混合轉(zhuǎn)矩限制旋轉(zhuǎn)止回裝置的制造方法
【專利說明】混合轉(zhuǎn)矩限制旋轉(zhuǎn)止回裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是要求在2014年7月18日提交的美國臨時(shí)申請編號62/026，310的優(yōu)先權(quán)益的非臨時(shí)申請。美國臨時(shí)申請編號62/026，310的全部公開內(nèi)容通過引用并入本文。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本文中公開的主題涉及旋轉(zhuǎn)裝置，并且更具體地，涉及具有止回能力和轉(zhuǎn)矩限制能力的旋轉(zhuǎn)裝置。
[0005]飛機(jī)利用致動(dòng)系統(tǒng)來控制飛機(jī)飛行表面。此類致動(dòng)系統(tǒng)通過包括轉(zhuǎn)矩管、齒輪箱和軸承支架的轉(zhuǎn)矩傳輸裝置將轉(zhuǎn)矩傳輸至致動(dòng)器。如果轉(zhuǎn)矩傳輸裝置發(fā)生斷開故障，止回將通過將在飛行控制表面上由氣動(dòng)負(fù)載產(chǎn)生的合成轉(zhuǎn)矩接地至結(jié)構(gòu)地面來防止用于給定飛行表面的位置控制損失，并且從而將所述表面鎖定在固定位置。
[0006]利用此類飛行控制致動(dòng)系統(tǒng)，通常有必要減輕由結(jié)構(gòu)堵塞產(chǎn)生的超載情況。完成超載減輕的一個(gè)方法為具有在致動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩限制裝置，以使得如果超過限制，致動(dòng)器輸出轉(zhuǎn)矩由致動(dòng)器內(nèi)的機(jī)制通過將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)移至結(jié)構(gòu)地面來限制。
[0007]發(fā)明簡述
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種旋轉(zhuǎn)裝置組件，并且所述組件包括連接至轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的輸入軸、輸出軸和旋轉(zhuǎn)裝置，所述旋轉(zhuǎn)裝置被布置以便將第一轉(zhuǎn)矩從輸入軸傳輸至輸出軸，并且被配置具有止回能力以便防止施加至輸出軸的第二轉(zhuǎn)矩被傳輸至輸入軸，以及被配置具有止回能力和扭轉(zhuǎn)鎖定能力以便在第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的超載。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供飛行控制致動(dòng)系統(tǒng)被，并且所述系統(tǒng)包括靜態(tài)表面、相對于靜態(tài)表面可樞轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)表面、和旋轉(zhuǎn)裝置組件，所述旋轉(zhuǎn)裝置組件可操作地連接至靜態(tài)表面和動(dòng)態(tài)表面，并且被配置以便將第一轉(zhuǎn)矩從輸入軸傳輸至輸出軸來控制動(dòng)態(tài)表面的樞轉(zhuǎn)，被配置具有獨(dú)立預(yù)先裝載止回能力以便防止施加至輸出軸的第二轉(zhuǎn)矩被傳輸至輸入軸，并且被配置具有止回能力和扭轉(zhuǎn)鎖定能力以便在第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止輸入軸連接至其的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置的超載。
【附圖說明】
[0010]被視為本發(fā)明的主題是在說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求中具體地指出并且明確提出保護(hù)要求。本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳述顯而易見，在附圖中:
[0011]圖1為根據(jù)實(shí)施方案的飛機(jī)的透視圖；
[0012]圖2為圖1的飛機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)表面的視圖；
[0013]圖3為根據(jù)實(shí)施方案的旋轉(zhuǎn)裝置的透視圖；
[0014]圖4為根據(jù)實(shí)施方案的旋轉(zhuǎn)裝置的側(cè)視圖；
[0015]圖5為沿線A-A截取的圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的橫截面視圖；
[0016]圖6為沿線B-B截取的圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的橫截面視圖；
[0017]圖7是沿線C-C截取的圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的橫截面視圖；
[0018]圖8為圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的滾珠坡道機(jī)構(gòu)的操作情況的側(cè)視圖；
[0019]圖9為根據(jù)替代性實(shí)施方案的圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的操作的示意圖；
[0020]圖10為根據(jù)替代性實(shí)施方案的圖4的旋轉(zhuǎn)裝置的操作的示意圖。
[0021]詳述參考附圖以舉例方式來說明本發(fā)明的實(shí)施方案連同優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0022]發(fā)明詳述
[0023]提供一種具有獨(dú)立預(yù)先裝載的混合轉(zhuǎn)矩限制旋轉(zhuǎn)止回裝置。旋轉(zhuǎn)止回裝置可整合在飛機(jī)飛行控制致動(dòng)系統(tǒng)(如襟翼升高系統(tǒng)和/或縫翼升高系統(tǒng))內(nèi)。如果致動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)線發(fā)生故障，所述裝置的止回能力將防止飛機(jī)飛行控制表面偏離期望位置。當(dāng)致動(dòng)系統(tǒng)被裝載超過轉(zhuǎn)矩限制閾值時(shí)，所述裝置的轉(zhuǎn)矩限制能力將防止飛機(jī)結(jié)構(gòu)的超載。
[0024]參考圖1和2，飛機(jī)I包括機(jī)身2、從機(jī)身2向外延伸的靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3 (即機(jī)翼)、動(dòng)態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面和引擎5。引擎5可附接至靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3或機(jī)身2，并且被配置以便產(chǎn)生用于飛機(jī)I的推力?？蓪?dòng)態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面設(shè)置成被布置在靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3的后邊緣處的襟翼控制表面(以下稱為“襟翼”)40，或被布置在靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3的前邊緣處的縫翼控制表面(以下稱為“縫翼”)41。襟翼40被配置以便通過襟翼致動(dòng)器42相對于靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3樞轉(zhuǎn)，所述襟翼致動(dòng)器42由襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43來控制和驅(qū)動(dòng)。類似地，縫翼41被配置以便通過縫翼致動(dòng)器44相對于靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3樞轉(zhuǎn)，所述縫翼致動(dòng)器44由縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45來控制和驅(qū)動(dòng)。如圖2和3所示，飛機(jī)I的襟翼致動(dòng)器42/縫翼致動(dòng)器44可各自包括旋轉(zhuǎn)裝置組件6，所述旋轉(zhuǎn)裝置組件6可操作地連接至靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3中的至少一個(gè)，以及連接至關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)襟翼40和縫翼41，以便執(zhí)行其樞轉(zhuǎn)動(dòng)作。
[0025]旋轉(zhuǎn)裝置組件6被配置以便將第一轉(zhuǎn)矩從相對于靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3可旋轉(zhuǎn)的輸入軸7傳輸至相對于動(dòng)態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面4不可旋轉(zhuǎn)的輸出軸8。通過此類轉(zhuǎn)矩傳輸，旋轉(zhuǎn)裝置組件6能夠控制動(dòng)態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面4的樞轉(zhuǎn)，具有獨(dú)立預(yù)先裝載止回能力，并且在一些情況下具有止回能力和扭轉(zhuǎn)鎖定能力。
[0026]如以下將描述的，所述旋轉(zhuǎn)裝置組件的止回能力用于在第二轉(zhuǎn)矩不超過(即小于)轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止第二轉(zhuǎn)矩被傳輸至輸入軸7，所述第二轉(zhuǎn)矩可通過作用在襟翼40/縫翼41上的外力來施加至輸出軸8。轉(zhuǎn)矩鎖定能力用于在第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止輸入軸7連接至的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生裝置(如襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43和縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45)的超載。
[0027]參考圖4，旋轉(zhuǎn)裝置組件6包括:輸入軸7，所述輸入軸7連接至襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43或縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45，并且根據(jù)由襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43或縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩相對于靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3 (見圖2和3)可旋轉(zhuǎn)；輸出軸8，所述輸出軸8相對于襟翼40/和縫翼41不可旋轉(zhuǎn)；以及旋轉(zhuǎn)裝置10。旋轉(zhuǎn)裝置10可操作地被布置，以便將第一轉(zhuǎn)矩沿輸入轉(zhuǎn)矩路徑11從輸入軸7傳輸至輸出軸8，并且被配置具有獨(dú)立預(yù)先裝載止回能力以便在第二轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止第二轉(zhuǎn)矩被傳輸至輸入軸7，以及被配置具有止回能力和扭轉(zhuǎn)鎖定能力以便在第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，防止襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43和縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45的超載。
[0028]旋轉(zhuǎn)裝置組件6更包括致動(dòng)器或第一支撐外殼12、軸承元件13和第二支撐外殼14。第一支撐外殼12可被以支撐方式布置在靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3內(nèi)，并且軸承元件13被布置在第一支撐外殼12與輸入軸7之間，以便從而將輸入軸7旋轉(zhuǎn)地支撐在支撐外殼12中。第二支撐外殼14可相對于靜態(tài)空氣動(dòng)力學(xué)表面3為靜態(tài)的，并且可被配置成旋轉(zhuǎn)裝置6可被錨定至的錨。
[0029]旋轉(zhuǎn)裝置6也包括輸入部分和輸出部分，所述輸入部分和輸出部分現(xiàn)都將繼續(xù)參考圖4以及附加參考圖5-8來描述。輸入部分包括滾珠坡道推力板15、輸出錐形軸16和(例如，3個(gè))球形球17。滾珠坡道推力板15從輸入軸7向外延伸，并且通過輥70、花鍵或另一合適的裝置扭轉(zhuǎn)連接至輸入軸7。輸出軸8為扭轉(zhuǎn)的
[0030]最終通過花鍵或其它合適的裝置連接至輸出錐形軸16，并且由彈簧(下文稱為“第一彈性元件”)18預(yù)先裝載，以及可與輸出軸8 一起旋轉(zhuǎn)。推力板15具有被成形以便限定凹坑151的第一軸向表面150，并且輸出錐形軸16具有被成形以便限定3個(gè)坡道161的第二軸向表面160。第一軸向表面150和第二軸向表面160為互補(bǔ)的，并且在相對的軸向方向上面向彼此。
[0031]球形球17可各自被布置以便在其一側(cè)面上部分坐落在凹坑151內(nèi)，并且在其另一側(cè)面上部分坐落在坡道161內(nèi)。在這個(gè)情況下，由襟翼功率驅(qū)動(dòng)單元43或縫翼功率驅(qū)動(dòng)單元45產(chǎn)生的第一轉(zhuǎn)矩被提供至輸入軸7和推力板15，并且從推力板15至球形球17以及從球形球17至輸出錐形軸16和輸出軸8。然而，盡管球形球17不能被橫向強(qiáng)迫至凹坑151夕卜，球形球17可沿傾斜部分162被橫向強(qiáng)迫或驅(qū)動(dòng)至坡道161外，所述傾斜部分162與坡道161的邊緣和凹坑151的邊緣的剩余相比各自更淺，如以下將描述的。
[0032]第一彈性元件I8被預(yù)先裝載，以便用一個(gè)力將球形球17有效夾在第一軸向表面150與第二軸向表面160之間，所述力將球形球的各自位置維持在凹坑151和坡道161內(nèi)，以便從而限定轉(zhuǎn)矩限制閾值。就是說，只要第二轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限制閾值，球形球17將保持被布置在凹坑151和坡道161中。然而，一旦第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值，球形球17將沿傾斜部分162被驅(qū)動(dòng)并且從而至少從坡道161移除。輸出錐形軸16、球形球17、第一彈性元件18、凹坑151和坡道161的組合可共同被稱為滾珠坡道組件。
[0033]如圖4所示，輸出錐形軸16具有外部表面，所述外部表面具有伸長部分和被成形以便限定動(dòng)態(tài)錐形部分19的遠(yuǎn)側(cè)端部。動(dòng)態(tài)錐形部分19包括具有徑向面向部件和軸向面向部件的錐形表面190。由于動(dòng)態(tài)錐形部分19像這樣形成，旋轉(zhuǎn)裝置6的輸出部分包括第一轉(zhuǎn)矩路徑20和第二轉(zhuǎn)矩路徑21。
[0034]在第二轉(zhuǎn)矩不超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，第一轉(zhuǎn)矩路徑20被激活。在此類情況下，第一彈性元件18的預(yù)先裝載導(dǎo)致第二轉(zhuǎn)矩通過推力板15從輸出錐形軸16傳輸至偏斜軸承組(下文被稱為“第一偏斜輥組件”)201，第一偏斜輥組件201可操作地連接至第一支撐外殼12。從而，第一轉(zhuǎn)矩路徑20引導(dǎo)第二轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)離輸入軸7。
[0035]第二轉(zhuǎn)矩路徑21也引導(dǎo)第二轉(zhuǎn)矩遠(yuǎn)離輸入軸7，并且此外將第二轉(zhuǎn)矩添加至由以下描述的錐形部分接合產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩增益。第二轉(zhuǎn)矩路徑21包括靜態(tài)錐形部分211，所述靜態(tài)錐形部分211包括錐形表面212，所述錐形表面212具有與動(dòng)態(tài)錐形部分19的錐形表面190的那些互補(bǔ)的徑向面向部件和軸向面向部件，并且所述靜態(tài)錐形部分211連接至第二支撐外殼14。
[0036]在第二轉(zhuǎn)矩超過轉(zhuǎn)矩限制閾值的情況下，第二轉(zhuǎn)矩路徑21被激活，在所述情況下球形球17沿傾斜部分162被驅(qū)動(dòng)，并且從而至少從坡道161移除，以使得輸出錐形軸16被徑向向外推動(dòng)。由于輸出錐