相连的第一传动装置C1来驱动锁定装置M1。

锁定装置M1通过螺栓4来使支架3与桨叶P构成的组件脱离啮合，从而释放出桨叶P并使其向后移动。

随后，第一监测装置7，例如一行程末端微型开关(end-of-strokemicroswitch)T通知处理器装置7桨叶已被解锁，从而可结束第一循环。

然后可以开始折叠桨叶P。处理器装置T给致动器A供电，从而可以通过与致动器A第二输出S2相连的第二传动装置C2开始启动折叠装置M2。

折叠装置M2然后对桨叶P施加作用，以沿着旋翼机尾梁F将其收藏。一旦桨叶P就位，第二监测装置8，例如一行程末端微型开关(end-of-strokemicroswitch)T给处理器装置T发送信号，通知其桨叶已经正确就位。然后致动器A不再通电，操作终止。

根据同样的原理可以展开桨叶P。然而，如上所述，致动器A输出S1、S2的转动方向与折叠操作期间所用的方向相反。

这样，处理器装置T给致动器A通电，从而可以通过与致动器A第二输出S2相连的第二传动装置C2开始驱动折叠装置M2。

然后折叠装置M2对桨叶P施加作用，以将其返回至飞行配置。一旦桨叶P就位，第二监测装置8给处理器装置T发送信号，通知其桨叶已经正确就位。

随后，处理器装置T给致动器A供电以通过与致动器A第一输出S1相连的第一传动装置C1来驱动锁定装置M1。

锁定装置M1使螺栓4可以将桨叶P牢牢地紧固到支架3上。

第一检测装置7随后通知处理器装置6桨叶已被锁定。

最后，各传动装置优选地包括转矩限制器6，用来在装置的外部元件阻碍了折叠/展开操作时，防止传动装置C1、C2制动。

图4示出了本发明的电动机械马达M，其具有带双输出S1、S2的致动器A和处理器装置T。

该致动器A包括定子、转子10和外壳体，定子具有底部20’和带有第一线圈24的顶部20，转子10具有鼠笼式的第二线圈14，外壳体具有主体部分30、中间部分30’和盖部分30”。另外，转子10和定子围绕轴线X呈圆形对称。

定子顶部20布置在外壳体的主体部分30内，第一滚珠轴承51位于这两部分20和30之间。类似地，转子10插在定子内，第二滚珠轴承52设置在分别与转子10及定子顶部20相关的第一肩部16和第二肩部25之间。

第三滚珠轴承53的内环接触并顶着转子10上的突起17。其还通过外环与定子底部20’相接触，定子底部通过常规装置例如螺钉27紧固到顶部20上。

因此通过第二和第三滚珠轴承52和53以及定子支撑的转子10被限制为只能围绕X轴转动。

类似地，定子由被布置成顶着底部20’的第四滚珠轴承54和隔板31支撑，该隔板本身通过传统的紧固装置(未示出)夹紧固定在外壳体上的主体部分30和中间部分30’之间。这样，定子也同样被限制成只能围绕X轴转动。

当转子10绕着X轴转动时，致动器A的第一输出S1用于驱动第一传动装置C1。类似地，当定子转动时，致动器A的第二输出S2驱动第二传动装置C2。

在图4中，传动装置C1和C2围绕着X轴布置。然而，显然输出S1和S2也允许与传动装置C1、C2的连接是绕着与X轴成一定角度的轴线，例如垂直于X轴的。

此外，处理器装置T通过集电环集电环(slip ring)41来给定子提供三相电，该集电环与例如由石墨制成的电刷40相接触，并且布置在外壳体顶部30内。因而电流可以流入到第一线圈24中，于是形成在致动器A内的磁场。

如果定子被制动，制动方式下文将要描述，那么磁场使转子10转动以驱动第一传动装置C1。相反，如果转子10被制动，那么定子自身就开始旋转。

内部制动系统被设置在致动器A的底部区域上，即在中间部分30’和盖30”内。

另外，转子10和定子分别具有第一圆盘11和第二圆盘21。通过夹紧分别位于主制动装置32与副制动装置12和22之间的圆盘11和21中的一个或另一个，都可以阻止转子或定子的转动，如上文所述。

为此，下列元件依次从上至下布置：

·隔板31；

·第二副制动装置22；

·第二圆盘21；

·因为其肩部位于中间部分30’上而固定在外壳体上的主制动装置32；

·第一圆盘11；

·第一副制动装置12；和

·盖30。

另外，第一、第二副制动装置12和22通过常规装置分别连接到隔板31和盖30”上，从而被限制成随外壳体一同转动。由于外壳体是固定的，第一和第二副制动装置12和22不能转动。然而，常规装置，例如支腿13，可以使第一及第二副制动装置12和22沿着X轴移动一段较短的距离。

弹簧(图4中未示出)也可以插入到隔板31和盖30”之间。这样，当致动器A未供电时，这些弹簧促使第一和第二副制动装置12和22分别顶住第一、第二圆盘11和21。这些圆盘就被堵在主制动装置和副制动装置之间。在这种状态下，转子10和定子都不能绕着X轴转动。

为了使马达M可以实现其功能，即依次驱动第一和第二传动装置C1和C2，则致动器A包括第一和第二脱开装置15和25，其由处理器装置T根据需要来控制。

该第一、第二脱开装置15和25包括分别布置在盖30”和隔板31中的电磁铁。

因此，利用处理器装置T，该电动机械马达M或者用于通过由转子带动的第一输出S1来驱动第一传动装置C1，或者用于通过由定子带动的第二输出S2来驱动第二传动装置C2。静止时，即，当处理器装置T未给致动器A输送电力时，两个输出都不会被驱动。内部制动系统总是处于工作状态的，因而两个输出S1和S2在静止时是被阻挡的，然而在操作状态下两个输出依次被阻挡，因此一次只能阻挡住其中一个。

马达M及其两个输出S1和S2用在例如上文所述的装置中，来折叠桨叶，按照下述方式操作。

开始操作时，致动器A未供电，转子和定子被制动系统挡住。

处理器装置T然后给第一脱开装置15供电，例如用直流电(DC)。随后电磁铁作为一磁体工作，从而第一副制动装置12被吸向第一脱开装置15，从而释放了对第一圆盘11的限制。

接下来，处理器装置T通过集电环41及石墨电刷40给定子的第一线圈24供电，从而产生磁场。由于圆盘11被释放，转子开始在磁场作用下转动，并使第一传动装置C1解锁桨叶。当螺栓4缩回时，监测装置7通知处理器装置T解锁操作已经终止。

当第一循环结束时，处理器装置T不再给致动器A供电，更具体地说，是不再给第一脱开装置15供电。在弹簧的作用下，第一副制动装置12返回到其初始位置，所以转子被制动。

然而，处理器装置T随后给第二脱开装置25供电，例如通过直流电DC。第二副制动装置22因此朝第二脱开装置25移动，从而释放了第二圆盘21。

在第一循环期间，处理器装置T也给定子的第一线圈24供电，从而产生磁场。由于圆盘21没被制动，所以定子开始转动，从而使第二传动装置开始折叠桨叶P。

当然，本发明可以有多种变型作为其实施方式。尽管上文仅描述了一个实施例，但是应当理解不可能穷举出所有可能的实施例。显然可以想到用等效装置来替换上文所述的装置也不会超出本发明的保护范围。

Claims

1、一种电动机械马达(M)，具有一个致动器(A)，其有外壳体(30-30’-30”)包围着定子(20-20’)，转子(10)布置在其内，该马达特征在于所述致动器(A)具有两个不同的且独立的输出(S1，S2)，其分别可以依次致动第一及第二传动装置(C1和C2)。

2、根据权利要求1的电动机械马达，其特征在于当所述转子(10)被制动时所述定子(20-20’)可以围绕轴线(X)自由转动，以驱动所述第二传动装置(C2)。

3、根据前面任意一个权利要求的电动机械马达，其特征在于当所述定子(20-20’)被制动时所述转子(10)可以围绕轴线(X)自由转动，以驱动所述第一传动装置(C1)。

4、根据前面任意一个权利要求的电动机械马达，其特征在于所述转子(10)包括夹在第一副制动装置(12)和主制动装置(32)之间的第一圆盘(11)。

5、根据前面任意一个权利要求的电动机械马达，其特征在于所述定子(20-20’)包括夹在第二副制动装置(22)和主制动装置(32)之间的第二圆盘(21)。

6、根据权利要求4的电动机械马达，其特征在于所述致动器(A)包括第一脱开装置(15)，其在通电时可分开所述第一副制动装置(12)与所述第一圆盘(11)。

7、根据权利要求5的电动机械马达，其特征在于所述致动器(A)包括第二脱开装置(25)，其在通电时可分开所述第二副制动装置(22)与所述第二圆盘(21)。

8、根据权利要求6的电动机械马达，其特征在于所述第一脱开装置(15)包括至少一个电磁铁。

9、根据权利要求7的电动机械马达，其特征在于所述第二脱开装置(25)包括至少一个电磁铁。

10、根据前面任意一个权利要求的电动机械马达，其特征在于所述定子(20-20’)是通过至少一个集电环(41)供电的，其中该集电环布置在所述外壳体(30)和所述定子(20-20’)之间。

11、根据前面任意一个权利要求的电动机械马达，其特征在于所述致动器(A)由处理器装置(T)供电。

12、根据权利要求11的电动机械马达，其特征在于所述处理器装置(T)集成在所述马达(M)内，并靠着所述致动器(A)的外壳体(30)。

13、一种用于折叠/展开一旋翼机(1)主旋翼桨叶(P)的自动装置，该装置具有至少一个锁定装置(M1)和至少一个折叠装置(M2)，分别由第一和第二传动装置(C1，C2)控制，该装置特征在于所述第一和第二传动装置(C1，C2)分别由一个根据权利要求1至12任意一个的电动机械马达(M)依次制动。

14、根据权利要求13的装置，其特征在于所述马达(M)具有处理器装置(T)，该装置包括第一监测装置(7)，用来通知所述处理器装置(T)所述锁定装置(M1)的位置。

15、根据权利要求14的装置，其特征在于包括第二监测装置(8)，用来通知所述处理器装置(T)所述折叠装置(M2)的位置。

16、根据权利要求14或权利要求15的装置，其特征在于包括控制装置(C)，用于给所述处理器装置(T)发出折叠或展开命令。

17、根据权利要求13至16的任意一个的装置，其特征在于所述第一传动装置(C1)包括至少一个转矩限制器(6)。

18、根据权利要求13至17的任意一个的装置，其特征在于所述第二传动装置(C2)包括至少一个转矩限制器(6)。