氣動洩壓致動器的製作方法
2023-07-19 08:01:41 2
專利名稱：氣動洩壓致動器的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及飛行器起落架。更具體來說，本發明涉及線性致動器，該線性致動器設有備用系統，該備用系統用於動力伸展。本發明特別但非排它地用作電動機械和氣動機械線性致動器，用於從飛行器展開起落架。
背景技術：
傳統上，固定翼飛行器採用兩種類型起落架中的一種固定起落架和可伸縮起落架。重要的是，可伸縮起落架在飛行期間提供在飛行器上的減小的阻力，導致較高的速度和較好的燃料效率。另一方面，可伸縮起落架也引入可靠性問題。具體來說，在觸地之前展開起落架是必須的操作，並且是飛行員最關注的。通常，可伸縮起落架的收縮和伸展通過電動機械裝置被執行，例如線性致動器。儘管電動機械線性致動器相對簡單和可靠，它們可能失效。當失效發生時，飛行員可能只能用飛行器機身腹部著陸；危險且高昂的後果。鑑於上述情況，本發明的一個目的是提供一種具有電動機械驅動和後備氣動機械驅動的線性致動器。本發明的另一個目的是提供一種用於展開起落架的氣動備用系統。本發明的另外又一個目的是提供一種使用簡單、實施相對容易且相比之下節省成本的氣動洩壓致動器。
發明內容
本發明針對一種機構，所述機構用於確保飛行器起落架被完全地展開並鎖定用於著陸。具體來說，本發明提供一種在飛行器機身和起落架之間相互連接的線性致動器。結果，線性致動器的伸展引起起落架從收起構造移動到展開構造，在收起構造中起落架通常被容納在機翼內，在展開構造中，起落架從機翼中伸展用於著陸。本發明為線性致動器的移動提供一種電動機械驅動系統。重要的是，本發明還包括一種氣動機械後備系統以驅動線性致動器，以在電動機械驅動失敗的情況下來展開起落架。該線性致動器在結構上包括三個主要部件定子，所述定子形成限定軸線的通道； 軸套狀的滾珠絲槓套，所述滾珠絲槓套被接收在通道中並且形成室；滾珠絲槓，所述滾珠絲槓被通道和室接收。重要的是，這三個部件相互連接從而以電動機械方式驅動線性致動器。 具體來說，滾珠絲槓被安裝在定子的通道內，用於繞軸線旋轉。進一步，該滾珠絲槓與滾珠絲槓套的室以螺紋的方式接合。結果，滾珠絲槓的旋轉被轉換為滾珠絲槓套沿軸線方向的線性移動。在本發明中，馬達被容納在定子中以向主系統提供動力用於驅動致動器。進一步， 該馬達經由齒輪系與滾珠絲槓相互連接。當齒輪系被馬達驅動時，它引起滾珠絲槓沿所選擇的方向繞軸線轉動。結果，該滾珠絲槓套沿軸線線性移動，取決於所選擇的滾珠絲槓的旋轉方向而伸展或者收回通道內。為了保證儘管電動機械系統失效，起落架仍然展開，該線性致動器設有氣動機械後備系統。進一步，該線性致動器包括用於將齒輪系從馬達斷開連接的離合器，以允許滾珠絲槓自由旋轉。對於氣動系統而言，埠被設置在滾珠絲槓套的室上，以在室和諸如氮的加壓流體之間提供流體連通。進一步，設置閥以選擇性地打開和關閉埠和加壓流體之間的流體連通。結果，能夠調節加壓流體進入室內的引入。為了在電動機械失效的情況下觸發該後備系統，設置控制器用於飛行員的操作。 具體來說，該控制器與離合器和閥連接。利用這些連接，飛行員能夠啟動離合器來將齒輪系從馬達斷開連接，並啟動閥以將加壓流體引入到室內。當加壓流體進入室內時，加壓流體在滾珠絲槓上施加軸向力。結果，該滾珠絲槓被反向驅動旋轉，引起滾珠絲槓套軸向地伸展， 從而展開起落架。
從附圖和與之共同伴隨的說明中，可以對本發明新特徵及發明本身，包括其結構和操作將被最好地理解，其中，相同的附圖標記表示相同的部分，其中圖1是飛行器的透視圖，其中飛行器的起落架處於展開構造；圖2A是圖1的飛行器的起落架的示意圖，起落架被示出為處於收起構造中；圖2B是圖2A的起落架的示意圖，起落架被示出為處於展開構造中；並且圖3是在圖2A和2B中所示的線性致動器的截面視圖，其中致動器被收縮。
具體實施例方式最初參照圖1，示出飛行器10，該飛行器10具有可伸縮起落架12，該可伸縮起落架12從飛行器10的起落架艙14伸展用於著陸。參照圖2A和2B，示出用於伸展起落架12 的電動機械和氣動機械線性致動器，並且線性致動器被標識為16。如圖2A所示，起落架12 在它的收起構造12'中位於起落架艙14內。在圖2B中，線性致動器16已經展開，以將起落架12驅動到起落架12的展開構造12"用於著陸。在圖2A和2B中，圖示的示例性起落架12包括由上端20和下端22形成的摺疊撐杆18。進一步，上端20在樞軸M處可樞轉地被安裝至起落架艙14，並且下端22被安裝至輪組件26。並且，摺疊撐杆18包括鉸接臂觀，所述鉸接臂28在樞軸30處可樞轉地連接到上端20，並在樞軸32處可樞轉地連接到起落架艙14。進一步，示出的線性致動器16具有兩個端部34、36，端部34、36包括用於在上端20和臂28之間連接的球形杆端38。在圖2A中，線性致動器16收縮，並且起落架12處於其收起構造12'。在圖2B 中，線性致動器16伸展，並且起落架12處於其展開構造12"。通過交叉參考圖2A和2B， 可以看出，線性致動器16在箭頭40方向上的伸展引起起落架部件分別在箭頭42和44方向上繞樞軸對、32旋轉。作為線性致動器16完全伸展的結果，起落架12從圖2A中所示的構造12'移動到圖2B中所示的構造12〃。現參照圖3，可以理解線性致動器16的操作。如圖所示，線性致動器16包括定子 46，該定子46形成有通道48，該通道48限定軸線50。進一步地，滾珠絲槓52位於通道48 中，用於繞軸線50旋轉。如圖所示，滾珠絲槓52具有近端M和開口遠端56，並且滾珠絲槓 52形成有空腔58。重要的是，雖然滾珠絲槓52能夠繞軸線50旋轉，但滾珠絲槓52不在通道48內軸向移動。
如圖3所示，線性致動器16進一步包括滾珠絲槓套60。該滾珠絲槓套60在結構上具有端部62、端部64，並且滾珠絲槓套60形成有室66。進一步地，滾珠絲槓52的遠端 56被容納在室66內。重要的是，滾珠絲槓52與滾珠絲槓套60以螺紋的方式接合，以將滾珠絲槓52的旋轉轉換為滾珠絲槓套60的軸向移動。為了本發明的目的，室66可以被認為包括近端部分68和遠端部分70，其中遠端部分70接收滾珠絲槓52。為使滾珠絲槓52旋轉以軸向伸展滾珠絲槓套60，線性致動器16包括電動機械系統71，該電動機械系統71利用馬達72。進一步，該馬達72能夠經由齒輪系74選擇性地與滾珠絲槓52接合。如圖所示，線性致動器16提供離合器76，該離合器76用於選擇性地將齒輪系74從馬達72斷開連接。線性致動器16設有氣動部件作為後備或備用系統，該後備或備用系統總體標識為78。具體來說，線性致動器16包括帽80，所述帽80密封滾珠絲槓52的開口遠端56。結果，室66的近端部分68的體積由蓋80和滾珠絲槓套60界定。此外，線性致動器16包括形成在室66的遠端部分68上的埠 82。如圖所示，埠 82與裝有加壓流體86的容器84 之間流體連通。例如，加壓流體86可以是諸如氮的氣體，或者是不可壓縮的液體如液壓流體。進一步地，氣動系統78包括閥88，該閥88用於選擇性地將加壓流體86引入到室66的遠端部分68中。重要的是，系統78提供控制器90，所述控制器90用於如下討論的那樣協同地啟動離合器76和閥88。在飛行期間，起落架12在起落架12的收起構造中被容納在飛行器10的起落架艙 14中。當飛行器10下降用於著陸時，啟動馬達72以伸展致動器16來將起落架12移動到起落架12的展開構造12"。如果電動機械系統71失效，則利用氣動機械系統78。具體來說，對飛行員發出警報儘管電動機械系統71動作了，但起落架12未處於起落架12的展開構造12〃。此後，飛行員利用控制器90來觸發離合器76將滾珠絲槓52從齒輪系74斷開連接。進一步地，控制器90觸發閥88。結果，加壓流體86進入室66的遠端部分68，並且在滾珠絲槓52上施加壓力。由於該壓力，滾珠絲槓52被反向驅動繞軸線50旋轉，從而導致滾珠絲槓套60的軸向伸展。以這種方式，儘管電動機械系統71失效，起落架12仍移動到起落架12展開構造12〃。雖然在此處所示和詳細披露的特定的氣動洩壓致動器完全能夠獲得前面所述的目的並提供前面所述的優點，但應該理解的是這僅僅是本發明的目前優選的實施例的說明，並不意圖限於這裡示出的除了如所附權利要求中所述之外的結構或設計的細節。另外， 應該注意的是，起落架的結構與所要求保護的發明無關，說明和討論起落架結構只是給致動器的操作提供背景。
權利要求
1.一種電動機械和氣動機械線性致動器，所述線性致動器與摺疊撐杆相互連接，用於將可伸縮起落架從收起構造移動到展開構造以便著陸，所述線性致動器包括定子，所述定子形成有通道，所述通道限定軸線；滾珠絲槓，所述滾珠絲槓被接收在所述通道中用於繞所述軸線旋轉；滾珠絲槓套，所述滾珠絲槓套形成有室，所述室具有近端部分且具有遠端部分，所述遠端部分用於以螺紋接合的方式接收所述滾珠絲槓，以將所述滾珠絲槓的旋轉轉換成所述滾珠絲槓套的軸向移動；電動機械裝置，所述電動機械裝置用於使所述滾珠絲槓旋轉以伸展所述滾珠絲槓套；離合器，所述離合器用於使所述電動機械旋轉裝置從所述滾珠絲槓套斷開連接；埠，所述埠位於所述室的近端部分上；以及閥，所述閥用於選擇性地在加壓流體和所述埠之間提供流體連通，以將所述加壓流體引入到所述室的所述近端部分中，從而驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子，以將所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造。
2.根據權利要求1所述的線性致動器，其中所述滾珠絲槓具有近端和開口遠端，並且所述滾珠絲槓形成有空腔，並且其中用帽密封所述開口遠端，以在所述滾珠絲槓套中部分地界定所述室的所述近端部分。
3.根據權利要求1所述的線性致動器，其中所述加壓流體是氮。
4.根據權利要求1所述的線性致動器，其中所述電動機械裝置包括馬達和齒輪系，所述齒輪系在所述馬達與所述滾珠絲槓之間相互連接，並且其中所述離合器將所述齒輪系從所述滾珠絲槓斷開連接，以允許所述加壓流體反向驅動所述滾珠絲槓，從而驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子。
5.根據權利要求1所述的線性致動器，其中當所述電動機械裝置失效時啟動所述離合器和所述閥。
6.根據權利要求5所述的線性致動器，進一步包括用於啟動所述離合器和所述閥的控制器。
7.根據權利要求1所述的線性致動器，其中所述線性致動器具有第一端和第二端，並且其中在所述線性致動器的每一端處均設置球形杆端，用於連接到所述起落架。
8.根據權利要求7所述的線性致動器，其中所述球形杆端分別被安裝到所述滾珠絲槓套和所述滾珠絲槓。
9.一種後備系統，所述後備系統用於從飛行器中的起落架艙伸展出可伸縮起落架以便著陸，其中所述起落架包括(a)摺疊撐杆，所述摺疊撐杆能夠從收起構造移動到展開構造， 在所述收起構造中所述摺疊撐杆被容納在所述起落架艙中，在所述展開構造中所述摺疊撐杆被伸展出以便著陸；和(b)電動機械線性致動器，所述電動機械線性致動器被連接到所述摺疊撐杆，以將所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造，所述後備系統包括氣動裝置，所述氣動裝置用於操作所述線性致動器，以使所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造，其中所述線性致動器包括定子、滾珠絲槓和滾珠絲槓套，所述定子形成有通道，所述通道限定軸線，所述滾珠絲槓被接收在所述通道中用於繞所述軸線旋轉， 所述滾珠絲槓套形成有室，所述室具有近端部分和遠端部分，所述遠端部分用於以螺紋接合的方式接收所述滾珠絲槓，以將所述滾珠絲槓的旋轉轉換成所述滾珠絲槓套的軸向移動，並且其中所述氣動裝置包括埠和閥，所述埠形成在與加壓流體流體連通的所述室的所述近端部分上，所述閥用於選擇性地將所述加壓流體引入到所述室的所述近端部分， 從而驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子，以將所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造。
10.根據權利要求9所述的後備系統，其中所述滾珠絲槓具有近端和開口遠端，並且所述滾珠絲槓形成有空腔，並且其中所述後備系統進一步包括帽，所述帽用於密封所述開口遠端，以在所述滾珠絲槓套中部分地界定所述室的所述近端部分。
11.根據權利要求9所述的後備系統，其中所述加壓流體是氮。
12.根據權利要求9所述的後備系統，其中所述電動機械線性致動器包括馬達和齒輪系，所述齒輪系在所述馬達與所述滾珠絲槓之間相互連接，並且其中所述後備系統進一步包括離合器，所述離合器用於將所述齒輪系從所述滾珠絲槓斷開連接，以允許所述加壓流體在驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子時反向驅動所述滾珠絲槓。
13.根據權利要求12所述的後備系統，進一步包括控制器，當所述滾珠絲槓套的電動機械伸展失敗時，所述控制器啟動所述離合器和所述閥。
14.一種備用系統，所述備用系統用於從飛行器中的起落架艙伸展出可伸縮起落架以便著陸，所述備用系統包括摺疊撐杆，所述摺疊撐杆能夠從收起構造移動到展開構造，在所述收起構造中所述摺疊撐杆被容納在所述起落架艙中，在所述展開構造中所述摺疊撐杆被伸展出以便使所述飛行器著陸；電動機械線性致動器，所述電動機械線性致動器被連接到所述摺疊撐杆，以將所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造，其中所述電動機械線性致動器包括定子、滾珠絲槓、滾珠絲槓套，所述定子形成有通道，所述通道限定軸線，所述滾珠絲槓被接收在所述通道中用於繞所述軸線旋轉，所述滾珠絲槓套形成有室，所述室具有近端部分和遠端部分，所述遠端部分用於接收所述滾珠絲槓，其中所述滾珠絲槓與所述滾珠絲槓套以螺紋的方式接合，以將所述滾珠絲槓的旋轉轉換成所述滾珠絲槓套的軸向移動，並且其中所述室的所述近端部分包括埠和電動機械裝置，所述埠與加壓流體流體連通，所述電動機械裝置用於使所述滾珠絲槓旋轉以伸展所述滾珠絲槓套；以及引入裝置，所述引入裝置用於選擇性地將所述加壓流體引入到所述室的所述近端部分中，從而驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子，以將所述摺疊撐杆從所述收起構造移動到所述展開構造。
15.根據權利要求14所述的備用系統，其中所述滾珠絲槓具有近端和開口遠端，並且所述滾珠絲槓形成有空腔，並且其中用帽密封所述開口遠端，以在所述滾珠絲槓套中部分地界定所述室的所述近端部分。
16.根據權利要求14所述的備用系統，其中所述加壓流體是氮。
17.根據權利要求14所述的備用系統，其中所述電動機械裝置包括馬達和齒輪系，所述齒輪系在所述馬達與所述滾珠絲槓之間相互連接，並且其中所述備用系統進一步包括離合器，所述離合器用於將所述齒輪系從所述滾珠絲槓斷開連接，以允許所述加壓流體反向驅動所述滾珠絲槓，從而驅動所述滾珠絲槓套離開所述定子。
18.根據權利要求17所述的備用系統，其中所述引入裝置包括閥，並且其中當所述電動機械裝置失效時啟動所述離合器和所述閥。
19.根據權利要求18所述的備用系統，進一步包括用於啟動所述離合器和所述閥的控制器。
20.根據權利要求19所述的備用系統，其中所述摺疊撐杆包括上端和下端，所述上端被安裝至所述起落架艙，並且其中所述備用系統包括安裝至所述下端的輪組件。
全文摘要
一種電動機械線性致動器包括氣動機械後備系統，以確保可伸縮起落架的伸展用於使飛行器著陸。該線性致動器在結構上包括定子，該定子形成用於接收滾珠絲槓的通道。進一步地，致動器包括滾珠絲槓套，該滾珠絲槓套形成用於接收滾珠絲槓的室。具體來說，滾珠絲槓與滾珠絲槓套以螺紋方式接合，以將滾珠絲槓的旋轉轉換成滾珠絲槓套的軸向伸展。為了讓致動器的電動機械伸展獲得動力，該滾珠絲槓通過齒輪系選擇性地與馬達嚙合。重要的是，由閥選擇性地提供在滾珠絲槓套和加壓流體之間的流體連通。如果致動器的電動機械伸展失敗，則齒輪系從滾珠絲槓斷開連接並且加壓流體被引入室內以驅動氣動機械伸展。
文檔編號B64C25/18GK102438898SQ201080020342
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月10日 優先權日2009年5月8日
發明者加思·L·馬松 申請人:頻譜航空有限責任公司