本文所公開的主題涉及固定翼飛機(jī)中的致動(dòng)器。更具體地，本文所公開的主題涉及用于這種飛機(jī)的致動(dòng)器中的一體化扭矩限制器。

背景技術(shù)：
術(shù)語“致動(dòng)器”是指這類機(jī)構(gòu)的構(gòu)件，該機(jī)構(gòu)的主要功能是提供用于將被致動(dòng)元件移動(dòng)到期望位置的可控力。致動(dòng)器系統(tǒng)典型地包括致動(dòng)器、致動(dòng)元件、連接聯(lián)動(dòng)裝置以及動(dòng)力源。一些致動(dòng)器系統(tǒng)還必須執(zhí)行力限制功能，萬一該系統(tǒng)被卡住時(shí)阻止損害。有時(shí)候這通過致動(dòng)器輸入軸上的扭矩限制裝置來完成。飛機(jī)致動(dòng)系統(tǒng)是可將扭矩限制器用作致動(dòng)器的力限制器的系統(tǒng)的示例。在飛機(jī)致動(dòng)系統(tǒng)中，高升力致動(dòng)器可被用于在各種狀況下提升以及保持飛行表面處于特別位置。為此扭矩限制器可限制施加到該飛行表面上的扭矩。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一體化扭矩限制器/無倒退裝置用于致動(dòng)器中，所述致動(dòng)器包括輸入軸、輸出端和齒輪減速機(jī)構(gòu)。該裝置包括：輸入坡道，所述輸入坡道用于從所述輸入軸接收扭矩；用于傳遞扭矩的組合坡道；輸出坡道，所述輸出坡道用于將扭矩傳遞到所述齒輪減速機(jī)構(gòu)；位于所述輸入坡道與所述組合坡道之間以及位于所述組合坡道與所述輸出坡道之間以傳遞扭矩的滾珠；以及制動(dòng)器，所述制動(dòng)器用于使扭矩接地（ground），并且用于當(dāng)已經(jīng)滿足扭矩閾值時(shí)通過阻止所述輸入坡道、所述組合坡道和所述輸出坡道中的一個(gè)或多個(gè)的運(yùn)動(dòng)而阻止所述輸入軸的倒退驅(qū)動(dòng)。所述輸入坡道和所述輸出坡道分別是無倒退坡道和扭矩限制器坡道，且該裝置還包括銷，所述銷位于所述組合坡道與所述無倒退坡道和齒輪減速機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)之間，用于傳遞扭矩。通過致動(dòng)器來限制扭矩以及倒退驅(qū)動(dòng)（backdriving）的方法包括：在輸入軸處接收輸入扭矩；將所述輸入扭矩傳遞通過一體化扭矩限制器/無倒退裝置，所述一體化扭矩限制器/無倒退裝置包括借助滾珠連接到組合坡道的扭矩限制器坡道和借助滾珠連接到所述組合坡道的無倒退坡道、以及銷；感測通過所述滾珠在所述扭矩限制器坡道和所述組合坡道之間傳遞的扭矩；當(dāng)在所述扭矩限制器坡道和所述組合坡道之間傳遞的所述扭矩達(dá)到預(yù)定值時(shí)接合所述扭矩限制器，從而使得所述扭矩限制器坡道和所述組合坡道分離并且接合制動(dòng)器；感測在所述無倒退坡道和所述組合坡道之間傳遞的扭矩；以及當(dāng)在所述無倒退坡道和所述組合坡道之間傳遞的所述扭矩達(dá)到預(yù)定值時(shí)接合所述無倒退裝置，從而使得所述銷從所述無倒退坡道和所述組合坡道之一脫離，從而使得扭矩被傳遞通過所述滾珠并且促使這些坡道分離并接合制動(dòng)器。附圖說明圖1是飛機(jī)上的典型縫翼致動(dòng)系統(tǒng)。圖2A示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置的致動(dòng)器的第一實(shí)施方式。圖2B示出了沒有輸入扭矩的一體化扭矩限制器/無倒退裝置的兩個(gè)相鄰滾珠坡道的視圖。圖2C示出了具有輸入扭矩的一體化扭矩限制器/無倒退裝置的兩個(gè)相鄰滾珠坡道的視圖。圖3示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置的致動(dòng)器的第二實(shí)施方式。圖4示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置的致動(dòng)器的第三實(shí)施方式。具體實(shí)施方式圖1示出了飛機(jī)11上的典型縫翼致動(dòng)系統(tǒng)10。該系統(tǒng)定位在飛機(jī)11的左翼12a和右翼12b上，并且該系統(tǒng)包括位置指示裝置14、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16、縫翼面板18、縫翼致動(dòng)器20、縫翼面板聯(lián)動(dòng)裝置22和扭矩軸系30。每個(gè)縫翼面板18由兩個(gè)縫翼面板聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)22被連接到機(jī)翼12a或12b，其中，每個(gè)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過縫翼致動(dòng)器20被連接到縫翼致動(dòng)系統(tǒng)10。動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16通過扭矩軸系30連接到每個(gè)縫翼致動(dòng)器20。在飛行之前或在著陸時(shí)，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16給縫翼致動(dòng)器20提供動(dòng)力，以使縫翼面板18遠(yuǎn)離機(jī)翼12a和12b延伸并且延伸到空氣流中。縫翼面板聯(lián)動(dòng)裝置22被用于使得縫翼面板18延伸，并且位置指示裝置14與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16一起工作以將縫翼面板18保持就位。一旦處于飛行中，該動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16就給縫翼致動(dòng)器20提供動(dòng)力以將縫翼面板18朝向機(jī)翼12a和12b縮回，以在飛行期間減少阻力。在一些情況下，當(dāng)縫翼致動(dòng)器20正驅(qū)動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置22以延伸或縮回縫翼面板18時(shí)，該聯(lián)動(dòng)裝置22中存在卡塞。當(dāng)發(fā)生卡塞時(shí)，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16能產(chǎn)生足夠大的扭矩破壞飛機(jī)的縫翼面板或結(jié)構(gòu)。因此，在每個(gè)縫翼致動(dòng)器20中通常包括扭矩限制器。該扭矩限制器感測經(jīng)過致動(dòng)器20到達(dá)縫翼面板18的扭矩。如果感測到的扭矩過高，那么扭矩限制器鎖止（lockup）并且借助所述鎖止將來自動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元16的任何附加扭矩接地到機(jī)翼。在飛行期間，并且尤其當(dāng)縫翼面板18由縫翼致動(dòng)器20延伸到空氣流中時(shí)，縫翼面板18暴露于許多不同的力。這些力中的一些作用在縫翼面板18上，以沿與縫翼致動(dòng)器20使面板18延伸的方向相反的方向推動(dòng)。無倒退（no-back）系統(tǒng)阻止該負(fù)載實(shí)際上將致動(dòng)器20向后驅(qū)動(dòng)。圖2A示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的致動(dòng)器20的第一實(shí)施方式。致動(dòng)器20包括輸入軸30、齒輪減速機(jī)構(gòu)32、致動(dòng)器輸出端34、以及一體化扭矩限制器/無倒退裝置36。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36包括扭矩限制器滾珠坡道38、組合滾珠坡道40、無倒退滾珠坡道42、制動(dòng)板44、錐形制動(dòng)器45、滾珠46、48以及銷50。雖然分別僅示出了一個(gè)滾珠46、48，但是在致動(dòng)器20中可使用多個(gè)滾珠46、48。致動(dòng)器輸入軸30被連接到扭矩限制器滾珠坡道38。扭矩限制器滾珠坡道38接觸滾珠46，所述滾珠46與組合滾珠坡道40接觸。齒輪減速機(jī)構(gòu)32被連接到輸出端34。致動(dòng)器齒輪減速機(jī)構(gòu)32可以是任何類型的齒輪系統(tǒng)，包括但不限于簡單齒輪裝置、周轉(zhuǎn)輪傳動(dòng)裝置、蝸桿傳動(dòng)裝置或齒輪傳動(dòng)裝置。當(dāng)無倒退裝置未被接合時(shí)，滾珠坡道40推動(dòng)銷50，該銷推動(dòng)無倒退滾珠坡道42和齒輪減速機(jī)構(gòu)32。當(dāng)無倒退裝置被接合時(shí)，齒輪減速機(jī)構(gòu)32推動(dòng)無倒退滾珠坡道42，從而使得滾珠48在無倒退滾珠坡道42和組合滾珠坡道40上滾動(dòng)，從而使得無倒退滾珠坡道42和組合滾珠坡道40分離并接合錐形制動(dòng)器45。圖2B-2C示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的滾珠46的相鄰滾珠坡道38、40的視圖。雖然示出了滾珠坡道38、40以及滾珠46，但是這也演示了滾珠坡道40和42以及滾珠48。圖2B示出了當(dāng)無扭矩被作用在致動(dòng)器20上時(shí)的扭矩限制器滾珠坡道38和組合滾珠坡道40。圖2C示出了扭矩從扭矩限制器滾珠坡道38通過滾珠46被傳遞到組合滾珠坡道40，從而使得滾珠46在坡道上滾動(dòng)，并且將坡道38、40彼此離開地移動(dòng)。通過旋轉(zhuǎn)輸入軸30，扭矩被施加到致動(dòng)器20。該旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從輸入軸30被傳遞到一體化扭矩限制器/無倒退裝置36并傳遞到齒輪減速機(jī)構(gòu)32，并且然后從齒輪減速機(jī)構(gòu)32被傳遞到輸出端34。輸出端34被連接到齒條和小齒輪或者其他類型的裝置，以將來自齒輪減速機(jī)構(gòu)32的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，以提供驅(qū)動(dòng)從而通過如圖1所示的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)來延伸或縮回縫翼面板。在替代實(shí)施方式中，致動(dòng)器20被連接到表面的旋轉(zhuǎn)線。當(dāng)扭矩從扭矩限制器滾珠坡道38通過滾珠46被傳遞到組合坡道40時(shí)，這使得滾珠46在坡道38、40上滾動(dòng)，如圖2C所示。當(dāng)滾珠46在坡道38、40上滾動(dòng)時(shí)，坡道38、40上的角度使得扭矩被傳遞。當(dāng)滾珠48在坡道38、40上滾動(dòng)時(shí)，這還使得坡道38、40分離。在一定點(diǎn)處，當(dāng)坡道38、40足夠地分離時(shí)，坡道38和40遇到制動(dòng)板44并且輸入扭矩限制器被接合。該接合意味著，扭矩已經(jīng)達(dá)到臨界點(diǎn)并且必須從該系統(tǒng)被傳送走以便不損害飛行表面。在該點(diǎn)處進(jìn)入該系統(tǒng)的任何附加扭矩都被接地到致動(dòng)器殼體（未示出）。當(dāng)扭矩尚未達(dá)到使得扭矩限制器接合的臨界點(diǎn)并且仍被傳送通過致動(dòng)器20時(shí)，該扭矩傳送到一體化的扭矩限制器和無倒退裝置36的無倒退部分。銷50接合無倒退坡道42、齒輪減速機(jī)構(gòu)32和組合坡道40，使得不允許滾珠48在坡道40、42之間爬行，如圖2C所示。當(dāng)通過齒輪減速機(jī)構(gòu)32的扭矩已經(jīng)達(dá)到一定水平時(shí)，銷50從無倒退滾珠坡道42和齒輪減速機(jī)構(gòu)32脫離，從而使得扭矩被傳遞通過滾珠48（而不是銷50）。這使得滾珠48在坡道40、42上移動(dòng)，從而分離坡道40、42。坡道40、42的充分分離使得無倒退坡道42遇到錐形制動(dòng)器45，從而接合無倒退裝置，以保持縫翼面板18穩(wěn)定并且阻止致動(dòng)器20的倒退驅(qū)動(dòng)。過去的致動(dòng)器20包括分離的無倒退和扭矩限制裝置。過去的無倒退裝置典型地包括效率低的齒輪組或兩個(gè)盤片、滾珠和一組制動(dòng)器。過去的扭矩限制裝置典型地包括兩個(gè)盤片、滾珠和一組制動(dòng)器。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36提供致動(dòng)器20所需的扭矩限制以及無倒退特征能力，同時(shí)通過使用用于扭矩限制功能以及無倒退功能的組合滾珠坡道40來省除過去系統(tǒng)的各個(gè)部件，從而得到用于扭矩限制以及無倒退特征的總體較小的外殼以及致動(dòng)器20的總體較小的外殼。這實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器20的重量和成本的節(jié)約。組合扭矩限制器/無倒退裝置導(dǎo)致更少的部件，從而得到更簡單且更有效的系統(tǒng)。圖3示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的致動(dòng)器20的第二實(shí)施方式。相似的部件具有與圖2A中所示相同的附圖標(biāo)記。致動(dòng)器20包括輸入軸30、齒輪減速機(jī)構(gòu)32、致動(dòng)器輸出端34、以及一體化扭矩限制器/無倒退裝置36。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36包括扭矩限制器滾珠坡道38、組合滾珠坡道40、無倒退滾珠坡道42、制動(dòng)板44、錐形制動(dòng)器45、滾珠46、48以及銷50。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36以與圖2A所示相同的方式工作，其中坡道38、40用作扭矩限制器，并且坡道40、42用作無倒退裝置。在該實(shí)施方式中，用于無倒退的錐形制動(dòng)器45定位在扭矩限制器滾珠坡道38和組合滾珠坡道40之間。將錐形制動(dòng)器45設(shè)置在坡道38、40之間通過工作以停止兩個(gè)無倒退坡道的運(yùn)動(dòng)而可實(shí)現(xiàn)更快的無倒退制動(dòng)，以更快地將扭矩接地。這可導(dǎo)致更少的倒退驅(qū)動(dòng)，從而使得能夠更精確地控制飛行表面。圖4示出了具有一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的致動(dòng)器20的第三實(shí)施方式。相似的部件具有與圖2A和圖3中所示相同的附圖標(biāo)記。致動(dòng)器20包括輸入軸30、齒輪減速機(jī)構(gòu)32、致動(dòng)器輸出端34、以及一體化扭矩限制器/無倒退裝置36。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36包括扭矩限制器滾珠坡道38、組合滾珠坡道40、無倒退滾珠坡道42、制動(dòng)板44、滾珠46、48以及銷50。在如圖4所示的實(shí)施方式中，無倒退裝置滾珠坡道42連接到輸入軸30，以接收來自輸入軸30的扭矩。該扭矩被傳遞首先通過銷50而到達(dá)組合坡道40，并且然后通過滾珠48被傳遞通過扭矩限制器滾珠坡道。扭矩限制器滾珠坡道38將扭矩傳遞到齒輪減速機(jī)構(gòu)32。制動(dòng)板44會(huì)工作以接合一體化裝置36的無倒退和扭矩限制部分。通過省除致動(dòng)器20中的一組制動(dòng)器，具有如圖4所示的一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的致動(dòng)器20可提供附加空間和重量節(jié)約。該實(shí)施方式可導(dǎo)致一體化扭矩限制器/無倒退裝置36的更慢反應(yīng)時(shí)間，并且可被最佳地用于具有較低負(fù)載或者不太容易卡塞的系統(tǒng)中。一體化扭矩限制器/無倒退裝置36向致動(dòng)器提供無倒退和扭矩限制能力，同時(shí)減少具有分離扭矩限制和無倒退系統(tǒng)的過去致動(dòng)器所需的重量和空間。使用組合滾珠坡道40以提供無倒退和扭矩限制系統(tǒng)功能省除了至少一個(gè)盤片，從而使得總體更簡單的致動(dòng)器具有提供用于飛機(jī)系統(tǒng)的無倒退和扭矩限制能力所需的更少部件。雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可作出各種變化并且等同物可替代其元件，而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，可作出許多修改以使得特殊情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)，而不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明旨在不局限于所公開的特殊實(shí)施方式，而是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。