控制表面驱动组件制造技术

本申请公开了一种飞机控制表面促动组件，包括第一机电促动器组件(44)，该第一机电促动器组件由两个独立的马达(48、50)来驱动，以便用于冗余，还有阻尼组件(46)，该阻尼组件提供为减轻摆动。

【技术实现步骤摘要】
本分案申请是基于申请号为201380043679.6(其国际申请号为PCT/GB2013/052144)、申请日为2013年8月12日、专利技术名称为“控制表面驱动组件”的中国专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种飞机控制表面驱动组件。更具体地说，本专利技术涉及一种用于飞机主控制表面(特别是副翼)的驱动的电动驱动组件。
技术介绍
很多飞机使用液压动力控制表面驱动组件来使得主控制表面(例如副翼)运动。通常每个副翼表面提供两个线性液压伺服促动器(例如在空中客车的A320(RTM)上)。各线性液压伺服促动器包括单独的液压油缸，以便使得副翼表面运动。各油缸的运动由包括伺服阀的阀模块来控制。伺服促动器形成从机翼结构至副翼的单独负载通路，以便提供机械冗余(当一个伺服促动器产生问题时)。各线性液压伺服促动器由独立的液压供给源来提供动力，以便提供冗余(当一个供给源产生问题时，例如压力损失)。在正常使用中，在一个有效和一个备用的线性液压伺服促动器的情况下液压控制表面驱动组件操作。当有效线性液压伺服促动器不能按需要完成任务时，备用的线性液压伺服促动器能够进行操作，换句话说，在这样的系统中提供冗余，以便满足操作和安全要求。在正常操作过程中，备用的线性液压伺服促动器布置在液压旁路模式，以便使得它更容易反向驱动。这降低了在有效线性液压伺服促动器上的负担，因此降低了所需的液压油缸的尺寸。在可能性非常小的事件(供给线性液压伺服促动器的两个液压供给源都遇到操作问题)中，一个或两个线性液压伺服促动器能够转换至使得它们用作阻尼器的模式，以便阻尼副翼表面的自由运动。在这些情况下，无阻尼的自由运动或者“摆动”对飞机的空气动力性能产生不利影响，因此具有阻尼模式将很有利。应当知道，已知系统通过任一线性液压伺服促动器来提供阻尼功能，意味着具有阻尼冗余。这是必须的，因为任一伺服促动器都可能出现问题，且需要由剩下的线性液压伺服促动器(用作阻尼器)通向使用的线性液压伺服促动器的负载通路。在这些情况下，保持阻尼能力以便减轻摆动情况。在飞机行业中越来越常见的是考虑电驱动。提供电驱动的一种方法是以旋转电促动器来代替上述线性液压伺服促动器。由于它们的尺寸，低扭矩和高速的电马达为希望的。这需要在促动器内提供齿轮箱，该齿轮箱有相对较高的齿轮比(几百比1)，以便提供适合控制表面驱动的、相对低速和高扭矩的输出。尽管由每个控制表面两个电促动器来简单地代替两个线性液压伺服促动器将提供在电源、马达和齿轮箱中的冗余的前述所有优点，但是使用该方法还有问题。如上面对于液压系统所述，有效单元必须能够反向驱动备用单元。在线性液压伺服促动器的情况下，很容易将备用的伺服促动器布置在液压旁路内，以便降低在有效伺服促动器上的负担。电系统的问题是齿轮箱比率。备用马达的电枢在直接反向驱动时有很小的阻力。不过，因为有效马达必须驱动通过高齿轮比来反映的备用马达惯性，因此这时克服备用马达的惯性所需的功率较大。应当知道，同样放大的备用马达惯性将在阻尼方面很有利(当两个马达的电源都有问题时)，它们能够用作惯性阻尼器，因此避免面板摆动。问题是因为不存在与线性液压伺服促动器的旁路模式的等效模式，因此两个电马达都必须超大尺寸，以便在正常使用过程中反向驱动另一电马达的惯性，这增加了系统的重量和成本。这样的旁路功能可以设想通过机械脱开备用电促动器来实现，不过，这样的系统将增加系统的复杂性、不可靠性和成本。希望降低控制表面驱动组件的成本和重量，同时并不降低该系统的可靠性。行星齿轮箱由于它们的可能高齿轮比和紧凑尺寸而适合上述电促动器。所需的齿轮比能够通过两级行星齿轮箱来实现。在第一级中，输入太阳齿轮驱动在行星齿轮载体上的一系列行星齿轮，该行星齿轮再驱动第二级的太阳齿轮。第二级包括具有扩展器环的行星齿轮结构，以便定位该多个行星齿轮(代替行星齿轮载体)。行星齿轮结构设置成驱动输出环形齿轮。这种齿轮箱的一个问题是在输出环形齿轮处的位置或速度的测量。环形齿轮具有较大半径，定位要由环形齿轮驱动的解析器(resolver)将由于环形齿轮的半径而引起设计和包装问题。行星齿轮箱输出将有输出臂，该输出臂与环形齿轮连接，并从该环形齿轮径向伸出。对于由促动器所需的运动范围，这可能是问题，因为必须在齿轮箱壳体中提供较大的周向狭槽，以便允许臂运动。这样的狭槽通常在使得壳体的两个部件分离的分离线处提供，以便容易装配。这样的问题是因为狭槽越大，接入多个齿轮(例如行星齿轮)的齿轮箱壳体的刚性越低。壳体通常必须承受来自齿轮机构和来自外部负载的较大力，因此应当避免提供能够使得壳体变形的特征。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服或者至少减轻上述问题。根据本专利技术的第一方面，提供了一种控制表面组件，它包括：飞机结构部件；控制表面，该控制表面可运动地安装在该飞机结构部件上；促动器，该促动器包括第一电马达，该第一电马达布置成通过在控制表面和飞机机翼部件之间的第一负载通路而相对于飞机机翼部件驱动控制表面；以及阻尼组件，该阻尼组件布置成通过在飞机机翼部件与控制表面之间的第二负载通路而阻尼在控制表面和飞机机翼部件之间的相对运动，该第二负载通路与第一负载通路分离。本专利技术设想只有一个促动器提供为在机翼和副翼之间的负载通路。通常，这将是不可接受的，因为促动器的任何问题都将导致控制表面进入摆动模式。本专利技术提供了专用的单独阻尼器以解决该问题。单个阻尼器比另外的促动器组件更简单和更轻，因此降低了成本和复杂性，同时提供了所需的阻尼功能，以便当第一促动器有问题时避免摆动情况。优选是，促动器组件包括第二电马达，该第二电马达布置成相对于飞机机翼部件驱动控制表面。这提供了马达冗余。两个马达以有效/备用模式来操作。还有，通过提供驱动相同促动器的两个电马达，它们能够都与通向齿轮箱的公共输入轴连接。因此，避免了有效单元必须克服备用单元的电枢的放大惯性的问题。有效马达只必须克服备用马达电枢的无齿轮惯性。优选是，第一和第二马达由分开的电源来驱动，用于电源冗余。优选是，促动器包括齿轮箱，该齿轮箱有：输入部，该输入部布置成由第一和第二马达中的至少一个来驱动；以及输出部。这使得具有高速和低扭矩输出的较小马达能够用于副翼驱动的低速、高扭矩需求。优选是，第一和第二马达都布置成选择地交替驱动齿轮箱的输入部。更优选是，马达电枢安装在公共轴上。优选是，阻尼组件可在第一模式和第二模式之间转换，且阻尼组件的阻尼效果在第一模式中比第二模式中低。有利的是，提供可转换的阻尼器降低了有效马达的力需求，因为它能够保持在第一模式，除非需要阻尼控制表面的摆动。阻尼组件可以根据促动器组件的操作条件而自动地在第一模式和第二模式之间转换。可以提供控制系统，该控制系统设置成在正常操作过程中使得阻尼组件置于第一模式，以使得阻尼效果可忽略。当发生故障时(例如促动器失效)，从马达至副翼的机械连杆断开，这时阻尼器将转换至第二模式。还设想可以提供摆动检测器，例如该摆动检测器感测副翼的运动(例如过大速度，或者异常运动)。当检测器检测到表示摆动的运动时，阻尼组件将置于第二模式。阻尼组件可以包括液压阻尼器。液压阻尼器可以包括液压缸，该液压缸有机械控制孔，以便控制阻尼系数。因此，液压阻尼器可以有线性输出。这样的阻尼器可以并不像促动器一样大，且在正常使用过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机控制表面促动器，包括：行星齿轮箱组件，所述行星齿轮箱组件具有：输入太阳齿轮；中间行星齿轮，所述中间行星齿轮由太阳齿轮驱动；以及输出环形齿轮，所述输出环形齿轮由中间行星齿轮来驱动；以及位置传感器，所述位置传感器具有旋转输入部，其中，所述旋转输入部由行星齿轮载体通过无齿轮的连接件来驱动。

【技术特征摘要】
2012.08.22 GB 1214952.21.一种飞机控制表面促动器，包括：行星齿轮箱组件，所述行星齿轮箱组件具有：输入太阳齿轮；中间行星齿轮，所述中间行星齿轮由太阳齿轮驱动；以及输出环形齿轮，所述输出环形齿轮由中间行星齿轮来驱动；以及位置传感器，所述位置传感器具有旋转输入部，其中，所述旋转输入部由行星齿轮载体通...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·戴维斯，
申请(专利权)人：穆格伍尔弗汉普顿有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB