ES2204457T3 - Mecanismo de enlace para motor. - Google Patents
Mecanismo de enlace para motor.Info
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Abstract
Un mecanismo de enlace articulado, que forma parte de un controlador de varilla activo en una cabina de una aeronave, que comprende un motor (11) que tiene un eje motor (12) y dispuesto para producir un par en el eje motor (12), una manivela (13) unida al eje motor (12) en una primera posición de montaje (14), un enlace (18) unido por pivotamiento a una primera posición de montaje (19) a una segunda posición de montaje (16) de la manivela (13) y a una segunda posición de montaje (21) que se puede unir a una carga, teniendo el enlace (18) una posición intermedia de montaje (23) por pivote entre sus posiciones de montaje primera y segunda (19, 21), y un brazo (26) unido por pivotamiento en una primera posición de montaje (27) a la posición intermedia de montaje (23) por pivote y unida por pivotamiento en una segunda posición de montaje (29) a una posición de anclaje (31) fija con relación a la primera posición de montaje (14) de la manivela (13).
Description
Mecanismo de enlace para motor.
El presente invento se refiere a un mecanismo de
enlace articulado para acoplar una carga a un motor.
El documento
US-A-1964900 describe un movimiento
mecánico formado por una serie de enlaces pivotados uno en otro
por más de tres pivotes. Un enlace es movido por medios de
impulsión. Un elemento impulsado está conectado por pivotamiento
mediante medios de conexión a un punto sobre el enlace movido por
los medios de impulsión, y los medios de conexión tienen una
longitud sustancialmente igual al radio de curvatura de una parte
de un lugar geométrico descrito por un punto sobre el enlace movido
por los medios de impulsión para producir periodos de parada
interpuestos. No existe concepto de uso para un controlador de
varilla activo de aeronave.
Normalmente, un motor puede ser acoplado
directamente a una carga que es capaz de girar directamente en
respuesta a un par generado por el motor. Alternativamente, el
motor puede ser enlazado con la carga utilizando una sencilla
disposición de manivela y enlace de tal forma que no es necesario
que el motor y la carga estén en estrecha proximidad entre sí y se
pueden instalar otros mecanismos y sensores entre el motor y la
carga dentro de la disposición de manivela y enlace. Otra ventaja de
la disposición de manivela y enlace es que se puede obtener alguna
ventaja mecánica entre el motor y la carga disponiendo una
manivela corta unida al motor y un enlace más largo entre la carga
y la manivela. Sin embargo, una desventaja de la disposición simple
de manivela y enlace es que solamente es posible actuar sobre un
ángulo de giro limitado, por ejemplo hasta 60º. Esto es, el ángulo
de giro del motor o la carga nunca puede alcanzar 90º. Esto está en
contraste con un motor y carga acoplados directamente que son
capaces de girar continuamente, esto es, el motor o la carga pueden
girar un total de 360º.
Por lo tanto, con el fin de proporcionar una
ventaja mecánica mejorada que puede conseguirse por una
disposición de acoplamiento directo, al tiempo que todavía permite
el giro continuo del motor y de la carga, es normal proporcionar un
sistema de tren de engranajes apropiado entre el motor y la carga.
Sin embargo, en aplicaciones críticas de seguridad, por ejemplo en
una aplicación aeroespacial, no es aceptable el uso de un sistema
de engranajes ya que puede producirse el agarrotamiento o el mal
funcionamiento físico del tren de engranajes mismo. Por lo tanto,
aunque un sistema de tren de engranajes puede ser el medio más
apropiado de acoplar un motor a una carga, su uso puede estar
prohibido debido a condiciones de seguridad.
De acuerdo con el invento se ha provisto un
mecanismo de enlace articulado que forma parte de un controlador
de varilla activo en una cabina de aeronave caracterizado porque
comprende un motor que tiene un eje motor y dispuesto para producir
un par en el eje motor, una manivela unida al eje motor en una
primera posición de montaje, un enlace unido por pivotamiento a
una primera posición de montaje a una segunda posición de montaje
de la manivela y a una segunda posición de montaje que se puede unir
a la carga, teniendo el enlace una posición de montaje por pivote
intermedia entre sus posiciones de montaje primera y segunda, y un
brazo unido por pivotamiento a una primera posición de montaje a la
posición de montaje por pivote intermedia y unida por pivotamiento
a un segundo montaje a una posición de anclaje fija con relación a
la primera posición de montaje de la manivela.
De esta forma se puede acoplar un motor a una
carga sin el uso de un sistema de tren de engranajes y el
mecanismo de enlace tiene una ventaja mecánica mejorada sobre la
proporcionada por una disposición de manivela y enlace convencional
o disposición de acoplamiento directo entre el motor y la carga.
Además, el mecanismo de enlace puede proporcionar un mayor ángulo
de giro que el que se puede conseguir por una disposición de
manivela y enlace, esto es, el motor puede producir un ángulo de
giro mayor de 270º.
El enlace puede estar constituido por unos
miembros primero y segundo a cada lado de la posición de montaje
del pivote intermedio y los miembros primero y segundo pueden estar
dispuestos angularmente entre sí.
Las dimensiones de la manivela, el enlace, el
brazo y las respectivas posiciones de montaje de la manivela, el
enlace y el brazo pueden estar dispuestos de tal forma que la
segunda posición de montaje del enlace se puede unir a la carga
describe una línea sustancialmente recta durante el movimiento del
eje de accionamiento del motor.
De esta forma, la segunda posición de montaje del
enlace describe una línea sustancialmente recta de tal forma que
una carga unida a la segunda posición de montaje también se mueve
en una línea sustancialmente recta cuando se hace que la segunda
posición de montaje se desplace entre dos límites predeterminados
del mecanismo de enlace articulado por el giro del eje motor.
Preferiblemente, el motor puede ser un motor de
par.
El invento se describirá a continuación,
solamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos
anejos, en los que:
La figura 1 ilustra un mecanismo de enlace en
alzado lateral de acuerdo con el presente invento;
la figura 2 ilustra una primera posición del
mecanismo de enlace mostrado en la figura 1;
la figura 3 ilustra una segunda posición del
mecanismo de enlace mostrado en la figura 1;
la figura 4 ilustra una tercera posición del
mecanismo de enlace mostrado en la figura 1; y
la figura 5 ilustra la primera, segunda y tercera
posiciones mostradas en las figuras 2 a 4 superpuestas una a
otra.
Con respecto a la figura 1, un mecanismo de
enlace 10 comprende un motor 11 dispuesto para producir un par en
su eje motor 12. El motor 11 puede ser un motor de par que está
dispuesto para conseguir un alto nivel de par, particularmente
cuando su eje motor 12 es estacionario.
Una manivela 13 está montada en el eje motor 12
en una primera posición de montaje 14 en un primer extremo 15 de
la manivela 13. Se ha proporcionado una segunda posición de montaje
16 en un segundo extremo 17 dispuesto alejado del primer extremo
15. Un enlace 18 está unido por pivotamiento a una primera posición
de montaje 19 situada en un primer extremo 20 del enlace 18 a la
segunda posición de montaje 16 de la manivela 13. Se ha
proporcionado una segunda posición de montaje 21 sobre el enlace
18 en un segundo extremo 22 dispuesto alejado del primer extremo 20.
Una carga, no ilustrada, está unida al enlace 18 por medio de la
segunda posición de montaje 21 del enlace 18.
El enlace 18 está dispuesto para tener una
posición intermedia de montaje 23 por pivote situada entre las
posiciones de montaje primera y segunda 19 y 21. El enlace 18 está
constituido por un primer miembro 24 y un segundo miembro 25
dispuestos a cada lado de la posición intermedia de montaje 23 por
pivote. Los miembros primero y segundo 24 y 25 están dispuestos
angularmente entre sí con un ángulo \phi. El primer miembro 24
lleva la primera posición de montaje 19 y el segundo miembro 25
lleva la segunda posición de montaje 21.
Un brazo 26 está unido por pivotamiento en una
primera posición de montaje 27, situada en un primer extremo 28
del brazo 26, a la posición intermedia de montaje 23 por
pivotamiento y está unido por pivotamiento en una segunda posición
de montaje 29, situada en un segundo extremo 30 alejado del primer
extremo 28, a una posición fija 31 de anclaje. Se comprenderá que
el motor 11 está fijo y que la segunda posición de montaje 29 del
brazo 26 está fija con respecto a la primera posición de montaje 14
de la manivela 13.
Con referencia a las figuras 2 a 4, en las que se
han usado las mismas referencias para indicar números enteros
similares a los ilustrados en la figura 1, en funcionamiento, el
motor 11 genera un par en su eje motor 12 que controla la posición
angular de la manivela 13 unida al eje motor en la primera
posición de montaje 14 de la manivela 13. El segundo extremo 17 de
la manivela 13 describe un movimiento circular alrededor de la
primera posición de montaje 14 que a su vez hace que oscile el
enlace 18, que está unido a la segunda posición de montaje 16 de
la manivela 13 por su primera posición de montaje 19 para hacerlo
girar.
El movimiento del enlace 18 está restringido por
el brazo 26 unido entre la posición intermedia de montaje 23 por
pivotamiento y la posición fija de anclaje 31, respectivamente la
primera posición de montaje 27 y la segunda posición de montaje 29
del brazo 26.
Cuando el eje motor 12 gira, la manivela 13 gira
y hace que el enlace 18 se mueva de una forma que está restringida
por las posiciones de la manivela 13 y del brazo 26. En las
figuras 2 a 4 están ilustradas las diversas posiciones del enlace 18
para los diferentes desplazamientos angulares de la manivela 13
causados por un giro en sentido de las agujas del reloj o
contrario al de las agujas del reloj, indicado por flechas de doble
cabeza 32 del eje motor 12. También se comprende que la posición de
la carga unida a la segunda posición de montaje 21 del enlace 18
está también determinada por la posición de la manivela 13.
La figura 2 ilustra el mecanismo 10 en una
posición intermedia, esto es, la manivela 13 puede ser obligada a
girar bien en sentido de las agujas del reloj o en sentido
contrario al de las agujas del reloj, indicado por la flecha de
doble cabeza 32. Con referencia a la figura 3, si la manivela 13
es obligada a girar en sentido contrario al de las agujas del
reloj, como está indicado por la flecha 33, entonces la segunda
posición de montaje 21 del enlace 18 se moverá hacia atrás, como
está indicado por la flecha 34, esto es, desde la izquierda a la
derecha de la figura 3, a una posición retrasada. Con referencia a
la figura 4, si la manivela 13 es obligada a girar en sentido de
las agujas del reloj, como indica la flecha 35, entonces la
segunda posición de montaje 21 del enlace 18 se moverá hacia
delante, como indica la flecha 36, esto es, de derecha a izquierda
de la figura 4, a una posición adelantada.
Como puede determinarse de las figuras 3 y 4, la
manivela 13 es capaz de girar en una amplitud angular mayor de
270º. Este movimiento angular representa una mejora sustancial en
términos de lo que se puede conseguir usando una disposición de
manivela y enlace de acuerdo con la técnica anterior. La mejora del
movimiento angular también proporciona una mayor ventaja mecánica
entre el motor y la carga.
En la figura 5, en la que se han usado las mismas
referencias para indicar números enteros similares a los
ilustrados en las figuras 1 a 4, se ha ilustrado una posición
adelantada 37, en línea llena, una posición intermedia 38, en línea
de puntos, y una posición retrasada 39, en línea de puntos y
rayas. Se debería advertir también que la situación espacial de la
segunda posición de montaje 21, y por lo tanto la carga, no
ilustrada, unida a ella, se mueve aproximadamente en sentido
horizontal durante el giro angular, indicado por las flechas 34 y
35, de la manivela 13, esto es, un movimiento de giro entre la
posición adelantada 37 y la posición retrasada 39. Sin embargo,
esto depende de la elección de las dimensiones relativas de la
manivela 13, del enlace 18 y del brazo 26 y también de la
separación relativa de las posiciones de montaje 14 y 16 de la
manivela 13, de las posiciones de montaje 19, 21 y 23 del enlace 18,
cuya posición a su vez determina el ángulo \phi entre los dos
miembros 24, 25 del enlace 18, y las posiciones de montaje 27 y 29
del brazo 26.
Un mecanismo 10, como el descrito, puede usarse
como parte de un controlador de varilla activo en una aeronave.
Mientras que las aeronaves convencionales utilizan una o más
varillas de control con enlaces mecánicos para actuar sobre
diferentes superficies de control de la aeronave, en una aeronave
de vuelo por cable los enlaces mecánicos se realizan
electrónicamente usando conexiones y actuadores por cable. Un
controlador de varilla activo no solamente proporciona una interfaz
eléctrica adecuada con las conexiones por cable de una aeronave de
vuelo por cable sino que también incorpora unos medios de
controlar la fuerza y la posición características usando el motor
11 del mecanismo 10. Esto es, la fuerza generada por el motor 11
puede usarse para proporcionar una retroalimentación al
usuario.
Cuando el mecanismo 10 va a usarse como un
controlador de varilla activo, entonces el usuario, normalmente el
piloto, aplicará una carga a la segunda posición de montaje 21 del
enlace 18. Esta carga es percibida por uno o más sensores de fuerza,
no ilustrados, instalados en posiciones apropiadas entre una
varilla, unida al enlace 18 en la posición de montaje 21, y el
enlace 18. El motor 11 se controla de tal forma para colocar el
enlace 18 entre las posiciones adelantada y retrasada 37, 39,
indicadas en las figuras 4 y 3 respectivamente, para proporcionar
la deseada percepción de fuerza característica proporcionando así
al piloto una sensación del movimiento de la aeronave.
Se advertirá que el control adecuado de la
sensación de la fuerza característica del controlador de
varilla activo mediante el motor 10, de acuerdo con uno o más sensores que hacen un seguimiento del movimiento de la aeronave, proporcionarán al piloto la retroalimentación por medio de la varilla que percibirá sustancialmente la misma que la proporcionada por una varilla convencional.
varilla activo mediante el motor 10, de acuerdo con uno o más sensores que hacen un seguimiento del movimiento de la aeronave, proporcionarán al piloto la retroalimentación por medio de la varilla que percibirá sustancialmente la misma que la proporcionada por una varilla convencional.
Aunque el invento ha sido descrito y es parte de
un controlador de varilla activo, se entenderá que tal controlador
de varilla activo también puede ser utilizado en una nave
espacial. Se entenderá que la incorporación del invento permite que
se consiga un alto nivel de integración por la eliminación de la
necesidad de un sistema de tren de engranajes.
Claims (4)
1. Un mecanismo de enlace articulado, que forma
parte de un controlador de varilla activo en una cabina de una
aeronave, que comprende un motor (11) que tiene un eje motor (12)
y dispuesto para producir un par en el eje motor (12), una manivela
(13) unida al eje motor (12) en una primera posición de montaje
(14), un enlace (18) unido por pivotamiento a una primera posición
de montaje (19) a una segunda posición de montaje (16) de la
manivela (13) y a una segunda posición de montaje (21) que se puede
unir a una carga, teniendo el enlace (18) una posición intermedia
de montaje (23) por pivote entre sus posiciones de montaje primera
y segunda (19, 21), y un brazo (26) unido por pivotamiento en una
primera posición de montaje (27) a la posición intermedia de
montaje (23) por pivote y unida por pivotamiento en una segunda
posición de montaje (29) a una posición de anclaje (31) fija con
relación a la primera posición de montaje (14) de la manivela
(13).
2. Un mecanismo de enlace articulado, de acuerdo
con la reivindicación 1, en el que el enlace (18) está constituido
por unos miembros primero y segundo (24, 25) a cada lado de la
posición intermedia de montaje (23) por pivote, y los miembros
primero y segundo están dispuestos angularmente entre sí.
3. Un mecanismo de enlace articulado, de acuerdo
con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que las
dimensiones de la manivela (13), el enlace (18), el brazo (26) y
las respectivas posiciones de montaje de la manivela (13), el enlace
(18) y el brazo (26) están dispuestas de tal forma que la segunda
posición de montaje (16) del enlace (18) que se puede unir a la
carga describe una línea sustancialmente recta durante el
movimiento del eje motor (12) del motor (11).
4. Un mecanismo de enlace articulado, de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el motor
(11) es un motor de par.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| GB9923469 | 1999-10-06 | ||
| GB9923469A GB2355053A (en) | 1999-10-06 | 1999-10-06 | An articulated linkage mechanism |
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