用于旋转驱动器的致动器配置制造技术

一种旋转驱动器包括：支撑结构；以及由所述支撑结构支撑的线性致动器。所述线性致动器包括：第一构件；第二构件，所述第二构件当驱动信号被施加于所述线性致动器时在相对于所述第一构件的线性方向上运动；以及轴承布置，所述轴承布置将所述第一构件和所述第二构件支撑在所述支撑结构内并且使得所述第一构件和所述第二构件能够相对于所述支撑结构独立运动。所述旋转驱动器还包括线性到旋转转换器，所述线性致动器的所述第二构件耦合至所述线性到旋转转换器。所述线性到旋转转换器包括具有旋转轴线的输出构件。在操作期间，所述线性到旋转转换器将所述线性致动器的所述第二构件的线性往复运动转换为所述输出构件围绕所述旋转轴线的旋转运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于旋转驱动器的致动器配置相关申请的交叉引用本申请要求2013年3月14日提交的美国申请第13/827，212号的优先权，其内容以引用的方式全部并入本文。关于联邦资助研究的声明本专利技术根据由美国空军(USAF)颁发的合同第FA8650-11-M-3146号在政府的支持下做出。政府对本专利技术具有一定权利。背景具有通过线性运动产生旋转运动的一类电动机。它们通过使用线性到旋转转换器来实现这一点，这种线性到旋转转换器的一个示例是凸轮。在美国专利公布第2011/0108339号中描述了一个这种类型的电动机。本文描述的实施方案是这种电动机的其他示例。
技术实现思路
在一个方面中，一般而言，旋转驱动器包括:支撑结构；以及由所述支撑结构支撑的线性致动器。所述线性致动器包括:第一构件；第二构件，所述第二构件当驱动信号被施加于所述线性致动器时在相对于所述第一构件的线性方向上运动；以及轴承布置，所述轴承布置将所述第一构件和所述第二构件支撑在所述支撑结构内并且使得所述第一构件和所述第二构件能够相对于所述支撑结构独立运动。所述旋转驱动器还包括线性到旋转转换器，所述线性致动器的所述第二构件耦合至所述线性到旋转转换器。所述线性到旋转转换器包括具有旋转轴线的输出构件。在操作期间，所述线性到旋转转换器将所述线性致动器的所述第二构件的线性往复运动转换为所述输出构件围绕所述旋转轴线的旋转运动。各个方面可以包括以下特征中的一个或者多个。所述第一构件是包括一个或者多个产生磁场的磁体的磁性定子组件，并且其中，所述第二构件是包括线圈的线圈组件，所述线圈布置为在由所述磁性定子组件产生的所述磁场内往复运动。所述旋转驱动器还包括:刚性地连接至所述提及的第一支撑结构的第二支撑结构；以及由所述第二支撑结构支撑的第二线性致动器。所述第二线性致动器包括:第一构件；第二构件，所述第二构件当驱动信号被施加于所述第二线性致动器时在相对于所述第二线性致动器的所述第一构件的线性方向上运动；以及第二轴承布置，所述第二轴承布置将所述第二线性致动器的所述第一构件和所述第二构件支撑在所述第二支撑结构内，并且使得所述第二线性致动器的所述第一构件和所述第二构件能够相对于所述第二支撑结构独立运动。所述第二线性致动器的所述第二构件耦合至所述线性到旋转转换器，并且其中，在操作期间，所述线性到旋转转换器将所述第二线性致动器的所述第二构件的线性往复运动转换为所述输出构件围绕所述旋转轴线的旋转运动。所述提及的第一线性致动器的所述第一构件刚性地连接至所述第二线性致动器的所述第一构件，从而使得所述提及的第一线性致动器的所述第一构件和所述第二线性致动器的所述第一构件一起运动。所述提及的第一轴承布置包括:第一轴承组件，所述第一轴承组件提供在所述提及的第一线性致动器的所述第一构件与所述提及的第一线性致动器的所述第二构件之间的轴承表面，并且使得所述提及的第一线性致动器的所述第一构件能够相对于所述提及的第一线性致动器的所述第二构件运动；以及第二轴承组件，所述第二轴承组件提供在所述提及的第一线性致动器的所述第一构件与所述提及的第一支撑结构之间的轴承表面，并且使得所述提及的第一线性致动器的所述第一构件能够相对于所述提及的第一支撑结构运动。所述第二所轴承布置包括:第一轴承组件，所述第一轴承组件提供在所述第二线性致动器的所述第一构件与所述第二线性致动器的所述第二构件之间的轴承表面，并且使得所述第二线性致动器的所述第一构件能够相对于所述第二线性致动器的所述第二构件运动；以及第二轴承组件，所述第二轴承组件提供在所述第二线性致动器的所述第一构件与所述第二支撑结构之间的轴承表面，并且使得所述第二线性致动器的所述第一构件能够相对于所述第二支撑结构运动。所述提及的第一线性致动器的所述第一构件是包括一个或者多个产生磁场的磁体的磁性定子组件，并且其中，所述提及的第一线性致动器的所述第二构件是包括线圈的线圈组件，所述线圈布置为在由所述提及的第一线性致动器的所述磁性定子组件产生的所述磁场内往复运动。所述第二线性致动器的所述第一构件是包括一个或者多个产生磁场的磁体的磁性定子组件，并且所述第二线性致动器的所述第二构件是包括线圈的线圈组件，所述线圈布置为在由所述第二线性致动器的所述磁性定子组件产生的所述磁场内往复运动。所述线性到旋转转换器配置为把所述提及的第一线性致动器的所述第二构件相对于所述第二线性致动器的所述第二构件的运动束缚为是关于相对于所述第一支撑结构和所述第二支撑结构固定的平面相对于彼此对称的。所述平面与所述提及的第一线性致动器的所述第二构件运动的所述线性方向垂直，并且与所述第二线性致动器的所述第二构件运动的所述线性方向垂直。所述平面容纳所述旋转轴线。所述旋转驱动器还包括:控制接口，所述控制接口配置为接收用于所述提及的第一线性致动器的驱动信号和用于所述第二线性致动器的驱动信号，其中，施加于所述线性致动器的差模驱动信号相应于所述提及的第一线性致动器的所述第二构件和所述第二线性致动器的所述第二构件的往复运动，并且施加于所述线性致动器的共模驱动信号相应于所述提及的第一线性致动器的所述第一构件和所述第二线性致动器的所述第一构件相对于所述第一支撑结构和所述第二支撑结构的运动。所述输出构件包括转子驱动轴。所述旋转驱动器还包括围绕所述旋转驱动轴的旋转斜盘。所述旋转驱动器还包括通过所述线性致动器的所述第一构件相对于所述支撑结构的运动操作的控制臂。所述控制臂机械地耦合至所述支撑结构，并且配置为将所述第一构件相对于所述支撑结构的线性运动转换为所述旋转斜盘的倾斜。所述旋转驱动器还包括耦合至所述转子驱动轴的转子叶片，所述控制臂配置为控制所述转子叶片的周期桨距。各个方面可具有以下优点中的一种或者多种。—些电动机包括响应于在一个或者多个线圈上的电磁力而旋转的旋转部(称为“转子”)，该线圈相对于产生磁场的静止部(称为“定子”)运动。当位于所产生的磁场的一部分内的线圈运载施加的电流时，在该线圈上存在一个力(即，在磁场中运动的电荷上的洛仑兹力)。在本文描述的旋转驱动器子组件的实施方式中，代替静态的磁性定子，具有磁性定子组件，该磁性定子组件自身配置为由于其的运动部分地受限制的两个线圈上的洛仑兹力而运动，如下面更加详细描述的。对线圈进行限制，从而，与在线圈上的对称力相对应的施加电流使转子旋转，并且与在线圈上的非对称力相对应的施加电流使组件平移。这两种独立的自由度使得控制器能够通过向线圈施加电流来高效率地控制旋转驱动器，如下面更加详细描述的。例如，旋转驱动器可以用于使向直升飞机提供推力的叶片旋转。另外，在旋转驱动器中的多个旋转驱动器子组件的组合，以及多个旋转驱动器(例如，具有围绕共用的轴线但是在相反方向上旋转的相对叶片组的两个旋转驱动器)的组合，使得能够构建模块化推力器，例如，用于飞行器的模块化推力器。具体而言，该组合使得能够将推力器产生的力细分为的相同的可管理的致动器组，这些致动器组可以迅速并且独立地控制。本专利技术的其他的特征和优点是从以下的描述以及从权利要求明显的。【附图说明】图1A是具有两个线性致动器的耦合至转子驱动轴的旋转驱动器子组件的示意图。图1B是具有转子叶片控制的耦合至转子驱动轴的旋转驱动器子组件的示意图。图1C是在磁性定子组件中的磁体的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转驱动器，所述旋转驱动器包括：支撑结构；以及由所述支撑结构支撑的线性致动器，所述线性致动器包括：第一构件；第二构件，所述第二构件当驱动信号被施加于所述线性致动器时在相对于所述第一构件的线性方向上运动；以及轴承布置，所述轴承布置将所述第一构件和所述第二构件支撑在所述支撑结构内，并且使得所述第一构件和所述第二构件能够相对于所述支撑结构独立运动；所述旋转驱动器还包括：线性到旋转转换器，所述线性致动器的所述第二构件耦合至所述线性到旋转转换器，所述线性到旋转转换器包括具有旋转轴线的输出构件，其中，在操作期间，所述线性到旋转转换器将所述线性致动器的所述第二构件的线性往复运动转换为所述输出构件围绕所述旋转轴线的旋转运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西·A·福丰诺夫，伊恩·W·汉特，
申请(专利权)人：核科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US