致动器系统技术方案

一种用于控制可移动表面的致动器系统具有主轴，所述主轴连接在动力驱动单元与所述可移动表面之间，以传递来自所述动力驱动单元的命令来使所述可移动表面移动。如果检测到所述主轴中的故障，例如基于比较所述主轴的PDU端与所述主轴的另一端之间的旋转角度并在旋转位置的差异超过预定阈值的情况下识别故障，则故障控制装置30例如通过释放螺线管100将副轴从所述可移动表面连接到所述动力驱动单元，所述螺线管100释放齿轮以便准许外环与行星齿轮系统的太阳齿轮之间的在规定极限内的差动旋转。当超过这些极限时，对螺线管制动器进行断电，从而对所述行星齿轮外环进行制动并通过对应于连接所述主轴和所述副轴的齿轮的传动比的周转传动比将所述齿轮联系起来。所述齿轮系统充当允许表面控制的故障后操作的低质量的不对称制动器。

actuator system

【技术实现步骤摘要】
致动器系统
本公开涉及一种用于控制飞机可移动控制表面的致动器系统。
技术介绍
在飞机中，可移动表面提供在例如机翼和尾翼，像襟翼或缝翼或副翼上。对所述可移动表面进行控制以伸展、缩回、抬升和降低，使得穿过所述表面的气流发生改变，这会改变飞机的飞行行为。这类飞行控制表面尤其可在起飞和着陆期间使用，例如在着陆期间，高升力襟翼和/或缝翼被降低/伸展以确保在较慢速度下的足够升力。有时，例如在军用飞机中和在飞行中加油期间，飞机需要减小速度，其中襟翼和/或缝翼也会被降低/伸展。同样在高速、超音速飞行期间，襟翼和/或缝翼提供对飞机的飞行的主要俯仰控制。缝翼和襟翼系统通常具有在单个驱动单元的控制下由单个高速轴系统驱动的多个高力/扭矩致动器。副翼是提供在飞机机翼的端部处以允许控制飞机的横滚的表面。其他可移动表面，例如武器舱门系统也由致动器系统控制，所述致动器系统具有在单个驱动单元的控制下由单个高速轴系统驱动的带有大传动比的多个高力/高扭矩致动器。对这些表面的控制通常利用液压和/或气动驱动的致动系统，或由于存在多电飞机(MEA)的趋势而利用电致动系统。许多应用使用多个致动器系统，由此沿着主轴在动力驱动单元(PDU)与控制表面之间串联地提供若干致动器。如果主轴上在PDU与控制表面之间的某点处发生故障，则可能出现问题。在多个致动器系统的情况下，存在更多可能的故障点。如果沿着主轴的致动器发生故障，则控制表面和超出故障点的主轴可能会以不受控制的方式运转，这意味着飞行不受控制。飞机的两侧之间也会存在失衡。虽然这种失控一直是飞机中的严重问题，但是对于仅在起飞和着陆/滑行期间倾向于使用高升力飞行控制表面的民用飞机而言，这可能不是那么灾难性的。然而，在军用飞机中，通过调整高升力飞行控制表面来进行飞行操纵，并且因此故障对于任务而言是至关重要的。在跨音速和超音速飞行期间，飞机也依赖于飞行控制表面。类似地，对飞机的失速控制在飞行中加油期间通过对高升力飞行控制表面的调整来控制，并且再次，在这种情况下故障的后果对于任务而言将是至关重要的，可能是灾难性的。传统上，出于这种情况而提供的安全机构一直是提供在主轴的飞行控制表面端处的制动机构。在PDU端处的命令旋转角度与飞行控制表面端处的实际旋转/位置之间进行比较。如果实际位置/旋转与命令位置/旋转不匹配(或因超出阈值量的命令位置/旋转而脱离出去)，则将指示故障。所述系统之后将施加制动器以阻止飞行控制表面的自由移动，并且还将锁定PDU以防止进一步操作。为了避免飞行员对此可能无法快速作出反应的飞机的不希望的运动，对其他机翼的控制也是必要的。虽然这种机制能阻止飞行控制表面端的自由旋转，但这也意味着飞行控制表面不再进行任何飞行控制-即借助于表面进行的飞行控制被禁用。需要有系统尤其是在多致动器系统中能够检测这类故障、对其作出反应并容忍所述故障，同时借助于飞行控制表面来维持对飞机飞行和位置的某种程度的控制。
技术实现思路
一方面，本公开提供了一种用于使可移动表面移动的致动器系统，所述系统包括：动力驱动单元，所述动力驱动单元用于提供命令来使可移动表面移动；主驱动轴，所述主驱动轴在第一端连接到动力驱动单元，主驱动轴的第二端被布置成在使用中连接到可移动表面，主驱动轴将来自动力驱动单元的命令以主驱动轴的旋转的形式传递到可移动表面；多个致动器，所述多个致动器沿着主驱动轴处于主驱动轴的第一端与第二端之间，所述命令经由所述多个致动器传递到可移动表面；所述致动器系统还包括：副驱动轴，所述副驱动轴具有：第一端，所述第一端能够经由故障控制装置连接到动力驱动单元；以及第二端，所述第二端经由齿轮布置连接到主驱动轴的第二端；所述故障控制装置包括用于识别主驱动轴的第一端与第二端之间的故障的构件，以及响应于此用于使副驱动轴连接到动力驱动单元，使得所述命令作为副轴的旋转经由副驱动轴传递到可移动表面的构件。根据另一方面，提供了一种响应于来自动力驱动单元的命令而使可移动表面移动的方法，其中所述命令经由沿着在第一端处连接到动力驱动单元的主驱动轴提供的多个致动器传递以使可移动表面移动，所述命令是呈主驱动轴的旋转的形式；所述方法还包括监测主驱动轴的旋转速度或位置以识别沿着主驱动轴的故障，并且响应于此而使副驱动轴连接到动力驱动单元，使得所述命令经由副驱动轴以副轴的旋转的形式传递到可移动表面。附图说明图1是传统的多致动器控制系统的示意图。图2是根据本公开的多致动器控制系统的示意图。图3是用于根据本公开的致动器系统的故障控制机构的详细剖视图。具体实施方式将参考图1简要描述传统的多致动器控制系统。沿着主轴1提供对可移动表面(未示出)的控制，沿着所述主轴1串联地提供了若干致动器2、3、4、n。从在主轴1的与提供可移动表面的端部相对的一端处的动力驱动单元PDU5命令致动器。在沿着主轴在PDU与可移动表面之间发生故障(此处作为举例表示为X)的情况下，相对于PDU超出故障点的致动器n和/或控制表面将以不受控制的方式运转。为了停止这种不受控制的自由运转，制动器6被致动来停止自由运转的致动器n并且动力驱动单元5被阻断，因此还停止在主轴1上连接到所述动力驱动单元的致动器2、3、4。对故障的检测可以例如借助于PDU端处的主轴的旋转位置-即所需或命令位置-与另一端处的旋转位置的比较来实现。如果存在差异，或优选地存在高于给定阈值的差异，则指示故障。一旦施加，制动器6就一直保持施加直到飞行结束为止，届时可以例如手动释放所述制动器。这意味着对于飞行的剩余部分来说，不可能借助于可移动控制表面来控制飞行/门运动等。本公开中呈现的系统如图2所示以副轴10的形式提供了一种替代解决方案，所述副轴10实质上在主轴旁边在PDU5’与可移动表面(未示出)之间延伸。正如诸如图1所示的已知系统一样，PDU在正常操作中经由沿着主轴1’的多个致动器2’、3’、4’、n’连接到可移动表面(未示出)。副轴10经由齿轮箱20将PDU连接到可移动表面，所述齿轮箱20将主轴连接到副轴，以便允许副轴10以较高速度操作。在正常操作中，副轴是无负载的，即没有或非常小的扭矩被施加到副轴10。对齿轮箱传动比进行选择，使得主轴的旋转经由齿轮箱引起副轴的但是处于比主轴更高的速度和更低的扭矩的旋转。在一个实例中，主轴以中到高的扭矩在400到1000rpm下运转。副轴10运转得要快约三倍。副轴10优选地是柔软牢固的线缆，例如具有20mm的外径。这种结构仅是优选的，但是却能够容易地装配到现有结构中并且装配到其他现有结构周围，而不会增加整个系统的尺寸。在主轴上发生故障(作为举例示出为X)的情况下，故障控制装置30检测故障并且将副轴连接到PDU5’。这最初用于限制或防止主轴的相对于PDU超出故障点的端部的任何自由运转，但是另外提供了从PDU5’到可移动表面的绕过故障点的轴连接，从而允许PDU5’继续经由齿轮箱20驱动致动器。这种控制以低于正常操作中的速度但至少仍允许对可移动表面进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使可移动表面移动的致动器系统，所述系统包括：/n动力驱动单元，所述动力驱动单元用于提供命令来使所述可移动表面移动；/n主驱动轴，所述主驱动轴在第一端可操作地连接到所述动力驱动单元，所述主驱动轴的第二端被布置成在使用中连接到所述可移动表面，所述主驱动轴将来自所述动力驱动单元的所述命令以所述主驱动轴的旋转的形式传递到所述可移动表面；/n多个致动器，所述多个致动器沿着所述主驱动轴处于所述主驱动轴的所述第一端与所述第二端之间，所述命令经由所述多个致动器传递到所述可移动表面；/n所述致动器系统还包括：副驱动轴，所述副驱动轴具有：第一端，所述第一端能够经由故障控制装置连接到所述动力驱动单元；以及第二端，所述第二端经由齿轮布置连接到所述主驱动轴的所述第二端；/n所述故障控制装置包括用于识别所述主驱动轴的所述第一端与所述第二端之间的故障的构件，以及响应于此用于使所述副驱动轴连接到所述动力驱动单元，使得所述命令作为所述副轴的旋转经由所述副驱动轴传递到所述可移动表面的构件。/n

【技术特征摘要】
20180820 EP 18275127.11.一种用于使可移动表面移动的致动器系统，所述系统包括：
动力驱动单元，所述动力驱动单元用于提供命令来使所述可移动表面移动；
主驱动轴，所述主驱动轴在第一端可操作地连接到所述动力驱动单元，所述主驱动轴的第二端被布置成在使用中连接到所述可移动表面，所述主驱动轴将来自所述动力驱动单元的所述命令以所述主驱动轴的旋转的形式传递到所述可移动表面；
多个致动器，所述多个致动器沿着所述主驱动轴处于所述主驱动轴的所述第一端与所述第二端之间，所述命令经由所述多个致动器传递到所述可移动表面；
所述致动器系统还包括：副驱动轴，所述副驱动轴具有：第一端，所述第一端能够经由故障控制装置连接到所述动力驱动单元；以及第二端，所述第二端经由齿轮布置连接到所述主驱动轴的所述第二端；
所述故障控制装置包括用于识别所述主驱动轴的所述第一端与所述第二端之间的故障的构件，以及响应于此用于使所述副驱动轴连接到所述动力驱动单元，使得所述命令作为所述副轴的旋转经由所述副驱动轴传递到所述可移动表面的构件。


2.如权利要求1所述的致动器系统，其中所述用于使所述副驱动轴连接到所述动力驱动单元的构件包括用于检测所述主驱动轴的所述第一端的旋转速度或位置与所述主驱动轴的所述第二端的旋转速度或位置之间是否存在超过预定阈值的差异的构件。


3.如权利要求2所述的致动器系统，其中所述用于确定所述差异的构件被配置成检测所述副驱动轴的所述第一端与所述主驱动轴的所述第二端的旋转位置的差异。


4.如任一前述权利要求所述的致动器系统，其中所述故障控制装置包括：行星齿轮系统，所述行星齿轮系统包括：太阳齿轮，所述太阳齿轮被连接成通过所述动力驱动单元来旋转；行星齿轮，所述行星齿轮与所述太阳齿轮处于啮合的齿轮连接中；以及外环，所述外环与所述行星齿轮处于啮合的齿轮连接中，并且其中在正常操作中，当所述主轴的所述第一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：A摩根，
申请(专利权)人：古德里奇驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB