具有直接驱动控制和故障马达保护的双同心控制阀制造技术

本公开内容涉及具有直接驱动控制和故障马达保护的双同心控制阀。系统和方法包括提供具有直接驱动式双同心阀D3V的飞行器，直接驱动式双同心阀D3V具有：本体；外部次级阀芯，其同轴地定位在本体的孔内并且能够相对于本体线性地移位；内部主阀芯，其同轴地定位在次级阀芯的孔内并且能够相对于次级阀芯和本体线性地移位；以及多个马达组件，其耦接至主阀芯，提供主阀芯或次级阀芯的选择性移位。每个马达组件包括离合机构，离合机构将马达组件的马达选择性地耦接至主阀芯以及从主阀芯选择性地耦接马达。

Double Concentric Control Valve with Direct Drive Control and Fault Motor Protection

【技术实现步骤摘要】
具有直接驱动控制和故障马达保护的双同心控制阀相关申请的交叉引用不适用。关于联邦政府资助的研究或开发的声明不适用。
本专利技术涉及飞行器领域，更具体地涉及滑阀和包括滑阀的飞行器以及操作该飞行器的方法。
技术介绍
飞行器包括具有各种飞行控制部件的复杂飞行控制系统，飞行控制部件是电气的、机械的、液压的、气动的、磁性的和/或以上的任何组合。这些飞行控制部件能够调节飞行器的飞行特性以适应飞行器的变化和/或各种操作模式、速度和/或海拔高度、以及/或者环境条件。通常，这些飞行控制系统还包括许多传感器、仪表等，以监测飞行器的飞行控制部件的操作。然而，由于复杂的性质、连续使用和/或在这些飞行控制部件中的许多飞行控制部件上施加的应变，一些飞行控制部件可能容易出故障，这可能导致飞行器的降级的控制或者失去控制以及/或者飞行器的总的灾难性损失。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种滑阀，包括：本体；外部次级阀芯，其同轴地定位在所述本体的孔内并且能够相对于所述本体线性地移位；内部主阀芯，其同轴地定位在所述次级阀芯的孔内并且能够相对于所述次级阀芯和所述本体线性地移位；以及多个马达组件，每个马达组件包括：马达，其被配置成提供所述主阀芯的选择性移位；以及离合器，其被配置成将所述马达选择性地耦接至所述主阀芯。在一个实施方式中，所述滑阀包括直接驱动式双同心阀D3V，所述D3V包括在D3V的每个端部处的级联流动求和四通阀。在一个实施方式中，所述滑阀还包括：至少一个主阀芯位置传感器，其被配置成确定所述主阀芯相对于所述次级阀芯的位置；以及至少一个次级阀芯位置传感器，其被配置成确定所述次级阀芯相对于所述本体的位置。在一个实施方式中，所述滑阀包括至少两个马达组件。在一个实施方式中，每个马达组件包括偏心驱动单元，并且其中，每个离合器被配置成选择性地将相关联的马达耦接至相关联的偏心驱动单元。在一个实施方式中，每个马达组件包括马达位置传感器，所述马达位置传感器被配置成确定相应马达的位置。在一个实施方式中，每个离合器被配置成响应于相关联的马达位置传感器检测到马达故障来选择性地将其相关联的马达从所述主阀芯解除耦接。在一个实施方式中，所述离合器包括旋转离合器。在一个实施方式中，所述离合器包括线性离合器。在一个实施方式中，所述离合器包括机械致动的、机电致动的、液压致动的、电磁致动的、压电致动的和磁流变激活的离合器中的至少之一。在一个实施方式中，所述主阀芯的移位改变通过所述滑阀的流动路径，以改变飞行器的多个旋翼桨叶的桨距。根据一个方面，提供了一种飞行器，包括：活塞致动器；以及滑阀，其液压地耦接至所述活塞致动器，并且包括：本体；外部次级阀芯，其同轴地定位在所述本体的孔内并且能够相对于所述本体线性地移位；内部主阀芯，其同轴地定位在所述次级阀芯的孔内并且能够相对于所述次级阀芯和所述本体线性地移位；以及多个马达组件，每个马达组件包括：马达，其被配置成提供所述主阀芯的选择性移位以致动所述活塞致动器；以及离合器，其被配置成将所述马达选择性地耦接至所述主阀芯。在一个实施方式中，所述活塞致动器耦接至多个旋翼桨叶，并且其中，所述活塞致动器的致动改变所述多个旋翼桨叶的桨距。在一个实施方式中，每个马达组件包括马达位置传感器，所述马达位置传感器被配置成确定相应马达的位置。在一个实施方式中，每个离合器被配置成响应于其相关联的马达的马达故障来选择性地将所述相关联的马达从所述主阀芯解除耦接。在一个实施方式中，每个离合器由所述飞行器的飞行控制系统控制。在一个实施方式中，所述飞行器包括旋翼飞行器、倾转旋翼机和固定翼飞行器中的至少之一。根据一个方面，提供了一种操作飞行器的方法，包括：提供包括活塞致动器和滑阀的飞行器，所述滑阀包括多个马达组件，每个马达组件包括离合器和马达，所述马达被配置成提供所述主阀芯的选择性移位以致动所述活塞致动器；检测马达的故障；以及使与至少一个故障马达相关联的离合器脱离接合。在一个实施方式中，检测马达的故障是通过所述马达位置传感器将关于所述马达中的与马达的命令的操作位置不匹配的至少一个马达的位置的信息传送至飞行控制系统来确定的。在一个实施方式中，所述方法还包括：与将与所述至少一个故障马达相关联的离合器脱离接合同时地来进行将与被配置处于待机模式的另一马达相关联的离合器接合，以保持所述滑阀的多个接合的马达组件的冗余。附图说明图1是根据本公开内容的飞行器的侧视图。图2是根据本公开内容的直接驱动式双同心阀致动器(“D3V致动器”)的侧视图。图3是根据本公开内容的直接驱动式双同心阀(“D3V”)的局部截面侧视图。图4是根据本公开内容的直接驱动式双同心阀(“D3V”)的另一实施方式的局部截面侧视图。图5是根据本公开内容的直接驱动式双同心阀(“D3V”)的又一实施方式的截面侧视图。图6是适于实现本公开内容的实施方式的通用处理器(例如，电子控制器或计算机)系统的示意图。图7是根据本公开内容的操作飞行器的方法的流程图。具体实施方式在本公开内容中，当附图中描绘了装置时，可以参考各种部件之间的空间关系以及部件的各个方面的空间定向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本公开内容之后将认识到的，本文中描述的装置、构件、设备等可以以任何期望的定向被定位。因此，应该将描述各种部件之间的空间关系或者描述这样的部件的各方面的空间定向的术语例如“上方”、“下方”、“上部”、“下部”或其他类似术语的使用理解成分别描述部件之间的相对关系或者这样的部件的各方面的空间定向，因为本文中描述的装置可以以任何期望的方向定向。现在参照图1，根据本公开内容示出了飞行器100的侧视图。飞行器100通常包括：机身102；旋翼系统104，其包括多个旋翼桨叶106；以及整流罩108，其被配置成包围和/或容纳直接驱动式双同心阀致动器(directdrive,dualconcentricvalveactuator)(在下文中称为“D3V致动器”)200。如本文稍后将论述的，D3V致动器200被配置成通过D3V致动器200的选择性操作来控制旋翼桨叶106的桨距(pitch)。另外，尽管在该实施方式中飞行器100包括直升机，但是将理解的是，在可替选的实施方式中，飞行器100可以是倾转旋翼机、其他垂直起降(VTOL)飞行器、旋翼飞行器、固定翼飞行器和/或其他“有人驾驶”或“无人驾驶”飞行器。此外，将理解的是，虽然在飞行器的背景下描述了D3V致动器200，但是D3V致动器200也可以适用于需要D3V致动器200的精确控制和故障容许益处(failuretolerancebenefits)的其他移动装备和交通工具类型，包括在汽车、建筑和船舶应用中找到的那些。现在参照图2，根据本公开内容示出了D3V致动器200的简化侧视图。D3V致动器200包括具有多个马达组件204的直接驱动式双同心阀(directdrive,dualconcentricvalve)(在下文中为“D3V”)202。在一些实施方式中，马达组件204可以设置在D3V202的相对侧上。在一些实施方式中，马达组件204可以仅设置在D3V202的一侧上(如图3所示)。然而，在一些实施方式中，马达组件204可以布置在D3V202的两个单独的滑阀之间，这两个滑阀在物理上分离但是共享共同的主阀芯(p本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑阀，包括：本体；外部次级阀芯，其同轴地定位在所述本体的孔内并且能够相对于所述本体线性地移位；内部主阀芯，其同轴地定位在所述次级阀芯的孔内并且能够相对于所述次级阀芯和所述本体线性地移位；以及多个马达组件，每个马达组件包括：马达，其被配置成提供所述主阀芯的选择性移位；以及离合器，其被配置成将所述马达选择性地耦接至所述主阀芯。

【技术特征摘要】
2018.02.02 US 15/887,6641.一种滑阀，包括：本体；外部次级阀芯，其同轴地定位在所述本体的孔内并且能够相对于所述本体线性地移位；内部主阀芯，其同轴地定位在所述次级阀芯的孔内并且能够相对于所述次级阀芯和所述本体线性地移位；以及多个马达组件，每个马达组件包括：马达，其被配置成提供所述主阀芯的选择性移位；以及离合器，其被配置成将所述马达选择性地耦接至所述主阀芯。2.根据权利要求1所述的滑阀，其中，所述滑阀包括直接驱动式双同心阀D3V，所述D3V包括在D3V的每个端部处的级联流动求和四通阀。3.根据权利要求1所述的滑阀，还包括：至少一个主阀芯位置传感器，其被配置成确定所述主阀芯相对于所述次级阀芯的位置；以及至少一个次级阀芯位置传感器，其被配置成确定所述次级阀芯相对于所述本体的位置。4.根据权利要求1所述的滑阀，其中，所述滑阀包括至少两个马达组件。5.根据权利要求1所述的滑阀，其中，每个马达组件包括偏心驱动单元，并且其中，每个离合器被配置成选择性地将相关联的马达耦接至相关联的偏心驱动单元。6.根据权利要求1所述的滑阀，其中，每个马达组件包括马达位置传感器，所述马达位置传感器被配置成确定相应马达的位置。7.根据权利要求6所述的滑阀，其中，每个离合器被配置成响应于相关联的马达位置传感器检测到马达故障来选择性地将其相关联的马达从所述主阀芯解除耦接。8.根据权利要求7所述的滑阀，其中，所述离合器包括旋转离合器。9.根据权利要求7所述的滑阀，其中，所述离合器包括线性离合器。10.根据权利要求7所述的滑阀，其中，所述离合器包括机械致动的、机电致动的、液压致动的、电磁致动的、压电致动的和磁流变激活的离合器中的至少之一。11.根据权利要求1所述的滑阀，其中，所述主阀芯的移位改变通过所述滑阀的流动路径，以改变飞行器的多个旋翼桨叶的桨距。12.一种飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：布拉迪·格瑞特·阿特金斯，罗伯特·保罗·雷诺兹，卡洛斯·亚历山大·费尼，查尔斯·埃里克·科温顿，
申请(专利权)人：贝尔直升机德事隆公司，
类型：发明
国别省市：美国,US