用于高转速应用的非干扰止动模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于驱动系统的止动机构，所述止动机构包括单向离合器、制动器、止动特征和连杆系。当所述系统的驱动轴沿第一方向旋转而不沿相反方向旋转时，所述单向离合器与所述驱动轴联接。所述制动器通过所述第一单向离合器连接到所述驱动轴并且能够被操作以使驱动轴沿所述第一方向的旋转停止。所述止动特征由所述驱动轴驱动的输出元件承载并且在所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的方向移动而到达预定的限制位置时致动所述连杆系以操作所述第一制动器。通过增加第二单向离合器、第二制动器和第二止动特征来提供双向止动机构，所述第二止动特征被布置成沿所述驱动轴的相反的旋转方向起作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高转速应用的非干扰止动模块
本专利技术整体涉及用于在驱动系统到达行程终点位置时使旋转驱动系统或线性驱动系统停止的机构。更具体地，本专利技术涉及被构造成以避免干扰驱动系统的方式使驱动系统的驱动马达的高RPM旋转停止的内部机械止动模块。
技术介绍
机动化驱动系统可以驱动输出元件在限定路径范围(行程)内的运动。例如，通常使用马达驱动的致动器来使飞机飞行控制表面(例如，襟翼或缝翼)或飞机门在伸出位置与回缩位置之间以双向方式移动。操控驱动马达的控制系统对旋转驱动系统施加行程限制。此外，通常提供机械止动模块作为防止在马达控制系统经历故障时出现超程的安全措施。止动模块用于在旋转驱动系统沿一个行进方向到达行程终点位置时使旋转驱动系统的旋转停止，并且允许驱动系统马达反向旋转以沿相反方向行进。一种已知的止动机构包括：终点止动件，该终点止动件设置在由旋转驱动系统致动的输出曲拐的臂上；以及卡位表面，该卡位表面被布置成接合终点止动件以限制曲拐的角行程。由于止动扭矩被施加于曲拐臂，因此需要扭矩限制器来保护系统使其不会因为非常高的扭矩水平而受到影响。因此，这种类型的机构增加了旋转驱动系统的重量和复杂性。其他已知的用于防止超程的机构使用受到终点止动件限制的行进螺母组件。例如，美国专利No.4,064,981公开了一种具有行进螺母组件的止动机构，该行进螺母组件接触减振止动件以通过摩擦地干扰螺母组件与从动轴之间的螺纹来终止轴旋转。另一种已知的止动机构包括移动螺母，该移动螺母在螺母的端面上具有“挡块”，这些挡块与终点止动件上的配合挡块接合以防止在螺母达到行程终点位置时发生进一步旋转。依赖于行进螺母的机构的尺寸和重量通常与每个行程的马达转数成比例。因此，在一些应用中，尤其是在飞机应用中，行进螺母系统可能过大和/或过重。差动驱动器可以被布置成有助于减少行进螺母系统中的螺纹长度，但这增加了系统的复杂性，使得设计、制造和组装更加昂贵。美国专利No.4,867,295公开了一种行进螺母止动机构，该行进螺母止动机构包括螺母行进所沿的单独螺杆轴，其中该螺杆轴由可旋转驱动轴驱动。在螺杆轴的一端设置有旋转止动件和固定止动件，在螺杆轴的另一端设置有轴承壳体以支承螺杆轴进行旋转和轴向移动。行进螺母能够沿一个方向移动以接合旋转止动件和固定止动件，从而使螺杆轴的旋转运动停止。行进螺母能够沿另一个方向移动而与轴承壳体接触以在螺杆轴上施加轴向力，使得螺杆轴轴向地移动以接合旋转止动件和固定止动件，从而使螺杆轴的旋转运动终止。在旋转止动件和固定止动件终止螺杆轴的旋转运动时，螺杆轴起到扭转减震器的作用。就像以上提及的机构一样，系统的重量、尺寸和复杂性都是限制因素。其他已知的止动机构使用日内瓦驱动器来对马达旋转计数，并启动棘爪以进入接合或在行程终点处应用挡块。在美国专利No.4,641,737和No.4,721,196中可以找到这种类型的止动机构的示例。此类系统是机械复杂的，并且可能需要扭转减震装置。如果在行程终点限制之间存在多次马达旋转的系统中，在马达之处或附近使用这种类型的止动机构，则计数机构会变得很大、很重和/或很复杂。另一种已知的用于防止超程的方法依赖于阀门或开关来暂停向驱动马达供电以防止运动超出行程终点限制。然而，这种方法不能阻止手动驱动超出正常的行程终点限制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于防止在驱动系统中出现超程的止动机构，该驱动系统具有马达、由马达旋转的驱动轴以及通过驱动轴的旋转可旋转地或线性地驱动的输出元件。止动机构使驱动轴旋转停止而不会造成干扰，并且不需要额外的扭矩或减震部件。止动机构重量轻并且具有紧凑尺寸的包层，该包层与系统的驱动行程中的马达转数不成比例。很容易限定行程终点限制位置。止动机构通常包括第一单向离合器、第一制动器、第一止动特征和连杆系。第一单向离合器在驱动轴沿第一驱动方向旋转时与驱动轴联接但在驱动轴沿与第一驱动方向相反的第二驱动方向旋转时不与驱动轴联接。第一制动器经由第一单向离合器而连接到驱动轴并且能够被操作以使驱动轴沿第一驱动方向的旋转停止。第一止动特征由输出元件承载，并且连杆系将第一止动特征连接到第一制动器。当输出元件沿与驱动轴的第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，第一止动特征致动连杆系以操作第一制动器来使驱动轴沿第一驱动方向的旋转停止。可以通过增加第二单向离合器、第二制动器和第二止动特征来提供双向止动机构，该第二止动特征被布置成使用相同的连杆系沿驱动轴的相反的旋转方向起作用。在第一实施方案中，第一单向离合器和第二单向离合器可以为斜撑离合器，并且第一制动器和第二制动器可以为具有一个或多个摩擦板的盘式制动器。第一实施方案的连杆系可以被构造成可枢转地安装的曲拐连杆，该曲拐连杆具有第一腿以及第二腿，该第一腿被布置成要被第一止动特征或第二止动特征接合，该第二腿用于操作第一制动器或第二制动器。这些止动特征可以被布置在旋转驱动的输出元件上的预定角位置处以限定相应的角限制位置。在第二实施方案中，第一单向离合器和第二单向离合器可以为围绕驱动轴自身或旋转地联接到驱动轴的部件螺旋地缠绕的第一绞盘弹簧和第二绞盘弹簧，其中第一绞盘弹簧和第二绞盘弹簧也充当第一制动器和第二制动器。在第二实施方案中，连杆系可以包括可枢转地安装的曲拐连杆，该曲拐连杆与副连杆协作以根据驱动轴的旋转方向来绷紧其中一个绞盘弹簧。第三实施方案与第一实施方案大体类似，不同的是输出元件被线性地驱动以沿分别对应于驱动轴的第一旋转驱动方向和第二旋转驱动方向的第一线性行进方向和第二线性行进方向行进。这些止动特征可以被布置在线性驱动的输出元件上的预定线性位置处以限定相应的限制位置。第三实施方案可以适用于如第二实施方案所教导的那样使用绞盘弹簧。附图说明本专利技术的实质和操作模式现在将结合附图在本专利技术的以下具体实施方式中更全面地描述，其中：图1为根据本专利技术的第一实施方案形成的止动机构的示意图；图2为根据第一实施方案形成的止动机构的截面图，其中为了说明起见，该视图具有切出区域；图3为根据本专利技术的第二实施方案形成的止动机构的截面图，其中为了说明起见，该视图具有切出区域；图4为示出了图3所示止动机构的连杆系的放大透视图；并且图5为根据本专利技术的第三实施方案形成的止动机构的示意图。具体实施方式图1示意性地示出了结合有根据本专利技术的第一实施方案形成的止动机构20的旋转驱动系统10。旋转系统10具有马达12，该马达能够操作以使驱动轴14沿第一驱动方向F以及沿与第一驱动方向F相反的第二驱动方向R围绕轴线15旋转。旋转系统10还可具有一个或多个传动元件(在图1中示意性地表示为锥齿轮16)，该一个或多个传动元件被构造成将驱动轴14的旋转运动传输到能够围绕轴线19旋转的输出元件18。可以理解，当驱动轴14沿第一驱动方向F旋转时，引起输出元件18沿第一从动方向F’的旋转，并且当驱动轴14沿第二驱动方向R旋转时，引起输出元件18沿第二从动方向R’的旋转。旋转系统10的输出元件18可以是在预期有限范围(也称为行程)内提供往复运动的旋转驱动系统的一部分。例如，输出元件18可以是用于使飞行控制表面或门在飞机上移动的驱动系统的一部分。马达12可以为任何类型的马达，诸如液压马达或电动马达。根据本专利技术，当输出元件1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动系统的止动机构，所述驱动系统具有马达、由所述马达旋转的驱动轴以及通过所述驱动轴的旋转来驱动的输出元件，所述止动机构包括：第一单向离合器，所述第一单向离合器在所述驱动轴沿第一驱动方向旋转时与所述驱动轴联接但在所述驱动轴沿与所述第一驱动方向相反的第二驱动方向旋转时不与所述驱动轴联接；经由所述第一单向离合器而连接到所述驱动轴的第一制动器，所述第一制动器能够被操作以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止；由所述输出元件承载的第一止动特征；以及用于将所述第一止动特征连接到所述第一制动器的连杆系；其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，所述第一止动特征致动所述连杆系以操作所述第一制动器来使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.29 US 14/868,4411.一种用于驱动系统的止动机构，所述驱动系统具有马达、由所述马达旋转的驱动轴以及通过所述驱动轴的旋转来驱动的输出元件，所述止动机构包括：第一单向离合器，所述第一单向离合器在所述驱动轴沿第一驱动方向旋转时与所述驱动轴联接但在所述驱动轴沿与所述第一驱动方向相反的第二驱动方向旋转时不与所述驱动轴联接；经由所述第一单向离合器而连接到所述驱动轴的第一制动器，所述第一制动器能够被操作以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止；由所述输出元件承载的第一止动特征；以及用于将所述第一止动特征连接到所述第一制动器的连杆系；其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第一驱动方向相对应的第一从动方向移动而到达预定的第一限制位置时，所述第一止动特征致动所述连杆系以操作所述第一制动器来使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。2.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括斜撑离合器。3.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一制动器包括至少一个摩擦制动板。4.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括第一绞盘弹簧。5.根据权利要求4所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧具有附接到结构地面的固定端和连接到所述连杆系的调节端，其中所述第一绞盘弹簧能够绷紧以充当所述第一制动器。6.根据权利要求3所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆，所述曲拐连杆具有第一腿以及第二腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，所述第二腿被布置成响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而接合所述至少一个摩擦制动板以操作所述第一制动器。7.根据权利要求5所述的止动机构，其中所述连杆系包括曲拐连杆和对所述曲拐连杆的枢转运动作出响应的副连杆，其中所述曲拐连杆具有第一腿以及接合所述副连杆的第二腿，所述第一腿被布置成要被所述第一止动特征接合以引起所述曲拐连杆沿第一枢转方向的枢转运动，并且其中所述副连杆包括响应于所述曲拐连杆沿所述第一枢转方向的枢转运动而向所述第一绞盘弹簧的所述调节端施加张力的第一突出部，由此所述第一绞盘弹簧绷紧以使所述驱动轴沿所述第一驱动方向的旋转停止。8.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一从动方向为旋转方向。9.根据权利要求1所述的止动机构，其中所述第一从动方向为线性方向。10.根据权利要求1所述的止动机构，还包括：第二单向离合器，所述第二单向离合器在所述驱动轴沿所述第二驱动方向旋转时与所述驱动轴联接但在所述驱动轴沿所述第一驱动方向旋转时不与所述驱动轴联接；经由所述第二单向离合器而连接到所述驱动轴的第二制动器，所述第二制动器能够被操作以使所述驱动轴沿所述第二驱动方向的旋转停止；以及由所述输出元件承载的第二止动特征；其中所述连杆系将所述第二止动特征连接到所述第二制动器；其中当所述输出元件沿与所述驱动轴的所述第二驱动方向相对应的第二从动方向移动而到达预定的第二限制位置时，所述第二止动特征致动所述连杆系以操作所述第二制动器来使所述驱动轴沿所述第二驱动方向的旋转停止。11.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第二单向离合器包括斜撑离合器。12.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第二制动器包括至少一个摩擦制动板。13.根据权利要求10所述的止动机构，其中所述第一单向离合器包括第一绞盘弹簧，并且所述第二单向离合器包括第二绞盘弹簧。14.根据权利要求13所述的止动机构，其中所述第一绞盘弹簧具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：洛厄尔·范·伦德·拉森，
申请(专利权)人：穆格公司，
类型：发明
国别省市：美国,US