一種復擺運動結構的製作方法
2023-09-10 21:31:05
專利名稱：一種復擺運動結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種復擺運動引發與支撐結構。本發明可以應用於其中兩個表面需要相對支撐並需要具有在其間引發的複合相對運動的所有領域。本發明在一個實施例中涉及用於飛行器中展開機翼襟翼(增升設備)。本發明的實施例還可以適用於飛行器模擬器、太陽能電池陣、機器人及類似應用中。
背景技術：
在飛行器工藝中，採用複雜的系統來展開諸如福勒襟翼(Fowler flaps)的機翼襟翼(wing flaps)。通常地，此類系統具有龐大的支撐機構，其支撐襟翼以使得襟翼在由諸如 電動或者液壓發動機的發動機或者諸如電纜的其他裝置啟動時，襟翼可加以伸展及/或縮進。一般已知的機構佔用比主機翼的高度輪廓空間更多的實體高度空間。因此，在這些情況下，支撐機構的一部分在機翼下方延伸。反過來，這要求在所述支撐機構的該部分上提供減阻裝置以改善飛行器的空氣動力性能。已知即使在有效設計的情況下減阻裝置也極大地有助於寄生阻力。應意識到，減阻裝置所引起的寄生阻力在飛行器發動機需要使用額外功率以克服阻力問題時還極大地引起溫室氣體排放的增加，如果沒有減阻裝置所引起的阻力，在正常巡航期間將另外需要所述阻力問題。一般而言，此還意指飛行器必須運載比可以避免減阻裝置所引起的寄生阻力的情況更高的燃料荷重。因此，不僅需要提供額外的燃料以克服寄生阻力，而且接著還需要額外的燃料以使得帶有所需要的額外燃料負載的飛行器的推進劑能夠被承載以克服這種寄生阻力。因此，溫室氣體排放與碳排放要比寄生阻力不存在的情況下高。存在許多針對用於飛行器襟翼的支撐結構的先前專利。在以下專利說明書中示出了一些範例i. 1998年6月4日公開的Carlos Paez的題為「用於順氣流方向福勒襟翼展開的機構(MECHANISM FOR STREAMWISE FOWLER FLAP DEPLOYMENT) 」 的 TO/1998/023483 ；ii. 1994年4月12日公開的Franklin Gerald的題為「用於機翼後緣襟翼的摺疊桁架機構(FOLDING TRUSS MECHANISM FOR TRAILING EDGE FLAPS) 」 的 TO/1984/001343 ；iii.2008年5月2日公開的Fox等人的題為「用於有缺口的剛性克魯格襟翼的連結機構以及相關系統與方法(LINK MECHANISMS FOR GAPPED RIGID KRUEGER FLAPS,ANDASSOCIATED SYSTEMS AND METHODS)」 的 TO/2008/051286 ；iv. 1958年5月27日發布的Raymond E. Pearson的題為「帶有開槽襟翼、灣唇門以及擾流板的飛行機翼(AIRPLANE WING WITH SLOTTED FLAP, COVE LIPD00R，ANDSPOILER) 』』US 2，836，380 ；v. 1987年7月29日公開的Martin Stephencon的題為「機翼後緣襟翼(TRAILINGEDGE FLAPS)」 的 EP 0230061 (BI)。在以上說明書中，W0/1998/023483顯示未從機翼的高度輪廓過度突出的福勒襟翼展開系統。EP 0230061 (BI)顯示未從機翼的高度輪廓過度突出的類似系統。然而，反過來，在這兩種情況下，要求製造、安裝以及服務均較昂貴的複雜機構。直升機動葉片傳統上由具有特定輪廓的機翼葉片構成。已知該輪廓對於直升機運行的所有狀態並不理想，且在一些情況下需要能夠針對所要求的運行環境改變葉片輪廓。特別地，已知在直升機起飛與降落時，葉片在由直升機葉片本身所創造的受擾空氣內移動。此系因為來自降落表面的所得反射空氣流。此與其中直升機自由飛行且直升機葉片穿透的空氣一般不受任何反射空氣幹擾的情況不同。因此，需要為發動機增加功率以驅動動葉片在被稱為過渡飛行的起飛與降落過程期間適應減小升程。需要在直升機的運行期間改變直升機葉片的輪廓以提供增大升程，而無需直升機的發動機增加燃料與功率消耗。因此，需要一種用於飛行器機翼襟翼的改良的支撐結構，其可被包含在機翼的高度輪廓的界限內以避免對提供減阻裝置的需要。在非飛行器環境下，還需要以復擺運動相對彼此移動兩個表面，並通過使用緊湊以及使用、製造、安裝以及服務簡單的結構對所述兩個表面提供支撐。
發明內容
根據本發明的一個實施例，提供一種用於兩個表面之間連接的復擺運動結構，其可操作以在兩個表面間具有相對運動，其中在移動至伸展擺動狀態時，第二表面相對於第一表面存在復擺運動擺動。在一些實施例中，第一鉸鏈連接部與第二鉸鏈連接部的擺軸共用在所有擺動狀態與其相交的公共平面。根據本發明的一個實施例，提供一種復擺運動引發與支撐結構，用於連接在兩個表面之間，該兩個表面需要相對支撐並需要具有其間引發的複合相對運動，所述結構包括臂總成，所述臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接，且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部用於與第一表面連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部用於與第二表面連接，所述臂總成系如此以使得所述第三鉸鏈連接部的擺軸以相對於所述第二鉸鏈連接部的擺軸的鏡像配置並以相對於所述第一鉸鏈連接部的擺軸的複合角度而傾斜，所述第一擺臂與所述第二擺臂可移動以引起繞所有擺軸的擺動至縮進或者伸展擺動狀態，其中所述第一擺臂與所述第二擺臂相對於彼此各自縮進或者伸展，且其中在從縮進擺動狀態移動至伸展擺動狀態時，存在所述第二表面相對於所述第一表面的復擺運動擺動且所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，在該路徑中，存在在所有擺動狀態均與所述擺軸相交的公共平面。根據另一實施例，提供一種機翼，其中第一鉸鏈連接部與第二鉸鏈連接部的擺軸跟蹤一路徑，在該路徑中會具有在所有移動角均與擺軸相交的公共平面。在另一實施例中，提供一種包括復擺運動結構並包括第一位置以及縮進狀態的機翼，其中在縮進狀態，所述結構被包含在所述機翼的翼型內。根據本發明的另一實施例，提供一種包括主機翼與輔助機翼的機翼，且其中所述輔助機翼可以相對於所述主機翼伸展並縮進以改變所述機翼的空氣動力特性；一種用於所 述主機翼與所述輔助機翼之間的連接以允許之間的支撐和伸展以及縮進的復擺運動引發與支撐結構，所述結構包括臂總成，所述臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接，且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部並使其與所述主機翼連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部並使其與所述輔助機翼連接，所述結構系如此以使得所述第三鉸鏈連接部的擺軸以相對於所述第二鉸鏈連接部的擺軸的鏡像配置並以相對於所述第一鉸鏈連接部的擺軸的複合角度而傾斜，所述結構的所述第一擺臂與所述第二擺臂可移動以引起繞所有擺軸的擺動，且復擺運動被賦予所述輔助機翼以引起至縮進或者伸展狀態的移動，且其中在所述縮進狀態所述結構包含在所述機翼的所述翼型內，且其中所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所 述擺軸跟蹤一路徑，在該路徑中具有在所有移動角均與所述擺軸相交的公共平面。根據本發明的另一實施例，提供一種復擺運動引起與支撐結構，其連接在兩個表面之間，該兩個表面需要相對支撐並需要具有其間引起的複合相對運動，所述結構包括至少兩個臂總成，各臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接，且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部用於與第一表面連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部用於與第二表面連接，且其中所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的擺軸相對於所述第一鉸鏈連接部而傾斜，所述至少兩個臂總成的每一個臂總成被安裝至具有間隔開關係的所述第一表面與所述第二表面，所述第一擺臂與所述第二擺臂經安裝以允許繞所有軸擺動至縮進擺動狀態，其中所述第一擺臂與第二擺臂總成的另一端彼此相對最近或者至伸展擺動狀態，其中各臂總成的所述第一擺臂與第二擺臂的另一端彼此相對較遠，且其中在從所述縮進擺動狀態移動至所述伸展擺動狀態時，將存在所述第二表面相對於所述第一表面的復擺運動擺動，且所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，在該路徑中存在在所有擺動狀態均與所述擺軸相交的公共平面。根據本發明的另一實施例，提供一種包括主機翼與輔助機翼的機翼，且其中所述輔助機翼可以相對於所述主機翼伸展並縮進以改變所述機翼的空氣動力特性，一種連接所述主機翼與所述輔助機翼以允許其間的支撐和伸展以及縮進的復擺運動引起與支撐結構，所述結構包括至少兩個臂總成，各臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接，且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部並使其與所述主機翼連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部並使其與所述輔助機翼連接，且其中所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的擺軸相對於所述第一鉸鏈連接部而傾斜；至少兩個臂總成的每一個臂總成被安裝至有間隔開關係的各自主機翼與輔助機翼，所述第一擺臂與所述第二擺臂經安裝以允許繞所有擺軸擺動且賦予所述輔助機翼復擺運動以引起所述臂擺動移動至伸展或者縮進狀態，且因此各臂總成的所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，在所述路徑中存在在所有擺動移動位置均與其相交的各自公共平面，且其中在所述縮進狀態，所述結構包含進所述機翼的所述翼型內。根據本發明的另一實施例，提供一種裝置，其包括擺動結合在一起的第一臂與第二臂、結合至所述第一臂的另一端的第一表面以及結合至所述第二臂的另一端的第二表面，且第三臂與第二臂可移動從而引起一個或者兩個表面的復擺運動。
為了更清楚地確定本發明，現參看附圖來描述實施例的範例，其中圖I為構成支撐結構的臂總成的部分的第一擺臂的透視圖。圖2顯示未連接的第一擺臂(圖I中顯示)與第二擺臂。圖3為在第一擺臂與第二擺臂展平並位於共同平面內且彼此互連時的兩個擺臂的平面圖。圖4為在第一擺臂與第二擺臂連接在一起並部分位於閉合狀態時的兩個擺臂的透視圖。圖5為與圖4類似的視圖，其顯示處於部分閉合位置並在以與圖4中顯示的角度不同的角度觀看時的第一擺臂與第二擺臂。圖6為類似於圖5的視圖，但顯示處於比圖5中顯示的位置更完全打開的位置的
第一擺臂與第二擺臂。圖7為顯示具有飛行器襟翼的飛行器機翼的示意圖，所述飛行器襟翼通過使用圖3至6的範例中顯示的兩個支撐結構來支撐。圖8為圖7中顯示的配置的平面圖。圖9為類似於圖7的透視圖的透視圖，但其顯示機翼襟翼的展開。圖10為顯示安裝支撐結構的視圖，所述安裝支撐結構與飛行器機翼並與機翼襟翼連接並為支撐結構的第一擺臂與第二擺臂提供擺軸。圖11為通過飛行器葉片的側截面圖，所述飛行器葉片顯示處於典型飛行航行狀態的葉片。圖12為類似於圖11中顯示的視圖的視圖，並顯示使用支撐結構的葉片輪廓的變形以及本發明的實施例的預防空氣洩漏密封條。圖13為顯示併入本發明的實施例的支撐結構的多槽機翼襟翼的配置的平面圖。圖14為具有處於未伸展且未變形狀態的機翼襟翼的圖13中顯示的配置的側視圖。圖15為類似於圖14的視圖的視圖，其顯示處於伸展狀態並具有包括變形輪廓的機翼的多個機翼襟翼。圖16為顯示使用先前所描述的該類型的單個支撐結構的另一配置的平面圖。圖17為顯示應用到飛行器機翼以及機翼襟翼的圖16的配置的側視圖解截面圖，且其中機翼襟翼處於未展開狀態。圖18為類似於圖17的視圖，其顯示處於展開狀態的襟翼。圖19為顯示三維支撐結構及安裝(如在典型實施例中所構想)的部分圖解截面圖。圖20為使得第一擺臂能夠以均衡的方式相對於第二擺臂受控移動的第一擺臂與第二擺臂之間的第一鉸鏈連接部的全貌詳細視圖。、
圖21為顯示構成支撐結構的兩個臂總成的配置的圖解視圖，其中各臂總成彼此具有不同的長度，且圖22顯示對圖10中顯示的結構進行替代的替代安裝支撐結構。圖23顯示允許第二結構在線性方向上伸展的摺疊及伸展支撐結構以及多個臂總成。圖24顯示提供六個自由度(X、y、z、俯仰、滾動、偏航)的協同運動平臺。
具體實施例方式參考圖I至6，顯示用於需要相對支撐並具有其間引起的複合相對運動的兩個表面之間連接的支撐結構I的組件。該支撐結構一般由數字I (圖3中所示)來指示並包括臂總成3。在圖2至6中顯示臂總成3的組件。圖I僅顯示第一擺臂5，而圖2至6顯示第一擺臂5與第二擺臂7。在圖I至6中，第一擺臂5與第二擺臂7顯示為如同部件的薄板。此係為了幫助理解與擺臂5和7的擺軸有關 的特定傾斜角。如在整個此說明書以及特定地在圖19及其描述中所描述，擺臂5與第二擺臂7可以具有三維臂狀配置並不需要薄板狀。圖I顯示具有伸展側邊9和11的第一擺臂5。這些側邊可以彼此平行或者彼此向對方傾斜而伸展。第一擺臂5在一端具有第一鉸鏈連接部13，而在相對端具有第二鉸鏈連接部15。因此，第一鉸鏈連接部13具有第一鉸鏈擺軸17，而第二鉸鏈連接部15具有第二擺軸19。第一擺臂5可以具有彎管21。第一擺臂5的第一擺軸17可以自頂部向前以及向外傾斜。第二擺軸19可以相對於側邊9傾斜或者可以與側邊9相互垂直。圖2描述第一擺臂5與幾乎為第一擺臂5的鏡像的第二擺臂7。因此，第二擺臂7具有伸展側邊25和27並具有各自的第一鉸鏈連接部13與第三鉸鏈連接部29。第二擺臂7因此具有第一擺軸17和第三擺軸31。圖3至6顯示連接在一起構成臂總成3的第一擺臂5與第二擺臂7。所述連接在第一鉸鏈連接部13處為可擺動連接，此處第一擺臂5與第二擺臂7的各自的第一擺軸17重合。在其他實施例中，此第一擺軸17可以間隔開但例如在中間連接臂上實體互連。應注意，第一擺臂5與第二擺臂7的每一個擺臂的第一擺軸17彼此相互平行，且第二擺軸與第三擺軸的傾斜角對齊以使得在第一擺臂5與第二擺臂7擺開時，存在沿第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29伸展的公共平面。換言之，不管第一擺臂5相對於第二擺臂7擺開的角度如何，繞第一鉸鏈連接部13，可以始終以第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29的鉸鏈連接部建立假想的公共平面。圖3描述在第一擺臂5與第二擺臂7的主要部分23放平在公共平面上時的兩擺臂。第一擺臂5與第二擺臂7相對於圖I與2中顯示的擺臂反轉。此由各自的彎管21的傾斜角來顯示。圖3中顯示的臂總成3已被翻轉以使得第一擺軸13自側邊11與側邊27的交點從頁面向上傾斜。因此，通過第一擺臂5與第二擺臂7的主要部分23放平在公共平面上，可見從平行伸展軸線31傾斜的角度向內近似20°且實質上彼此鏡像。此角可以為零度或者甚至為負數(即，向外)，然而，仍存在鏡像配置。因此，如果通過向上移動第一擺軸13提升臂總成3，同時將第二擺軸19與第三擺軸31維持在與第二擺軸和第三擺軸相交的假想公共平面上，那麼第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29將彼此拉近並保持在公共平面上。圖4描述在第一鉸鏈連接部13處互連的第一擺臂5與第二擺臂7的頂部透視圖。圖5為圖4中顯示的配置(但從不同的角度截取)的頂部透視圖。圖6為類似於圖5的視圖的視圖，但其顯示處於比圖4與5中顯示的位置更完全打開位置的第一擺臂5與第二擺臂7。
在圖4至6中，臂總成3具有帶有其各自傾斜的擺軸的第一鉸鏈連接部13、第二鉸鏈連接部15以及第三鉸鏈連接部29。因此，在移動臂總成3以使得第一擺臂5與第二擺臂7相對於彼此移動(在第一擺臂5與第二擺臂打開以及關閉時)時，在第一鉸鏈連接部13與第二鉸鏈連接部15之間存在複合相對運動。換言之，在此實施例中，第三擺軸以鏡像配置並以相對於第一鉸鏈連接部的擺軸的複合角向第二擺軸傾斜。在圖4至6中，擺臂5與7內的肘部21可以有助於臂在打開與關閉期間的相對搖動。所述肘部還有助於賦予兩個表面的複合移動的程 度。圖7至9描述用於需要相對支撐並在其間引起複合相對運動的兩個表面之間連接的配置。在這些視圖中，飛行器機翼與飛行器機翼襟翼顯示為各自兩個表面。在圖7中，飛行器機翼35具有切去部37以接收機翼襟翼39。在裁切部(cut-out) 37的側邊緣提供直立面41。機翼襟翼39的側面也包含直立面43。在圖8中，一對臂總成3 (圖I至6中顯示的類型)用各自直立面41與43互連以使得第二鉸鏈連接部15與直立面41連接，且因此第三鉸鏈連接部29與直立面43連接。在此範例中，該配置系如此以使得兩個臂總成3的第一鉸鏈連接部13彼此相距最遠，且第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29彼此最近。可以調換所述配置以使得第一鉸鏈連接部13彼此最近，且第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29彼此最遠。在圖7至9的實施例中，第二擺軸19與第三擺軸31相對於直立面41與43以三維偏置而傾斜。換言之，其未直接連接至直立面41與43，但通過安裝支撐結構連接以具有所描繪的傾斜角度關係。下文將提及所述安裝支撐結構。該配置系如此以使得兩個臂總成3在需要相對支撐並引起其間複合相對運動的兩個表面之間提供支撐結構。相對於機翼35來支撐機翼襟翼39用於復擺運動。圖8顯示其中第一擺臂5與第二擺臂7實質上處於關閉位置以使得襟翼39在裁切部37內的配置。圖9顯示其中第一擺臂5與第二擺臂7相對打開且機翼襟翼39在機翼35內自裁切部37展開並向外以及向下伸展的配置。機翼襟翼39自其中其表面一般與機翼35的表面共面的位置移動至其中機翼襟翼39向外並向下伸展展開的位置。機翼襟翼39因此在其自縮進位置伸展至伸展位置時以復擺運動移動。機翼襟翼39可以通過將力直接施加至機翼襟翼39以將其自直立面41向外推動而加以伸展。或者，可以將力施加在第一擺臂5或者第二擺臂7。在一範例中，可以將擺動力自保持在機翼35內部的驅動構件施加至各自第一擺臂5。在圖16中描述另一範例。在另一範例中，一推桿可自機翼35伸展並直接與機翼襟翼39連接以使得在推桿伸展並縮進時，機翼襟翼39可以相應地伸展並縮進。包括兩個臂總成的支撐結構I將引起機翼襟翼39以複合移動向外並向下伸展。在圖7至9中顯示的實施例中，擺臂5與7的高度輪廓在機翼35的高度輪廓內並在機翼襟翼39位於圖8中顯示的縮進位置時未向下突出或者在機翼35的輪廓以上。第一擺臂5的側邊9與11可以彼此不平行。因此，這將給第一擺臂5提供較大的橫截面積，在此處第一擺臂5與機翼35連接。反過來，此意味著第一擺臂5在最接近機翼的直立面41處具有其最大強度，且在直到第三鉸鏈連接部29處第二擺臂7的末端，第一擺臂5的高度具有一個坡度，在所述末端處，第三鉸鏈連接部29與在機翼襟翼39處的直立面43連接。該提議允許擺臂5與7的材料厚度減小並因此提供一些成本與重量節省效益。不是必需提供此類型的坡度。
現參看圖10，顯示兩個安裝支撐結構45，其允許臂總成3之一的第一擺臂5與第二擺臂7各自安裝至機翼35與機翼襟翼39的直立面41與43以使得第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29可以具有以傾斜關係安裝的其各自擺軸。對另一臂總成複製該配置。圖10顯示用於與機翼襟翼39連接的安裝支撐結構47，以及用於與機翼35連接的安裝支撐結構49。在各情況中，存在帶有兩個安裝用法蘭53與55的安裝板51。安裝用法蘭53在其中具有開口 57，且安裝用法蘭55在其中具有開口 59。由於法蘭53與55的長度不同，所以因此在比開口 59更接近安裝板51的表面處安置開口 57。開口 57與59接收樞軸銷，所述樞軸銷分別在第二鉸鏈連接部15與第三鉸鏈連接部29處與各自第一擺臂5與第二擺臂7互連。因此，可見，因為法蘭53與55以傾斜關係安裝在角Θ表示的水平面上，並因為法蘭53相對於法蘭55的垂直偏移以及因為沿各自法蘭53與55的長度的開口 57與59的間隔不同，第二擺軸19與第三擺軸31將具有複合角定向。通過所顯示的配置，機翼襟翼39將以復擺運動向外並向下伸展並將以類似反向方式縮進。在其他實施例中，第二擺軸19與第三擺軸31的傾斜角可以與上文所描述的角度不同進行傾斜。此在之前有所提及，例如在圖I至9中，其中所提及的軸相互垂直於第一擺 臂5與第二擺臂7的側邊緣9與11或者甚至可以相對於先前範例中顯示的角度負傾斜或者正傾斜。如果為負傾斜，那麼機翼襟翼39將以不同的角度向下擺動。如果傾斜角為零度傾斜，即，垂直於側邊緣9與11 (或者擺臂5與7的每一臂的中央縱軸)，那麼機翼襟翼39將直接向外並向下伸展。此當然還可以假定第一擺軸17以所要求的關係傾斜以允許在伸展機翼襟翼時向下擺動。因此，第一擺軸17的傾斜角還可以以不同的角定向傾斜。在變更中，第二擺軸19與第三擺軸31可以相對於彼此正傾斜或者負傾斜(但以鏡像角度傾斜)，且因此第一擺軸17相互垂直於側邊9與11以及25與27。換言之，第一擺軸17將相互垂直於第一擺臂5與第二擺臂7的每一擺臂的中央縱軸。在此配置中，直立面41與43將以復擺運動移動開，但向下位移的程度將相對小於圖7至9中的實施例的情況。安裝用法蘭51具有中央開口 61以允許運動引發力自杆被施加至結構I以引起臂5與7的必要擺動以及機翼襟翼39相對於機翼35的伸展以及縮進。現參考圖11與12，顯示類似於部件的葉片的截面圖，其實際上可以為直升機、風力渦輪機或者其他類型的葉片。這些視圖中所揭示的概念一般可以應用於任何物品並不應限於直升機葉片或者風力渦輪機葉片或者類似葉片。圖11顯示帶有主葉片體63以及後緣襟翼65以及前緣襟翼67的配置。主體63通常為中空並包含致動器軸69用於各後緣襟翼65以及前緣襟翼67的展開及縮進。主體63的上表面與下表面的表面輪廓可以具有如所顯示的類型的配置。此處，在葉片的後緣存在上覆表面71以及另外的上覆表面73，且在葉片的前緣存在上覆表面75以及另外的上覆表面77。後緣襟翼65由一個或者多個臂總成3以先前描述的方式加以支撐，且前緣襟翼67由一個或者多個臂總成3以類似的方式加以支撐，也是以先前描述的方式。在尖端帶有密封條的前緣與後緣上覆表面71、73、75以及77與下面的表面79重疊以提供用於密封條的表面以防止葉片表面之間的洩露。杆臂80通常通過螺杆螺紋配置可操作地與致動器軸69連接，以使得致動器軸69的旋轉引起杆臂80在依賴於旋轉方向的方向上沿致動器軸69的長度來回移動，然後該旋轉方向依次將使得通過杆臂80賦予擺動運動，以引起臂總成3的打開和/或關閉。在圖10中，提供開口 61以允許類似杆臂80穿過以與臂總成30的各擺臂嵌合以影響該擺動運動。圖12顯示這樣一個配置，其中臂總成3完全打開且上覆表面71、73、75以及79即使處於伸展狀態時也為葉片提供實質上連續的上表面。此提高了葉片的空氣動力特性。在已經提供單個致動器軸69時，可以存在用於後緣襟翼65以及前緣襟翼67的每一個的獨立的致動器軸。另外，可以利用其他形式的致動。致動器軸69可以通過電動或者液壓發動機或者其他裝置自葉片的徑向最內層的位置(即，在葉片的旋轉中心)進行旋轉。應了解，圖11與12中所描繪的配置提供了在使用時改變葉片機翼輪廓的支撐結構。改變葉片的形狀的臂總成3的引發移動的另外方法包含使用由致動器軸69承載的凸輪或者通過使用沿致動器軸69的長度來回移動的滾珠絲杆架。也不排除其他方法。在圖11與12的每個圖中，可見，在後緣襟翼65與前緣襟翼67處於圖11中所描繪的關閉撤回狀態時，臂總成3的高度輪廓在主機翼的高度輪廓內。此外，通過觀察圖12，可見臂總成3的高度輪廓也在如此形成的變形機翼的總高度輪廓內。圖13至15描述了一個平面圖和兩個截面圖，描繪包括多個開槽襟翼81的機翼。該配置類似於圖7至9中顯示的配置。最裡面的臂總成3比最外面的臂總成3具有更大的 高度輪廓。然而，在各情況下，各自臂總成3在襟翼81處於縮進位置時在機翼的相對高度輪廓部分內。圖13顯示傳動杆軸83，其可以是帶有萬向接頭的可旋轉螺紋軸，以允許最裡面的襟翼81與最外面的襟翼81之間所賦予的複合移動的方向的改變。所述傳動杆軸83可以通過熟悉該項技術的人所明了的適當驅動裝置進行旋轉。圖16至18使用一個平面圖和兩個截面圖來說明帶有一個或者多個機翼襟翼85的飛行器機翼35的配置。在此情況下，各襟翼85僅由先前所描述類型的單個臂總成3來支撐。在臂總成3的各側邊提供螺紋傳動杆87。諸如電動或者液壓電動機的驅動裝置89可以與傳動杆87相關聯並被安置於所示的機翼35與機翼襟翼85之間的空間內。因此，驅動裝置89的操作將引起傳動杆87的相對伸展(如圖18中顯示)，且如果兩個發動機同步操作，那麼存在機翼襟翼85自機翼35的受控移動以改變機翼的輪廓。可以包含並且不排除其他形式的驅動裝置。在此實施例中，可見，安裝傳動杆87用於繞可擺動的聯接器91擺動移動以允許機翼襟翼85在伸展或者縮進時機翼襟翼85的適當角偏轉。圖19為用於先前揭示的實施例的任何一個實施例中的臂總成3的工程圖配置。臂總成3包括管狀圓形第一擺臂5與第二擺臂7。第一鉸鏈連接部13具有對準在一起並由連接銷93結合的各自第一擺軸17。包括如圖10中所描繪的安裝支撐結構47與49的安裝支撐結構45分別連接至機翼35和機翼襟翼39。因此，第二擺軸19與第三擺軸31具有由圖10中所描繪的各自安裝支撐結構47與49提供的傾斜角。圖19顯示傳動杆87，其是與支撐架95嵌合以沿傳動杆87向後並向前來回移動的螺紋杆。支撐架95依次承載杆97，其具有軛部分99以允許通過連接銷101迴轉連接。杆97橫跨軸103，其依次相對於安裝支撐結構45為第一擺臂5提供擺軸。所述杆97穿過先前描述的開口 61。因此，如果支撐架95沿螺紋傳動杆87來回移動，那麼其將引起軸103的擺動，所述軸103依次將擺動運動賦予第一擺臂5。然後將有臂總成3的擺動以使得在先前描述的方向上能夠有機翼襟翼39的展開與縮進。 圖20詳細說明在第一擺軸17的機構，其在第一擺臂5與第二擺臂7之間以確保在第一擺臂存在移動時，在向外或者向內擺動的方向上以相對於第一擺臂以及其擺動的鏡像位移存在第二擺臂7的對應移動。此處，可見，第一擺臂5具有臂伸展部分105且第二擺臂7具有安裝在臂伸展部分105之間的臂伸展部分107。第一擺臂5與第二擺臂7通過滑動軸承109相互結合。滑動軸承109依次承載可旋轉連接在一起的兩個間隔開的傘齒輪111。傘齒輪111由軸113支撐用於附近的旋轉。第一擺臂5承載分別位於各自傘齒輪111的正好對側的傘齒輪115。在此情況下，圖20中顯示的最低傘齒輪115與第二擺臂7連接，且上部傘齒輪115直接與第一擺臂5連接。因此，在第一擺臂5存在擺動運動時，將存在傘齒輪115相對於自由旋轉傘齒輪111的相對運動。然後，依次傘齒輪111繞所述軸113旋轉並將驅動力傳於傘齒輪115以使得第二擺臂7相對於擺臂5擺動打開和/或擺動關閉。以上配置可以與先前描述的實施例的任何一個實施例的臂總成3合併以確保第一擺臂5與第二擺臂7存在相等的擺動路徑位移。圖21描述其中兩個臂總成3與各自表面連接的實施例，其中，要求一個表面相對於另一個表面的支撐，且在兩個表面之間施加引發的複合擺動運動。在所示的最高臂總成3內的第一擺臂5與第二擺臂7的長度相對小於在最低所描繪臂總成3內的第一擺臂5與 第二擺臂7的相應長度。在此配置中，兩個表面將擺開並經受複合角運動。擺開對於各自臂總成3將以不同的速度進行。此類型的配置可以在對門或者類似關閉裝置使用支撐結構時而適用。在一些實例中，其在需要門提起以及開口的鷗翼型門的車輛中具有特定的應用。因此，一個表面可以代表車體及環繞門開口的車體部分，而另一表面可以代表實際的門。圖22顯示針於圖10中所示的安裝支撐結構的替代安裝支撐結構45。在此配置中，此概念與圖10的相同，因此使用安裝用法蘭53與55的偏移配置的概念，但此處，將安裝用法蘭53與55安裝至可繞中心軸119旋轉的可旋轉板117。因此，在臂總成3在運動引發力的影響下移動以打開並關閉臂總成3時，存在繞中心軸119的角旋轉以促進第一表面相對於第二表面的預定移動。此在飛行器後掠翼配置中特別有用。因此，如果飛行器要求襟翼平行於飛行器的中央縱向軸伸展，那麼應了解，各第二與第三擺軸具有設置於不同位置的不同的展開軸。這反過來又要求必須存在所要求的迴轉連接。因此，圖22中的配置允許此操作。圖23描述了八個臂總成3，所述總成的一個引發的複合擺動運動，其中要求支撐臂總成以在線性方向上將提升力賦予各表面。在此情況下，第一鉸鏈連接部相對於先前範例中所示的鉸鏈連接部負傾斜。應注意，擺臂5與7具有在第一擺軸17處的負傾斜，所述表面將在相同的線性軸上移動開。此類型的配置可以適用於提升結構且在一些實例中可以如模塊一樣彼此堆疊連接。在一些實例中，這些模塊化的總成用於屋頂吊裝千斤頂、諸如太陽能電池陣板的空間展開結構以及諸如照明的臨時或者永久結構。採用連結將力僅施加於一個模塊(所述連結將力傳送至其他模塊用於組合提升以及伸展)，或者將力施加於所有或部分模塊。現參考圖24中所示的實施例，可見存在兩個臂總成3。與各表面121與122連接的可旋轉臂總成賦予在提供六個自由度的兩個表面之間施加的協同引發的複合擺動運動，以所要求的姿態安置平臺121。在此情況下，繞軸119旋轉的臂總成可經受複合角運動。因此，圖22中的配置允許旋轉。擺開以及旋轉將以獲得所要求的姿態的速度加以進行。在此情況下，軸120允許平臺旋轉以適應所要求的姿態。此類型的配置可以適用於飛行器模擬器、太陽能電池陣、機器人及類似應用中。平臺121可以通過以不同的速度將力施加至各臂總成3上的第一鉸鏈連接部以及中心軸119而加以安置以達到平臺121姿態要求或連續運動。在所有實施例中，此處所述結構系如此以使得其相對於已知結構易於製造、安裝以及維護。這是因為比已知結構存在較少的所要求的組件。在整個此說明書中，在用作空氣動力機翼的特定應用中使用術語「機翼」。然而，應了解，本文中揭示的概念可以適用於水翼。因此，應在整個說明書以及權力要求書中考慮術語「機翼」包含「水翼」且不應理解為僅限於機翼。還應了解，可以在飛行器中使用本文中揭示的概念以控制諸如機翼襟翼、副翼、諸如克魯格縫翼的前緣縫翼的控制表面以及升高設備的任何一個。因此，本發明可應用於襟翼、縫翼、襟副翼、葉片、諸如直升機葉片的葉片、風力渦輪機的葉片、固定翼帆船的葉片等。本發明還可以與船舶減搖裝置、翼龍骨、潛艇鰭以及減搖裝置、魚雷鰭以及減搖裝置及類似物一起使用。應了解，機翼變形的偏轉程度可以由第一擺軸17、第二擺軸19以及第三擺軸31的各自角度來控制。另外，可以調整各自第一擺臂5與第二擺臂7的長度以對展開配置提供 進一步的變更。因此，應了解，可以在不偏離本發明的範圍的情況下對上文所描述的發明以及實施例進行許多修改。在此情況下，可以將支撐結構用作現有飛行器的改進以替換機翼襟翼或者其他襟翼支撐結構，從而能夠移除已知的減阻裝置。應了解，如果本文中參考任何先前技術公開物，那麼此參考在澳大利亞或任何其他國家並不構成對以下內容的承認公開物構成該技術中一般普通知識的部分。除了由於表達語言或必要含義的上下文另有規定外，在跟隨本發明先前描述並且在本發明先前描述之中的權利要求中，詞「包括」或變體諸如「包括」或「包含」用於包含的意思，即，指定所規定特徵的存在，但不排除在本發明的各種實施例中的其他特徵的存在或者添加。
權利要求
1.一種用於兩個表面之間連接的復擺運動結構，其可操作以在兩個表面間具有相對運動，其中在移動至伸展擺動狀態時，第二表面相對於第一表面存在復擺運動擺動。
2.根據權利要求I所述的復擺運動結構，其中第一鉸鏈連接部與第二鉸鏈連接部的擺軸在所有擺動情況下共用與其相交的公共平面。
3.一種機翼，其中第一鉸鏈連接部與第二鉸鏈連接部的擺軸跟蹤一路徑，該路徑中存在在所有移動角度均與其相交的公共平面。
4.一種機翼，包括復擺運動結構並包括第一位置以及縮進狀態，其中在縮進狀態，所述結構包含在所述機翼的翼型之內。
5.一種復擺運動引發與支撐結構，用於兩個表面之間的連接，所述兩個表面需要相對支撐及需要具有其間引發的復擺相對運動，所述結構包括臂總成，所述臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接；且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部用於與第一表面連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部用於與第二表面連接；所述臂總成系如此以使得所述第三鉸鏈連接部的擺軸以相對於所述第二鉸鏈連接部的擺軸的鏡像配置並以相對於所述第一鉸鏈連接部的擺軸的複合角度而傾斜；所述第一擺臂與所述第二擺臂可移動以引起繞所有擺軸的擺動至縮進或者伸展擺動狀態，其中所述第一擺臂與所述第二擺臂相對於彼此各自縮進或者伸展；且其中在從縮進擺動狀態移動至伸展擺動狀態時，存在所述第二表面相對於所述第一表面的復擺運動擺動，並且所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸共用在所有擺動狀態均與其相交的公共平面。
6.一種機翼，包括主機翼與輔助機翼，且其中所述輔助機翼可以相對於所述主機翼伸展並縮進以改變所述機翼的空氣動力特性；一種用於所述主機翼與所述輔助機翼之間的連接以允許其間的支撐和伸展以及縮進的復擺運動引發與支撐結構；所述結構包括臂總成，所述臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接；且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部並使其與所述主機翼連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部並使其與所述輔助機翼連接，所述結構系如此以使得所述第三鉸鏈連接部的擺軸以相對於所述第二鉸鏈連接部的擺軸的鏡像配置並以相對於所述第一鉸鏈連接部的擺軸的複合角度而傾斜；且所述結構的所述第一擺臂與所述第二擺臂可移動以引起繞所有擺軸的擺動，且復擺運動被賦予所述輔助機翼以引起至縮進或者伸展狀態的移動，且其中在所述縮進狀態所述結構包含在所述機翼的所述翼型之內，且其中所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，所述路徑中存在在所有移動角均與其相交的公共平面。
7.一種復擺運動弓I發與支撐結構，連接在兩個表面之間，所述兩個表面需要相對支撐並需要具有其間引發的復擺相對運動；所述結構包括至少兩個臂總成，各臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接；且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部用於與第一表面連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部用於與第二表面連接；且其中所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的擺軸相對於所述第一鉸鏈連接部而傾斜，所述至少兩個臂總成的每一個臂總成被安裝至間隔開的所述第一表面與所述第二表面；所述第一擺臂與所述第二擺臂經安裝以允許繞所有軸擺動至縮進擺動狀態，其中所述第一擺臂與第二擺臂總成的另一端彼此相對最近或者至伸展擺動狀態，其中各臂總成的所述第一擺臂與第二擺臂的所述另一端彼此相對較遠；且其中在從所述縮進擺動狀態移動至所述伸展擺動狀態時，將存在所述第二表面相對於所述第一表面的復擺運動擺動，且所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，所述路徑中存在在所有擺動狀態均與其相交的公共平面。
8.一種包括主機翼與輔助機翼的機翼，且其中所述輔助機翼能夠相對於所述主機翼伸展並縮進以改變所述機翼的空氣動力特性；一種連接所述主機翼與所述輔助機翼以允許其間的支撐和伸展以及縮進的復擺運動引發與支撐結構；所述結構包括至少兩個臂總成，各臂總成包括第一擺臂和第二擺臂，所述第一擺臂與所述第二擺臂通過位於其間的第一鉸鏈連接部在各自的一端彼此擺動連接；且其中在所述第一擺臂的另一端提供第二鉸鏈連接部並使其與所述主機翼連接，且其中在所述第二擺臂的另一端提供第三鉸鏈連接部並使其與所述輔助機翼連接；其中所述第二鉸鏈連接部與第三鉸鏈連接部的擺軸相對於所述第一鉸鏈連接部而傾斜；至少兩個臂總成的每一個臂總成被安裝至具有間隔開關係的各自主機翼與輔助機翼；所述第一擺臂與所述第二擺臂經安裝以允許繞所有擺軸擺動且賦予所述輔助 機翼復擺運動以引起所述臂擺動移動至伸展或者縮進狀態，且因此各臂總成的所述第二鉸鏈連接部與所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸跟蹤一路徑，所述路徑中存在在所有擺動移動 位置均與其相交的各自公共平面；且其中在所述縮進狀態，所述結構包含在所述機翼的所述翼型內。
9.根據權利要求8所述的機翼，其包括各自的機構，其在所述第一鉸鏈連接部或者鄰近所述第一鉸鏈連接部可操作連接至所述第一臂與所述第二臂，以迫使所述第一臂與所述第二臂在縮進與伸展擺動狀態之間擺動期間相對於彼此以鏡像位移繞所述各自第一鉸鏈連接部而擺動。
10.根據權利要求9所述的機翼，其中所述機構包括齒輪機構。
11.根據權利要求9所述的機翼，其中所述機構包括螺旋機構。
12.根據權利要求8所述的機翼，其中所述第一鉸鏈連接部包括鉸鏈部件，該鉸鏈部件包括第一邊緣與第二邊緣，且其中通過各自的鉸鏈連接部所述第一擺臂連接至所述第一邊緣且所述第二擺臂連接至所述第二邊緣，從而所述第一鉸鏈連接部具有由所述各自的鉸鏈連接部界定的兩個鉸鏈軸。
13.根據權利要求8所述的機翼，其中所述第三鉸鏈連接部由一結構來支撐，該結構與所述輔助機翼獨立擺動連接以繞垂直於所述第三鉸鏈連接部的所述擺軸而伸展的軸擺動。
14.根據權利要求8所述的機翼，其中兩個鄰近的臂總成組成一對臂總成，且其中該對臂總成的第一擺動鉸鏈連接部彼此相距最遠而設置，且所述第二擺動鉸鏈連接部與所述第三擺動鉸鏈連接部彼此相距最近而設置。
15.一種裝置，其包括 擺動結合在一起的第一臂與第二臂； 結合至所述第一臂的另一端的第一表面； 結合至所述第二臂的另一端的第二表面；以及 所述第一臂與所述第二臂是可移動的從而引起一個或者兩個表面的復擺運動。
16.根據權利要求15所述的裝置，其進一步包括在所述第一臂與所述第二臂之間的第一連接鉸鏈，所述第一連接鉸鏈傾斜以調節所述臂的擺軸。
17.根據權利要求16所述的裝置，其進一步包括 第二連接鉸鏈，其將所述第一表面結合至所述第一臂，所述第二連接鉸鏈以傾斜角傾斜以調節所述第二臂的擺軸；以及 第三連接鉸鏈，其將所述第二表面結合至所述第二臂，所述第三連接鉸鏈以傾斜角傾斜以調節所述第二臂的擺軸。
18.根據權利要求17所述的裝置，其中所述第二連接鉸鏈與第三連接鉸鏈的所述擺軸相對於所述第一連接鉸鏈而傾斜。
19.根據權利要求17所述的裝置，其中所述第三連接鉸鏈的所述傾斜角實質上為相對於所述第一連接鉸鏈的擺軸的複合角。
20.根據權利要求17所述的裝置，其中所述第三連接鉸鏈的所述傾斜角實質上為所述第二連接鉸鏈的所述傾斜角的鏡像。
21.根據權利要求15所述的裝置，其中所述第一臂與所述第二臂可移動至縮進擺動狀態或者至伸展擺動狀態。
22.根據權利要求15所述的裝置，其中所述第一臂與所述第二臂可相對於彼此移動。
23.根據權利要求15所述的裝置，其中所述第一表面為機翼，且所述第二表面為輔助機翼。
全文摘要
一種用於兩個表面之間連接的復擺運動結構(3)，包括通過第一鉸鏈連接部(13)擺動結合在一起的第一臂(5)與第二臂(7)、通過第二鉸鏈連接部結合到第一臂的另一端的第一表面(35)、通過第三鉸鏈連接部結合到第二臂的另一端的第二表面(39)，所述第一臂(5)與所述第二臂(7)可移動，從而引起一個或者兩個表面的復擺運動。
文檔編號B64C9/14GK102741120SQ201080050654
公開日2012年10月17日 申請日期2010年11月4日 優先權日2009年11月4日
發明者約翰·麥克默裡·克拉克 申請人:約翰·麥克默裡·克拉克