FR3141740A1 - Actuator provided with at least one cylinder and an angle sensor and associated method. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un actionneur (14), en particulier actionneur linéaire, notamment pour une nacelle d’un aéronef, comprenant au moins : un vérin,un capteur d’angle (16), et un mécanisme de conversion (18), apte à relier mécaniquement le vérin au capteur d’angle (16) et à assurer une conversion d’un mouvement de translation du vérin en un mouvement de rotation transmis au capteur d’angle (16), le capteur d’angle (16) comprenant une pièce rotative (20), apte à être entraînée par le mouvement de rotation, en particulier libre en rotation autour d’un axe de rotation du mouvement de rotation transmis au capteur d’angle (16), de sorte que le capteur d’angle (16) est configuré pour effectuer une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin. Figure pour l’abrégé : Fig 2The invention relates to an actuator (14), in particular a linear actuator, in particular for a nacelle of an aircraft, comprising at least: a cylinder, an angle sensor (16), and a conversion mechanism (18), capable to mechanically connect the cylinder to the angle sensor (16) and to ensure conversion of a translational movement of the cylinder into a rotational movement transmitted to the angle sensor (16), the angle sensor (16) comprising a rotating part (20), capable of being driven by the rotational movement, in particular free to rotate around an axis of rotation of the rotational movement transmitted to the angle sensor (16), so that the angle sensor angle (16) is configured to perform a continuous angle measurement throughout the translational movement of the cylinder. Figure for abstract: Fig 2
Description
L’invention concerne un actionneur muni d’au moins un vérin et d’un capteur d’angle.The invention relates to an actuator provided with at least one cylinder and an angle sensor.
En particulier, l’invention permet de faire correspondre une position du vérin avec une mesure d’angle, notamment de manière à calibrer un mouvement du vérin lors d’une installation du vérin sur une machine.In particular, the invention makes it possible to match a position of the cylinder with an angle measurement, in particular so as to calibrate a movement of the cylinder during installation of the cylinder on a machine.
Une application de l’invention concerne, en particulier, un actionneur électrique, notamment un actionneur électrique équipant une nacelle d’un aéronef.One application of the invention relates, in particular, to an electric actuator, in particular an electric actuator fitted to a nacelle of an aircraft.
Une nacelle d’aéronef comprend plusieurs actionneurs électriques munis respectivement de vérins. Les mouvements des vérins commandent un déplacement d’éléments mobiles de la nacelle.An aircraft nacelle comprises several electric actuators respectively equipped with cylinders. The movements of the cylinders control the movement of moving elements of the nacelle.
Les vérins de la nacelle doivent être synchronisés, par exemple lors des phases d’ouverture et/ou de fermeture de la nacelle, de sorte que les éléments mobiles de la nacelle effectuent un mouvement désiré et/ou que certains vérins n’exercent pas une force parasite sur les éléments mobiles de la nacelle, ce qui serait susceptible notamment de détériorer la nacelle.The nacelle cylinders must be synchronized, for example during the opening and/or closing phases of the nacelle, so that the moving elements of the nacelle perform a desired movement and/or that certain cylinders do not exert a force. parasitic force on the moving elements of the nacelle, which would be likely to damage the nacelle.
Lors d’une installation d’un nouvel actionneur sur la nacelle, par exemple lors de la fabrication de la nacelle ou lors d’une opération de maintenance, le mouvement du nouvel actionneur n’est pas immédiatement coordonné avec le mouvement des autres actionneurs de la nacelle.When installing a new actuator on the nacelle, for example during the manufacture of the nacelle or during a maintenance operation, the movement of the new actuator is not immediately coordinated with the movement of the other actuators. Platform.
Une manière de synchroniser le mouvement du nouvel actionneur est de le pré-calibrer par un fournisseur d’actionneurs. Cependant, une telle solution nécessite un outillage de livraison configuré pour conserver un réglage du nouvel actionneur lors du transport de ce dernier. De plus, en cas de mauvaise manipulation d’un opérateur chargé d’installer le nouvel actionneur sur la nacelle, il est nécessaire de renvoyer l’actionneur au fournisseur afin d’effectuer de nouveau une calibration de celui-ci.One way to synchronize the movement of the new actuator is to pre-calibrate it by an actuator supplier. However, such a solution requires delivery tools configured to maintain an adjustment of the new actuator during transport of the latter. In addition, in the event of improper handling by an operator responsible for installing the new actuator on the nacelle, it is necessary to return the actuator to the supplier in order to recalibrate it.
Une autre manière de synchroniser le mouvement du nouvel actionneur est de régler son mouvement une fois l’actionneur installé sur la nacelle.Another way to synchronize the movement of the new actuator is to adjust its movement once the actuator is installed on the nacelle.
La
Un objectif du réglage est de faire coïncider une butée du capteur d’angle 4 avec une butée d’un vérin 13 de l’actionneur 2.An objective of the adjustment is to make a stop of the angle sensor 4 coincide with a stop of a cylinder 13 of the actuator 2.
Le capteur d’angle 4 est, par exemple, un capteur électrique actif de déplacement de rotation, également dénommé par l’acronyme RVDT pour « Rotary Variable Differential Transformer » en termes anglais.The angle sensor 4 is, for example, an active electrical rotational displacement sensor, also called by the acronym RVDT for “Rotary Variable Differential Transformer” in English terms.
Le capteur d’angle 4 a une plage de déplacement angulaire de 65 degrés, correspondant au mouvement angulaire du capteur d’angle 4 entre les deux butées du capteur d’angle 4. Le vérin 13 effectue une course de 515 mm.The angle sensor 4 has an angular movement range of 65 degrees, corresponding to the angular movement of the angle sensor 4 between the two stops of the angle sensor 4. The cylinder 13 has a stroke of 515 mm.
Le vérin 13 est relié mécaniquement au réducteur 10 par la vis à bille 12 convertissant le mouvement linéaire du vérin 13 en un mouvement de rotation transmis au réducteur 10.The cylinder 13 is mechanically connected to the reduction gear 10 by the ball screw 12 converting the linear movement of the cylinder 13 into a rotational movement transmitted to the reduction gear 10.
La vis à bille 12 possède un pas de vis de 6,35 mm et effectue donc 81 tours lors de la course complète du vérin 13.The ball screw 12 has a thread pitch of 6.35 mm and therefore makes 81 turns during the complete stroke of the cylinder 13.
Le réducteur 10 a un facteur de réduction de 448 afin de faire correspondre la course du vérin 13 à la plage de déplacement angulaire de 65 degrés.The reducer 10 has a reduction factor of 448 in order to match the stroke of the cylinder 13 to the angular displacement range of 65 degrees.
Le ressort 8 est placé entre le réducteur 10 et le limiteur de couple 6 afin de compenser un jeu d’assemblage du réducteur 10 au limiteur de couple 6.The spring 8 is placed between the reducer 10 and the torque limiter 6 in order to compensate for assembly play from the reducer 10 to the torque limiter 6.
Le limiteur de couple 6 est relié mécaniquement au capteur d’angle 4. Le limiteur de couple 6 permet de faire coïncider les butées de la course du vérin 13 et les butées du capteur d’angle 4.The torque limiter 6 is mechanically connected to the angle sensor 4. The torque limiter 6 makes it possible to make the stops of the stroke of the cylinder 13 and the stops of the angle sensor 4 coincide.
Le réducteur 10 transmet un mouvement de rotation réduit au limiteur de couple 6, le mouvement de rotation étant réduit du facteur de réduction.The gearbox 10 transmits a reduced rotational movement to the torque limiter 6, the rotational movement being reduced by the reduction factor.
Le limiteur de couple 6 est choisi pour transmettre un mouvement de rotation réduit au capteur d’angle 4 de sorte que le limiteur de couple 6 cesse de transmettre le mouvement de rotation au capteur d’angle 4 lorsque le capteur d’angle 4 est dans une position de butée. Le réducteur 10 continue alors de recevoir le mouvement de rotation réduit mais ne le transmet plus.The torque limiter 6 is chosen to transmit a reduced rotational movement to the angle sensor 4 so that the torque limiter 6 stops transmitting the rotational movement to the angle sensor 4 when the angle sensor 4 is in a stop position. The reducer 10 then continues to receive the reduced rotational movement but no longer transmits it.
Ainsi, lorsque le vérin 13 arrive en bout de course, le capteur d’angle 4 est également en butée. Dans ce cas, une butée du capteur d’angle 4 coïncide avec une butée du vérin 13.Thus, when the cylinder 13 reaches the end of its travel, the angle sensor 4 is also at its stop. In this case, a stop of the angle sensor 4 coincides with a stop of the cylinder 13.
Si le rapport de réduction du réducteur 10 est exact, la course du vérin 13 correspond à la plage de déplacement angulaire du capteur d’angle 4. Le mouvement de l’actionneur 2 est alors synchronisé avec le mouvement du capteur d’angle 4. Il est donc possible d’asservir correctement le mouvement du vérin 13 de l’actionneur 2 à partir des mesures d’angle du capteur d’angle 4, notamment pour synchroniser les mouvements des vérins 13 de la nacelle.If the reduction ratio of the reducer 10 is exact, the stroke of the cylinder 13 corresponds to the angular displacement range of the angle sensor 4. The movement of the actuator 2 is then synchronized with the movement of the angle sensor 4. It is therefore possible to correctly control the movement of the cylinder 13 of the actuator 2 from the angle measurements of the angle sensor 4, in particular to synchronize the movements of the cylinders 13 of the nacelle.
Les inconvénients d’une telle solution sont nombreux. En effet, elle nécessite un rapport de réduction permettant de faire coïncider la course du vérin 13 avec la plage de déplacement angulaire du capteur d’angle 4.The disadvantages of such a solution are numerous. Indeed, it requires a reduction ratio making it possible to make the stroke of the cylinder 13 coincide with the angular displacement range of the angle sensor 4.
Ainsi, dans l’exemple de la
En outre, un actionneur 2 d’une nacelle d’aéronef est soumis à un environnement sévère, notamment à des vibrations et à des hautes températures. Le limiteur de couple 6 soumis à un tel environnement sévère engendre de nombreuses erreurs concernant la position du vérin 13.In addition, an actuator 2 of an aircraft nacelle is subjected to a severe environment, in particular to vibrations and high temperatures. The torque limiter 6 subjected to such a severe environment generates numerous errors concerning the position of the cylinder 13.
Enfin, l’actionneur selon l’exemple de réalisation de la
La présente invention a donc pour objectif de pallier tout ou partie des inconvénients précités et permet une mesure précise d’un angle représentatif d’un mouvement d’un vérin.The present invention therefore aims to overcome all or part of the aforementioned drawbacks and allows precise measurement of an angle representative of a movement of a cylinder.
La présente invention a pour objet un actionneur, en particulier actionneur linéaire, notamment pour une nacelle d’un aéronef, comprenant au moins
- un vérin,
- un capteur d’angle, et
- un mécanisme de conversion, apte à relier mécaniquement le vérin au capteur d’angle et à assurer une conversion d’un mouvement de translation du vérin en un mouvement de rotation transmis au capteur d’angle.
- a jack,
- an angle sensor, and
- a conversion mechanism, capable of mechanically connecting the cylinder to the angle sensor and ensuring conversion of a translation movement of the cylinder into a rotational movement transmitted to the angle sensor.
De plus, le capteur d’angle est susceptible de comprendre une pièce rotative, apte à être entraînée par le mouvement de rotation, en particulier libre en rotation autour d’un axe du mouvement de rotation du mouvement de rotation transmis au capteur d’angle, de sorte que le capteur d’angle est configuré pour effectuer une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin.In addition, the angle sensor is capable of comprising a rotating part, capable of being driven by the rotational movement, in particular free to rotate around an axis of the rotational movement of the rotational movement transmitted to the angle sensor , so that the angle sensor is configured to perform continuous angle measurement throughout the translational movement of the cylinder.
En particulier, le capteur d’angle, étant sans butée, permet une mesure continue du mouvement du vérin et donc un meilleur contrôle du mouvement du vérin.In particular, the angle sensor, being without a stop, allows continuous measurement of the movement of the cylinder and therefore better control of the movement of the cylinder.
Avantageusement, la pièce rotative comprend un rotor, notamment muni d’un bobinage primaire, configuré pour être parcouru par une tension primaire, en particulier une tension sinusoïdale.Advantageously, the rotating part comprises a rotor, in particular provided with a primary winding, configured to carry a primary voltage, in particular a sinusoidal voltage.
Par ailleurs, le capteur d’angle comprend un stator entourant radialement le rotor, notamment le stator étant muni de bobinages secondaires, configuré pour être parcourus par un courant induit ayant une amplitude proportionnelle à la tension primaire et à un angle de la pièce rotative.Furthermore, the angle sensor comprises a stator radially surrounding the rotor, in particular the stator being provided with secondary windings, configured to be traversed by an induced current having an amplitude proportional to the primary voltage and to an angle of the rotating part.
De façon complémentaire, l’actionneur peut comprendre un calculateur comprenant une table de correspondance entre des mesures d’angle obtenues par le capteur d’angle et des positions du vérin.In addition, the actuator may include a calculator comprising a correspondence table between angle measurements obtained by the angle sensor and positions of the cylinder.
Selon un mode de réalisation, le calculateur est configuré pour déterminer une position courante du vérin en fonction de la mesure d’angle courante mesurée par le capteur d’angle et de la table de correspondance.According to one embodiment, the calculator is configured to determine a current position of the cylinder based on the current angle measurement measured by the angle sensor and the correspondence table.
Par ailleurs, le mécanisme de conversion peut comprendre un dispositif de rattrapage de jeu, notamment apte à compenser un jeu d’assemblage du mécanisme de conversion.Furthermore, the conversion mechanism may include a clearance compensation device, in particular capable of compensating for assembly clearance of the conversion mechanism.
De plus, le mécanisme de conversion peut comprendre un réducteur placé entre le vérin et le capteur d’angle. Le réducteur est configuré pour faire coïncider une course du vérin de l’actionneur sur une plage de déplacement angulaire de la pièce rotative.Additionally, the conversion mechanism may include a reducer placed between the cylinder and the angle sensor. The reducer is configured to match a stroke of the actuator cylinder over a range of angular movement of the rotating part.
Enfin, un rapport de réduction du réducteur peut être tel que la plage de déplacement angulaire est de moins de 360 degrés lorsque le vérin parcourt sa course complète, la plage de déplacement angulaire étant de préférence comprise entre 300 degrés et 360 degrés, lorsque le vérin parcourt sa course complète.Finally, a reduction ratio of the reducer can be such that the angular displacement range is less than 360 degrees when the cylinder travels its full stroke, the angular displacement range preferably being between 300 degrees and 360 degrees, when the cylinder travels its full course.
Ainsi, le capteur d’angle est apte à mesurer un déplacement angulaire avec une plage de mesure de 360 degrés sans butée. De plus, le capteur d’angle est configuré pour effectuer une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin.Thus, the angle sensor is able to measure an angular displacement with a measuring range of 360 degrees without stop. Additionally, the angle sensor is configured to perform continuous angle measurement throughout the translational movement of the cylinder.
De plus, l’actionneur peut comprendre une correction du décalage avec une addition « modulo 360 degrés ». Ainsi, l’invention permet de procéder à une mesure d’angle « modulo 360 degrés ».Additionally, the actuator may include offset correction with a “modulo 360 degree” addition. Thus, the invention makes it possible to carry out a “modulo 360 degree” angle measurement.
La présente invention a également pour objet un procédé d’étalonnage d’un vérin d’un actionneur, notamment tel que défini précédemment, comprenant au moins :
- une étape de déplacement en butée initiale, au cours de laquelle un déplacement du vérin est effectuée jusqu’à une première position de butée du vérin ;
- une étape d’association initiale, au cours de laquelle une association de la première position de butée est réalisée avec une mesure d’angle indiquée par un capteur d’angle, lorsque le vérin est dans la première position de butée ; et
- une étape de calage, au cours de laquelle une mesure d’angle de calage est relevée par le capteur d’angle, lorsque le vérin est dans la première position de butée.
- an initial stop movement step, during which a movement of the cylinder is carried out to a first stop position of the cylinder;
- an initial association step, during which an association of the first stop position is carried out with an angle measurement indicated by an angle sensor, when the cylinder is in the first stop position; And
- a calibration step, during which a measurement of the calibration angle is recorded by the angle sensor, when the cylinder is in the first stop position.
Avantageusement, le procédé d’étalonnage peut également comprendre au moins :
- une étape de déplacement en butée finale, au cours de laquelle le vérin est déplacé jusqu’à une deuxième position de butée du vérin ;
- une étape d’association finale, au cours de laquelle une association de la deuxième position de butée est réalisée avec une mesure d’angle indiquée par le capteur d’angle, lorsque le vérin est dans la deuxième position de butée ; et
- une étape de calcul, au cours de laquelle des positions intermédiaires du vérin sont calculées en fonction de valeurs d’angle intermédiaires du capteur d’angle.
- a final stop movement step, during which the cylinder is moved to a second cylinder stop position;
- a final association step, during which an association of the second stop position is carried out with an angle measurement indicated by the angle sensor, when the cylinder is in the second stop position; And
- a calculation step, during which intermediate positions of the cylinder are calculated based on intermediate angle values of the angle sensor.
De préférence, le procédé d’étalonnage peut également comprendre au moins :
- une étape d’installation, au cours de laquelle l’actionneur est installé sur une machine comprenant un deuxième actionneur dont un mouvement est préalablement connu, et
- une étape de coordination, au cours de laquelle le mouvement de l’actionneur est coordonné avec le mouvement du deuxième actionneur.
- an installation step, during which the actuator is installed on a machine comprising a second actuator whose movement is previously known, and
- a coordination step, during which the movement of the actuator is coordinated with the movement of the second actuator.
D’autres objectifs, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other objectives, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely by way of non-limiting example, and made with reference to the appended drawings in which:
La
Le vérin effectue un mouvement linéaire entre deux positions de butée du vérin. Une course du vérin définit le mouvement du vérin d’une position de butée du vérin à l’autre position de butée du vérin.The cylinder performs a linear movement between two cylinder stop positions. A cylinder stroke defines the movement of the cylinder from one cylinder stop position to the other cylinder stop position.
L’actionneur 14 est, par exemple, électrique et est susceptible d’équiper une nacelle d’un turboréacteur d’un aéronef.The actuator 14 is, for example, electric and is capable of equipping a nacelle of an aircraft turbojet.
Alternativement, l’actionneur 14 peut équiper, par exemple, les ailes d’un aéronef ou une entrée d’air d’un moteur d’un aéronef.Alternatively, the actuator 14 can be fitted, for example, to the wings of an aircraft or an air inlet of an aircraft engine.
La nacelle comprend, par exemple, un capot mobile. Lors de phases d’ouverture et de fermeture de la nacelle, le capot mobile est déplacé entre une position déployée et une position escamotée. Le déplacement du capot mobile vers la position déployée ouvre, par exemple dans la nacelle, un passage destiné à un flux de gaz éjectés par le turboréacteur de manière à freiner l’aéronef lors d'une phase de freinage. Le déplacement du capot mobile vers la position escamotée ferme le passage destiné au flux de gaz éjectés lors du fonctionnement normal du turboréacteur ou lorsque l'aéronef est à l'arrêt.The nacelle includes, for example, a movable hood. During the opening and closing phases of the nacelle, the movable cover is moved between an deployed position and a retracted position. Moving the movable cover towards the deployed position opens, for example in the nacelle, a passage intended for a flow of gases ejected by the turbojet so as to brake the aircraft during a braking phase. Moving the movable cover to the retracted position closes the passage intended for the flow of gases ejected during normal operation of the turbojet or when the aircraft is stationary.
L’actionneur 14 est, par exemple, configuré pour supporter des températures élevées et/ou des variations de pression et/ou des vibrations correspondant à une installation de l’actionneur 14 sur un aéronef. Le vérin peut, par exemple, être un vérin hydraulique ou un servo-vérin.The actuator 14 is, for example, configured to withstand high temperatures and/or pressure variations and/or vibrations corresponding to an installation of the actuator 14 on an aircraft. The cylinder can, for example, be a hydraulic cylinder or a servo cylinder.
L’actionneur 14 comprend, entre autres, un capteur d’angle 16 et un mécanisme de conversion 18.The actuator 14 includes, among other things, an angle sensor 16 and a conversion mechanism 18.
Le mécanisme de conversion 18 relie mécaniquement le vérin au capteur d’angle 16. A cet effet, le mécanisme de conversion 18 peut comprendre, par exemple, une vis à bille.The conversion mechanism 18 mechanically connects the cylinder to the angle sensor 16. For this purpose, the conversion mechanism 18 may comprise, for example, a ball screw.
Le mécanisme de conversion 18 assure une conversion d’un mouvement de translation en un mouvement de rotation. Ainsi, le mécanisme de conversion 18 convertit le mouvement de translation du vérin en un mouvement de rotation transmis au capteur d’angle 16. A cet effet, le capteur d’angle 16 est apte à obtenir des mesures d’angle.The conversion mechanism 18 ensures conversion of a translation movement into a rotation movement. Thus, the conversion mechanism 18 converts the translational movement of the cylinder into a rotational movement transmitted to the angle sensor 16. For this purpose, the angle sensor 16 is able to obtain angle measurements.
Le capteur d’angle 16 comprend une pièce rotative 20 recevant le mouvement de rotation de manière à être entraînée en rotation. La pièce rotative 20 est libre en rotation autour d’un axe de rotation du mouvement de rotation transmis au capteur d’angle 16.The angle sensor 16 comprises a rotating part 20 receiving the rotational movement so as to be driven in rotation. The rotating part 20 is free to rotate around an axis of rotation of the rotational movement transmitted to the angle sensor 16.
En outre, la pièce rotative 20 ne comprend pas de butée lorsqu’elle est mise en rotation autour de l’axe de rotation. Ainsi, la pièce rotative 20 est apte à effectuer un mouvement de rotation sur plus de 360 degrés.Furthermore, the rotating part 20 does not include a stop when it is rotated around the axis of rotation. Thus, the rotating part 20 is able to perform a rotational movement over more than 360 degrees.
Le capteur d’angle 16 comprend, par exemple, un transducteur électromagnétique configuré pour convertir un changement d’angle d’un rotor 22 en une valeur électrique.The angle sensor 16 includes, for example, an electromagnetic transducer configured to convert a change in angle of a rotor 22 into an electrical value.
Le capteur d’angle 16 comprend, par exemple, un résolveur, notamment un résolveur électrotechnique. Le résolveur est, par exemple, un résolveur vitesse comprenant le rotor 22 et un stator 24 entourant radialement le rotor 22.The angle sensor 16 comprises, for example, a resolver, in particular an electrotechnical resolver. The resolver is, for example, a speed resolver comprising the rotor 22 and a stator 24 radially surrounding the rotor 22.
Le rotor 22 peut être constitué d’un empilement de tôles magnétiques et d’un bobinage primaire sous la forme d’un enroulement d’un fil de cuivre. Le bobinage primaire du rotor 22 est configuré pour être parcouru par une tension primaire, notamment une tension primaire sinusoïdale.The rotor 22 can be made up of a stack of magnetic sheets and a primary winding in the form of a winding of a copper wire. The primary winding of the rotor 22 is configured to carry a primary voltage, in particular a sinusoidal primary voltage.
Le stator 24 peut être constitué d’une masse magnétique et plusieurs bobinages secondaires, par exemple au nombre de deux selon l’exemple de la
Les bobinages secondaires sont espacés spatialement, par exemple les bobinages sont décalés radialement d’un angle de 90 degrés.The secondary windings are spatially spaced, for example the windings are offset radially by an angle of 90 degrees.
Les bobinages secondaires sont chacun configurés pour être parcourus par une tension induite.The secondary windings are each configured to carry an induced voltage.
En outre, la circulation d’un courant dans le bobinage primaire du rotor 22 induit un courant dans les bobinages secondaires. Le courant induit est proportionnel à un angle du rotor 22.In addition, the circulation of a current in the primary winding of rotor 22 induces a current in the secondary windings. The induced current is proportional to an angle of the rotor 22.
L’angle du rotor 22 correspond, par exemple, à un angle caractéristique du mouvement de rotation du rotor 22. L’angle du rotor 22 est mesuré par rapport à une direction fixe.The angle of the rotor 22 corresponds, for example, to a characteristic angle of the rotational movement of the rotor 22. The angle of the rotor 22 is measured relative to a fixed direction.
Une amplitude du courant induit dans les bobinages secondaires est proportionnelle à l’angle du rotor 22.An amplitude of the current induced in the secondary windings is proportional to the angle of the rotor 22.
Par exemple, l’amplitude du courant induit dans un bobinage secondaire est proportionnelle au cosinus de l’angle du rotor 22 et l’amplitude du courant induit dans l’autre bobinage secondaire est proportionnelle au sinus de l’angle du rotor 22.For example, the amplitude of the current induced in a secondary winding is proportional to the cosine of the angle of rotor 22 and the amplitude of the current induced in the other secondary winding is proportional to the sine of the angle of rotor 22.
Un traitement numérique permet alors de remonter à l’angle du rotor 22 avec une très grande précision.Digital processing then makes it possible to go back to the angle of rotor 22 with very high precision.
Dans un autre mode de réalisation, le capteur d’angle 16 comprend un résolveur multi-vitesses, apte notamment à mesurer plus précisément l’angle du rotor 22.In another embodiment, the angle sensor 16 comprises a multi-speed resolver, capable in particular of measuring the angle of the rotor 22 more precisely.
Le capteur d’angle 16 est configuré pour mesurer un angle proportionnel au mouvement du vérin de l’actionneur 14.The angle sensor 16 is configured to measure an angle proportional to the movement of the cylinder of the actuator 14.
La pièce rotative 20 ne possédant pas de butée sur son mouvement de rotation, le capteur d’angle 16 est apte à mesurer un angle quelles que soient la position et la course du vérin.The rotating part 20 does not have a stop on its rotational movement, the angle sensor 16 is able to measure an angle whatever the position and stroke of the cylinder.
En outre, une telle architecture n’a pas besoin d’un limiteur de couple, tel que le limiteur de couple 6 de l’actionneur 2 selon l’art antérieur présenté à la
Par ailleurs, l’invention permet que la masse de l’actionneur 14 peut être réduite par rapport à un actionneur 2 connu de l’art antérieur.Furthermore, the invention allows that the mass of the actuator 14 can be reduced compared to an actuator 2 known from the prior art.
Avantageusement, le capteur d’angle 16 a une plage de mesure de plus de 360 degrés, en particulier avec une information continue, lorsque la pièce rotative 20 effectue plusieurs tours. Ainsi, la mesure du capteur d’angle 16 n’est pas perturbée lorsque la pièce rotative 20 termine un premier tour et entame un deuxième tour.Advantageously, the angle sensor 16 has a measuring range of more than 360 degrees, in particular with continuous information, when the rotating part 20 makes several revolutions. Thus, the measurement of the angle sensor 16 is not disturbed when the rotating part 20 completes a first revolution and begins a second revolution.
Ainsi configuré, le capteur d’angle 16 étant susceptible de mesurer un déplacement angulaire avec une plage de mesure de 360 degrés sans butée et d’effectuer une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin, il est ainsi possible de procéder à une mesure d’angle « modulo 360 degrés ».Thus configured, the angle sensor 16 being capable of measuring an angular displacement with a measuring range of 360 degrees without stop and of carrying out a continuous angle measurement throughout the translation movement of the cylinder, it is thus possible to carry out a “modulo 360 degree” angle measurement.
L’actionneur 14 peut comprendre un réducteur 26. Préférentiellement, le réducteur 26 est placé entre le vérin et le capteur d’angle 16. Une telle configuration permet de modifier la plage de déplacement angulaire de la pièce rotative 20 correspondant au mouvement du vérin parcourant sa course complète. Plus particulièrement, le réducteur 26 est configuré pour faire coïncider la course du vérin de l’actionneur 14 sur une plage de déplacement angulaire de la pièce rotative 20.The actuator 14 may comprise a reducer 26. Preferably, the reducer 26 is placed between the cylinder and the angle sensor 16. Such a configuration makes it possible to modify the range of angular movement of the rotating part 20 corresponding to the movement of the cylinder traversing its complete course. More particularly, the reducer 26 is configured to make the stroke of the cylinder of the actuator 14 coincide over a range of angular movement of the rotating part 20.
Par exemple, le réducteur 26 est apte à permettre de réduire le nombre de tours effectués par la pièce rotative 20 lors de la course complète du vérin.For example, the reducer 26 is able to reduce the number of revolutions made by the rotating part 20 during the complete stroke of the cylinder.
Avantageusement, le rapport de réduction du réducteur 26 est tel que la pièce rotative 20 tourne d’un angle de moins de 360 degrés, lorsque le vérin parcourt sa course complète, notamment lors du mouvement du vérin d’une butée du vérin à l’autre.Advantageously, the reduction ratio of the reducer 26 is such that the rotating part 20 rotates through an angle of less than 360 degrees, when the cylinder travels its complete stroke, in particular during the movement of the cylinder from a stop of the cylinder to the other.
De préférence, le rapport de réduction du réducteur 26 est tel que la pièce rotative 20 tourne d’un angle compris entre 300 degrés et 360 degrés, lorsque le vérin parcourt sa course complète, notamment lors du mouvement du vérin d’une butée du vérin à l’autre.Preferably, the reduction ratio of the reducer 26 is such that the rotating part 20 rotates through an angle of between 300 degrees and 360 degrees, when the cylinder travels its full stroke, in particular during the movement of the cylinder from a stop of the cylinder to the other.
Toutefois, le capteur d’angle 16 étant sans butée et configuré pour effectuer une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin, il est possible de mesurer un déplacement angulaire avec une plage de mesure « modulo 360 degrés ».However, the angle sensor 16 being without a stop and configured to carry out a continuous angle measurement throughout the translation movement of the cylinder, it is possible to measure an angular displacement with a “modulo 360 degree” measuring range.
Le choix du rapport de réduction permet d’augmenter la précision de mesure du capteur d’angle 16. Néanmoins, le choix du rapport de réduction du réducteur 26 n’est en outre pas critique et de nombreux rapports de réduction sont utilisables pour un actionneur selon l’invention donné.The choice of the reduction ratio makes it possible to increase the measurement precision of the angle sensor 16. However, the choice of the reduction ratio of the reducer 26 is also not critical and many reduction ratios can be used for an actuator according to the invention given.
A titre d’exemple, si la plage de déplacement angulaire du capteur d’angle 16 est de 300 degrés, 1% de la course du vérin est représenté par 1% de la course angulaire du capteur d’angle 16, soit 3 degrés. La précision du capteur d’angle 16 de l’actionneur 14 est donc significativement augmentée par rapport aux actionneurs connus de l’art antérieur.For example, if the angular displacement range of the angle sensor 16 is 300 degrees, 1% of the stroke of the cylinder is represented by 1% of the angular stroke of the angle sensor 16, or 3 degrees. The precision of the angle sensor 16 of the actuator 14 is therefore significantly increased compared to the actuators known from the prior art.
Dans un mode de réalisation, le mécanisme de conversion 18 comprend un dispositif de rattrapage de jeu, non représenté. Le dispositif de rattrapage de jeu peut comprendre, par exemple, un ressort compensant un jeu d’assemblage du mécanisme de conversion 18.In one embodiment, the conversion mechanism 18 comprises a backlash compensation device, not shown. The clearance compensation device may include, for example, a spring compensating for assembly clearance of the conversion mechanism 18.
Ainsi, le dispositif de rattrape de jeu permet, par exemple, d’assurer la répétabilité des mesures d’angle en diminuant un jeu présent au niveau du mécanisme de conversion 18. Le dispositif de rattrape de jeu permet donc d’augmenter la précision des mesures.Thus, the backlash compensation device makes it possible, for example, to ensure the repeatability of angle measurements by reducing a backlash present at the level of the conversion mechanism 18. The backlash compensation device therefore makes it possible to increase the precision of the measures.
De plus, le dispositif de rattrapage de jeu peut également permettre, par exemple, de diminuer le jeu d’assemblage du réducteur 26.In addition, the clearance compensation device can also make it possible, for example, to reduce the assembly clearance of the reducer 26.
En conséquence, le dispositif de rattrapage de jeu permet, par exemple, d’augmenter l’efficacité de conversion de mouvement du mécanisme de conversion 18.Consequently, the backlash compensation device makes it possible, for example, to increase the movement conversion efficiency of the conversion mechanism 18.
Avantageusement, l’actionneur 14 comprend un calculateur, non représenté. Le calculateur de l’actionneur 14 peut comprendre une table de correspondance entre les mesures d’angle du capteur d’angle 16 et les positions du vérin. Le calculateur est alors apte à permettre, par exemple, un enregistrement, pour chaque position du vérin, de la mesure d’angle correspondant à cette position. Ainsi, le calculateur permet d’établir la table de correspondance entre les mesures d’angle du capteur d’angle 16 et les positions du vérin.Advantageously, the actuator 14 includes a calculator, not shown. The calculator of the actuator 14 may include a correspondence table between the angle measurements of the angle sensor 16 and the positions of the cylinder. The calculator is then capable of allowing, for example, a recording, for each position of the cylinder, of the angle measurement corresponding to this position. Thus, the calculator makes it possible to establish the correspondence table between the angle measurements of the angle sensor 16 and the positions of the cylinder.
De façon complémentaire, le calculateur peut comprendre, par exemple, un calculateur de régulation moteur, destiné à assurer une protection électronique des moteurs d’aéronef et à réduire une charge du pilote ou un convertisseur électronique de puissance assurant les fonctions de contrôle d’un système d’inverseur de poussée électrique d’une nacelle d’un aéronef.In a complementary manner, the computer may comprise, for example, an engine regulation computer, intended to ensure electronic protection of aircraft engines and to reduce a pilot's load or an electronic power converter ensuring the control functions of a electric thrust reverser system of an aircraft nacelle.
De préférence, le calculateur est configuré pour déterminer la position courante du vérin en fonction de la valeur d’angle courante mesurée par le capteur d’angle 16.Preferably, the calculator is configured to determine the current position of the cylinder as a function of the current angle value measured by the angle sensor 16.
A cet effet, le calculateur recherche, par exemple, dans la table de correspondance préalablement enregistrée, la position du vérin correspondant à la valeur d’angle courante.For this purpose, the computer searches, for example, in the previously recorded correspondence table, the position of the cylinder corresponding to the current angle value.
Dans un mode de réalisation, le capteur d’angle 16 peut être choisi avec une plage de mesure de 360 degrés sans butée et une mesure d’angle continue tout au long du mouvement de translation du vérin. En conséquence, si la course de l’actionneur 14 couvre un angle inférieur à 360 degrés, il est possible de procéder une correction, en particulier une correction logicielle, du décalage avec une addition « modulo 360 degrés ».In one embodiment, the angle sensor 16 can be chosen with a measuring range of 360 degrees without stopping and continuous angle measurement throughout the translation movement of the cylinder. Consequently, if the stroke of the actuator 14 covers an angle less than 360 degrees, it is possible to carry out a correction, in particular a software correction, of the offset with a “modulo 360 degrees” addition.
La
Lors d’une étape d’installation 30, on installe l’actionneur 14 sur une machine, par exemple sur une nacelle d’aéronef.During an installation step 30, the actuator 14 is installed on a machine, for example on an aircraft nacelle.
La machine est susceptible de comprendre, par exemple, un deuxième actionneur muni d’un deuxième vérin. En particulier, le mouvement du nouvel actionneur 14 n’est pas calibré et son mouvement n’est pas coordonné avec le mouvement du deuxième actionneur. Le mouvement du deuxième actionneur est, par exemple, déjà calibré et connu.The machine is likely to include, for example, a second actuator provided with a second cylinder. In particular, the movement of the new actuator 14 is not calibrated and its movement is not coordinated with the movement of the second actuator. The movement of the second actuator is, for example, already calibrated and known.
Pour coordonner le mouvement du nouvel actionneur 14 et du deuxième actionneur, lors d’une étape de déplacement en butée initiale 32, on effectue un déplacement du vérin de l’actionneur 14. Au cours de l’étape de déplacement en butée initiale 32, l’opérateur place la machine dans une première position de butée. La première position de butée de la machine est telle que le nouvel actionneur 14 et le deuxième actionneur sont également dans une position de butée.To coordinate the movement of the new actuator 14 and the second actuator, during an initial stop movement step 32, the cylinder of the actuator 14 is moved. During the initial stop movement step 32, the operator places the machine in a first stop position. The first stop position of the machine is such that the new actuator 14 and the second actuator are also in a stop position.
Ensuite, lors d’une étape d’association initiale 34, on effectue une association de la première position de butée à une mesure d’angle. Lors de l’étape d’association 34, la mesure d’angle indiquée par le capteur d’angle 16 est relevée, par exemple par l’opérateur. Avantageusement, l’étape d’association initiale 34 comprend ou constitue une étape d’enregistrement initiale, au cours de laquelle le calculateur enregistre une valeur d’angle correspondant à la première position de butée du vérin.Then, during an initial association step 34, an association is made of the first stop position to an angle measurement. During the association step 34, the angle measurement indicated by the angle sensor 16 is recorded, for example by the operator. Advantageously, the initial association step 34 comprises or constitutes an initial recording step, during which the computer records an angle value corresponding to the first stop position of the cylinder.
Par suite, lors d’une étape de calage 36, on définit la mesure d’angle relevée en tant qu’angle de calage. L’angle de calage correspond à la première position de butée du nouvel actionneur 14 installé sur la machine. Avantageusement, l’angle de calage est enregistré par le calculateur de l’actionneur 14.Subsequently, during a calibration step 36, the angle measurement recorded is defined as the calibration angle. The setting angle corresponds to the first stop position of the new actuator 14 installed on the machine. Advantageously, the setting angle is recorded by the computer of the actuator 14.
Dans un mode de réalisation, le rapport de réduction du réducteur 26 est tel que la plage de déplacement angulaire du capteur d’angle 16 est de moins de 360 degrés, par exemple de 300 degrés. Lorsque le vérin est dans la première position de butée du vérin, le calculateur enregistre l’angle de calage et l’associe à la première position de butée du nouvel actionneur 14. Lors d’une étape de déplacement en butée finale 38 suivante, on déplace, en particulier lentement, le vérin de l’actionneur 14, de manière à positionner le vérin dans sa deuxième position de butée.In one embodiment, the reduction ratio of the reducer 26 is such that the angular displacement range of the angle sensor 16 is less than 360 degrees, for example 300 degrees. When the cylinder is in the first stop position of the cylinder, the computer records the setting angle and associates it with the first stop position of the new actuator 14. During a subsequent final stop movement step 38, we moves, in particular slowly, the cylinder of the actuator 14, so as to position the cylinder in its second stop position.
Ensuite, avantageusement, lors d’une étape d’association finale 40, la deuxième position de butée est associée à une mesure d’angle indiquée par le capteur d’angle 16, lorsque le vérin est dans la deuxième position de butée. En particulier, le calculateur enregistre une valeur d’angle correspondant à la deuxième position de butée du vérin.Then, advantageously, during a final association step 40, the second stop position is associated with an angle measurement indicated by the angle sensor 16, when the cylinder is in the second stop position. In particular, the computer records an angle value corresponding to the second stop position of the cylinder.
Par suite, lors d’une étape de calcul 42, des positions intermédiaires du vérin sont calculées en fonction de valeurs d’angle intermédiaires du capteur d’angle 16. En particulier, le calculateur, ayant enregistré les valeurs d’angle du capteur d’angle 16 pour les deux positions de butée du vérin de l’actionneur 14, calcule, par interpolation, les valeurs d’angle correspondant aux positions intermédiaires du vérin.Subsequently, during a calculation step 42, intermediate positions of the cylinder are calculated as a function of intermediate angle values of the angle sensor 16. In particular, the calculator, having recorded the angle values of the sensor d The angle 16 for the two stop positions of the cylinder of the actuator 14, calculates, by interpolation, the angle values corresponding to the intermediate positions of the cylinder.
Par exemple, le calculateur calcule la position du vérin en pourcentage de déplacement du vérin. La position courante du vérin en pourcentage est, par exemple, égale à la différence entre une valeur d’angle courante du capteur d’angle 16 et la valeur d’angle correspondant à la première butée du vérin, le tout divisé par la course de déplacement angulaire du capteur d’angle 16 lorsque le vérin parcourt sa course complète.For example, the calculator calculates the position of the cylinder as a percentage of displacement of the cylinder. The current position of the cylinder in percentage is, for example, equal to the difference between a current angle value of the angle sensor 16 and the angle value corresponding to the first stop of the cylinder, all divided by the stroke of angular movement of the angle sensor 16 when the cylinder travels its full stroke.
Enfin, lors d’une étape de coordination 44, il est opéré une coordination du mouvement du nouvel actionneur 14 et du deuxième actionneur.Finally, during a coordination step 44, the movement of the new actuator 14 and the second actuator is coordinated.
Le mouvement du nouvel actionneur 14 étant désormais connu, l’opérateur est apte à commander les vérins de la machine de manière précise et simultanée.The movement of the new actuator 14 now being known, the operator is able to control the cylinders of the machine precisely and simultaneously.
Avantageusement, le calculateur est configuré et dûment programmé pour effectuer l’étape d’installation 30, l’étape de déplacement en butée initiale 32, l’étape d’association initiale 34, l’étape de calage 36, l’étape de déplacement en butée finale 38, l’étape d’enregistrement finale 40, l’étape de calcul 42 et/ou l’étape de coordination 44.Advantageously, the computer is configured and duly programmed to carry out the installation step 30, the initial stop movement step 32, the initial association step 34, the wedging step 36, the movement step at the final stop 38, the final recording step 40, the calculation step 42 and/or the coordination step 44.
Ainsi, lorsque l’étape d’installation 30 de l’actionneur 14 est effectuée, le calculateur est capable d’effectuer un cycle d’ouverture et de fermeture de la machine correspond au déplacement des vérins de la machine d’une position de butée à une autre.Thus, when the installation step 30 of the actuator 14 is carried out, the computer is capable of carrying out an opening and closing cycle of the machine corresponding to the movement of the cylinders of the machine from a stop position to another.
Au cours de ce cycle d’ouverture et de fermeture, le calculateur est apte à créer la table de correspondance entre les mesures d’angle et les positions du vérin, de sorte que le mouvement du nouvel actionneur 14 est calibré.During this opening and closing cycle, the computer is able to create the correspondence table between the angle measurements and the positions of the cylinder, so that the movement of the new actuator 14 is calibrated.
En outre, le mouvement du nouvel actionneur 14 est coordonné avec le mouvement du deuxième actionneur. L’installation d’un nouvel actionneur 14 sur une machine est ainsi facilitée.Furthermore, the movement of the new actuator 14 is coordinated with the movement of the second actuator. The installation of a new actuator 14 on a machine is thus facilitated.
Claims (11)
- un vérin,
- un capteur d’angle (16), et
- un mécanisme de conversion (18), apte à relier mécaniquement le vérin au capteur d’angle (16) et à assurer une conversion d’un mouvement de translation du vérin en un mouvement de rotation transmis au capteur d’angle (16),
- a jack,
- an angle sensor (16), and
- a conversion mechanism (18), capable of mechanically connecting the cylinder to the angle sensor (16) and ensuring conversion of a translational movement of the cylinder into a rotational movement transmitted to the angle sensor (16),
et en ce que le capteur d’angle (16) comprend un stator (24) entourant radialement le rotor (22), notamment le stator (24) étant muni de bobinages secondaires, configuré pour être parcouru par un courant induit ayant une amplitude proportionnelle à la tension primaire et à un angle de la pièce rotative (20).Actuator (14) according to claim 1, characterized in that the rotating part (20) comprises a rotor (22), in particular provided with a primary winding, configured to carry a primary voltage, in particular a sinusoidal voltage,
and in that the angle sensor (16) comprises a stator (24) radially surrounding the rotor (22), in particular the stator (24) being provided with secondary windings, configured to be traversed by an induced current having a proportional amplitude at the primary voltage and at an angle of the rotating part (20).
- une étape de déplacement en butée initiale (32), au cours de laquelle un déplacement du vérin est effectuée jusqu’à une première position de butée du vérin ;
- une étape d’association initiale (34), au cours de laquelle une association de la première position de butée est réalisée avec une mesure d’angle indiquée par un capteur d’angle (16), lorsque le vérin est dans la première position de butée ; et
- une étape de calage (36), au cours de laquelle une mesure d’angle de calage est relevée par le capteur d’angle (16), lorsque le vérin est dans la première position de butée.
- an initial stop movement step (32), during which movement of the cylinder is carried out to a first stop position of the cylinder;
- an initial association step (34), during which an association of the first stop position is carried out with an angle measurement indicated by an angle sensor (16), when the cylinder is in the first position of stop; And
- a setting step (36), during which a measurement of the setting angle is taken by the angle sensor (16), when the cylinder is in the first stop position.
- une étape de déplacement en butée finale (38), au cours de laquelle le vérin est déplacé jusqu’à une deuxième position de butée du vérin ;
- une étape d’association finale (40), au cours de laquelle une association de la deuxième position de butée est réalisée avec une mesure d’angle indiquée par le capteur d’angle (16), lorsque le vérin est dans la deuxième position de butée ; et
- une étape de calcul (42), au cours de laquelle des positions intermédiaires du vérin sont calculées en fonction de valeurs d’angle intermédiaires du capteur d’angle (16).
- a final stop movement step (38), during which the cylinder is moved to a second cylinder stop position;
- a final association step (40), during which an association of the second stop position is carried out with an angle measurement indicated by the angle sensor (16), when the cylinder is in the second position of stop; And
- a calculation step (42), during which intermediate positions of the cylinder are calculated based on intermediate angle values of the angle sensor (16).
- une étape d’installation (30), au cours de laquelle l’actionneur (14) est installé sur une machine comprenant un deuxième actionneur dont un mouvement est préalablement connu ; et
- une étape de coordination (44), au cours de laquelle le mouvement de l’actionneur (14) est coordonné avec le mouvement du deuxième actionneur.
- an installation step (30), during which the actuator (14) is installed on a machine comprising a second actuator whose movement is previously known; And
- a coordination step (44), during which the movement of the actuator (14) is coordinated with the movement of the second actuator.
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Legal Events
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Effective date: 20240510 |