用于水平安定面的配平致动器以及控制水平安定面的方法技术

本发明专利技术涉及用于水平安定面的配平致动器以及控制水平安定面的方法。用于水平安定面(210)的配平致动器(102)包括动力螺杆(106)、被配置为旋转动力螺杆(106)的旋转致动器(104)以及被配置为当动力螺杆(106)旋转时沿着动力螺杆(106)平移的螺母(108)。配平致动器(102)还包括防倒退驱动机构(114)，该防倒退驱动机构被配置为当第一力沿第一轴向方向被施加到螺母(108)时防止动力螺杆(106)在第一旋转方向上旋转，并且当第二力沿第二轴向方向被施加到螺母(108)时防止动力螺杆(106)在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。配平致动器(102)进一步包括传感器(120)，该传感器被配置为测量当第一力沿第一轴向方向被施加到螺母(108)时或当第二力沿第二轴向方向被施加到螺母(108)时防倒退驱动机构(114)的内部负荷。荷。

【技术实现步骤摘要】
用于水平安定面的配平致动器以及控制水平安定面的方法
优先权本申请要求2020年12月16日提交的第63/126,076号美国专利申请的优先权。


本文描述的是水平安定面配平致动器以及使用这种配平致动器控制和监测水平安定面的方法。

技术介绍

现代飞机都配备有水平安定面。在某些飞机上，水平安定面的倾角(“配平”)是可调节的。调节水平安定面的配平以补偿施加到水平安定面以保持飞机的期望轨迹同时防止飞行员不得不在相关控件上连续施加补偿力的空气动力载荷。在飞行期间由致动器控制水平安定面的倾角的调节。致动器承受由水平安定面接收的空气动力载荷所产生的载荷。这种载荷会导致致动器的渐进和不希望的运动，这会导致水平安定面的倾角发生变化。为了避免这种非自愿的变化并保持对可调水平安定面的有效控制，致动器可以具有不可逆性功能。验证不可逆性功能的完整性以确保飞机安全。然而，由于不可逆性功能集成在致动器中，因此旨在直接验证致动器不可逆性功能完整性的功能测试很难进行且费力，这会增加飞机的停机时间。

技术实现思路

因此，旨在至少解决上述问题的设备和方法将变得有用。以下是本文公开的主题的示例的非详尽列表。本文公开了一种用于飞机的水平安定面的配平致动器。配平致动器包括动力螺杆、被配置为旋转动力螺杆的旋转致动器以及被配置为当动力螺杆由旋转致动器旋转时沿着动力螺杆平移的螺母。配平致动器还包括防倒退驱动机构，该防倒退驱动机构被配置为当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时防止动力螺杆在第一旋转方向上旋转，并且还被配置为当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防止动力螺杆在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。配平致动器进一步包括传感器，该传感器被配置为测量当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时或当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防倒退驱动机构的内部负荷。配平致动器的动力螺杆、旋转致动器和螺母有利于水平安定面的选择性控制运动。防倒退驱动机构防止动力螺杆的旋转的倒退驱动，同时实现由旋转致动器驱动的旋转运动。传感器对防倒退驱动机构的内部负荷的测量提供了用于监测防倒退驱动机构的结构健康状况的手段。本文还公开了一种使用配平致动器来控制飞机的水平安定面的方法。该方法包括以下步骤：(1)当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时，将动力螺杆与防倒
退驱动机构摩擦联接以防止动力螺杆在第一旋转方向上旋转；(2)当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时，将动力螺杆与防倒退驱动机构摩擦联接以防止动力螺杆在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转；(3)使用传感器测量当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时或当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防倒退驱动机构的内部负荷。将动力螺杆与防倒退驱动机构摩擦联接有利于动力螺杆的不可逆性，同时实现动力螺杆的由致动器驱动的旋转运动。传感器对防倒退驱动机构的内部负荷的测量提供了用于监测防倒退驱动机构的结构健康状况的手段。
附图说明
现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，而且在若干视图中相同的附图标记表示相同或类似的部分。在附图中：图1是根据本文公开的主题的一个或多个示例的用于飞机的水平安定面的配平致动器的框图；图2是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的飞机和水平安定面的一部分的示意性透视图；图3是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器和水平安定面的示意性正视图；图4是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器的示意性正视局部剖视图；图5是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器的一部分的示意性透视图；图6是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器的示意性正视局部剖视图；图7是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器的锁的示意性正视图；图8是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器的锁的示意性正视图；图9是根据本文公开的主题的一个或多个示例的方法的框图，该方法利用根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的配平致动器来控制水平安定面；图10是飞机生产和服务方法的框图；以及图11是飞机的示意图。
具体实施方式
在上面提到的图1中，连接各种元素和/或部件的实线(如果有的话)可以表示机械、电气、流体、光学、电磁和其他联接和/或它们的组合。如本文所使用的，“联接”意味着直接以及间接相关联。例如，成员A可以与成员 B直接相关联，或者可以与其间接相关联，例如经由另一成员C。应当理解，并非各种公开的元素之间的所有关系都必须被表示。因此，也可能存在框图中所描绘的联接之外的联接。连接指示各种元素和/或部件的框的短划线(如果
有的话)表示在功能和目的方面与实线表示的那些类似的联接；然而，由短划线表示的联接可以选择性地提供或者可以涉及本文公开的主题的替代示例。同样，用短划线表示的元素和/或部件(如果有的话)代表本文公开的主题的替代示例。在不脱离本文公开的主题的范围的情况下，以实线和/或短划线示出的一个或多个元素可以从特定示例中省略。环境元素(如果有的话) 用点划线表示。为清楚起见，还可以显示虚拟(假想)元素。本领域技术人员将理解，图1
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8和图11中所示的一些特征可以以各种方式组合而不需要包括图1
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8和图11中所描述的其他特征、其他附图和/或随附的公开内容，即使这样的一个或多个组合在本文中没有明确说明。类似地，不限于所呈现的示例的附加特征可以与本文中示出和描述的一些或全部特征组合。在上面提到的图9和图10中，框可以表示操作和/或其部分，并且连接各个框的线不暗示操作或其部分的任何特定顺序或相关性。由短划线表示的框指示替代操作和/或其部分。连接各个框的短划线(如果有的话)表示操作或其部分的替代相关性。将理解，并非必须表示各种公开的操作之间的所有相关性。图9和图10以及描述本文中阐述的(一种或多种)方法的操作的随附公开内容不应被解释为必然确定要执行操作的次序。相反，尽管指示了一种说明性的顺序，但应理解，操作的次序可在适当时修改。因此，某些操作可以以不同的顺序或同时执行。另外，本领域技术人员将理解，并非所有描述的操作都需要执行。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以提供对所公开概念的透彻理解，这些概念可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践。在其他情况下，已省略已知装置和/或工艺的细节以避免不必要地模糊本公开。虽然将结合具体示例描述一些概念，但应理解这些示例并非旨在进行限制。除非另有说明，术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标签，并不旨在对这些术语所指的项目强加顺序、位置或等级要求。此外，提到例如“第二”项目不要求或排除存在例如“第一”或编号较低的项目和/或例如“第三”或较高编号的项目。在本文中提到“一个或多个示例”意味着结合示例描述的一个或多个特征、结构或特性被包括在至少一个实施方式中。说明书中不同地方出现的短语“一个或多个示例”可能指也可能不指同一个示例。如本文所使用的，“被配置为”执行指定功能的系统、设备、结构、物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机(200)的水平安定面(210)的配平致动器(102)，所述配平致动器(102)包括：动力螺杆(106)；旋转致动器(104)，其被配置为旋转所述动力螺杆(106)；螺母(108)，其被配置为当所述动力螺杆(106)被所述旋转致动器(104)旋转时沿着所述动力螺杆(106)平移；防倒退驱动机构(114)，其被配置为当第一力沿着所述动力螺杆(106)沿第一轴向方向被施加到所述螺母(108)时防止所述动力螺杆(106)在第一旋转方向上旋转，并且还被配置为当第二力沿与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到所述螺母(108)时防止所述动力螺杆(106)在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转；和传感器(120)，其被配置为测量当所述第一力沿着所述动力螺杆(106)沿所述第一轴向方向被施加到所述螺母(108)时或当所述第二力沿与所述第一轴向方向相反的所述第二轴向方向被施加到所述螺母(108)时所述防倒退驱动机构(114)的内部负荷。2.根据权利要求1所述的配平致动器(102)，进一步包括制动器(116)，其被配置为在所述旋转致动器(104)停用时防止所述动力螺杆(106)旋转。3.根据权利要求1或2所述的配平致动器(102)，进一步包括：法兰(122)，其与所述动力螺杆(106)同心并固定到所述动力螺杆(106)，使得所述法兰(122)随所述动力螺杆(106)旋转；和外壳(140)，其包含所述法兰(122)和所述防倒退驱动机构(114)，其中：所述法兰(122)包括法兰第一表面(136)和与所述法兰第一表面(136)相反的法兰第二表面(138)；所述防倒退驱动机构(114)包括：第一棘轮(124)，其同心地安装在所述动力螺杆(106)上，使得所述动力螺杆(106)相对于所述第一棘轮(124)可旋转，其中所述第一棘轮(124)包括面向所述法兰第一表面(136)的第一棘轮第一表面(182)以及与所述第一棘轮第一表面(182)相反并面向所述外壳(140)的第一棘轮第二表面(184)；第一棘爪(126)，当所述第一棘爪(126)接合所述第一棘轮(124)时，所述第一棘爪(126)防止所述第一棘轮(124)在所述第一旋转方向上旋转；第一摩擦装置(128)，其位于所述法兰第一表面(136)与所述第一棘轮第一表面(182)之间；和第一推力轴承(178)，其位于所述第一棘轮第二表面(184)与所述外壳(140)之间；所述第一摩擦装置(128)被配置为当所述第一力沿着所述动力螺杆(106)沿所述第一轴向方向被施加到所述螺母(108)时，在所述法兰(122)与所述第一棘轮(124)之间形成摩擦联接，其中所述法兰(122)与所述第一棘轮(124)之间的所述摩擦联接对抗所述法兰(122)与所述第一棘轮(124)之间的相对旋转运动；并且当所述第一力沿着所述动力螺杆(106)沿所述第一轴向方向被施加到所述螺母(108)时由所述传感器(120)测量的所述防倒退驱动机构(114)的内部负荷是由所述第一棘轮(124)施加到所述第一棘爪(126)的第一载荷。
4.根据权利要求3所述的配平致动器(102)，其中：所述防倒退驱动机构(114)进一步包括：第二棘轮(142)，其同心地安装在所述动力螺杆(106)上，使得所述动力螺杆(106)相对于所述第二棘轮(142)可旋转，其中所述第二棘轮(142)包括面向所述法兰第二表面(138)的第二棘轮第一表面(186)以及与所述第二棘轮第一表面(186)相反并面向所述外壳(140)的第二棘轮第二表面(188)；第二棘爪(144)，当所述第二棘爪(144)接合所述第二棘轮(142)时，所述第二棘爪(144)防止所述第二棘轮(142)在所述第二旋转方向上旋转；第二摩擦装置(146)，其位于所述法兰第二表面(138)与所述第二棘轮第一表面(186)之间；...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：