[發明專利]機電鉸鏈線旋轉致動器

在審

• 申請號: 201811049032.5
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109466753A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: N.R.范德維爾;D.S.巴爾西格
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: B64C13/16
• 分類號: B64C13/16;B64C3/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒松青;傅永霄

一種機電旋轉致動器包括驅動構件、設置在所述驅動構件內部并直接聯接到所述驅動構件的電動機以及輸出臂。所述電動機具有朝向所述電動機外部構造的且直接聯接到所述驅動構件的輸入的轉子以及朝向所述電動機內部構造的且定位在所述轉子內部的定子。所述輸出臂圍繞所述電動機設置并且可驅動地連接到所述驅動構件。所述輸出臂界定弧形開口。

發明背景

本發明一般涉及一種致動器，并且更具體地，涉及一種用于飛行控制應用中的薄翼飛機的機電鉸鏈線旋轉致動器。

許多系統需要致動器來操控多種部件。旋轉致動器圍繞軸旋轉元件。在飛行控制應用中，存在朝向更薄機翼的趨勢，使得飛機的機翼和副翼(機翼控制表面)之間的連接點處的尺寸和空間受到限制。

這種趨勢推動了“鉸鏈線”設計的旋轉致動器的使用，其中致動器的旋轉軸與副翼的旋轉軸對準，并且致動器用作鉸鏈(因此，術語“鉸鏈線”)。這種趨勢還導致需要具有更緊湊橫截面的致動器，這限制了致動器的電動機的直徑和更高的功率密度。

反過來，電動機的轉矩與電動機直徑和流經電動機繞組的電流直接相關。然而，由于電動機直徑受限并且電流量限于飛機的供電總線上的可用量，因此這種轉矩的量也受到限制。并且，由于電動機的功率等于其速度乘以轉矩量以及該量受到限制，因此速度必須更高。然而，在有限的轉矩量下使用高速電動機正在推動使用更高的傳動比，這使得電動機的慣量成為敏感的設計參數。

更具體地，無論何時，只要飛機的電動機或齒輪組嘗試被反向驅動，反射慣量就起作用，這是對副翼表面的要求。并且，齒輪之前的慣量減小按齒輪比平方的系數影響反射慣量(例如，“10∶1”齒輪比產生的反射慣量比電機慣量大100倍而“100∶1”齒輪比產生的反射慣量大10,000倍)。慣量也影響飛機的響應度-即，更高水平的慣量導致更低的響應度。

針對飛行控制應用設計的典型機電鉸鏈線旋轉致動器被布置成使用框架(即，封裝、套裝或安裝)且包括轉子的常規電動機。轉子設置在框架內并通過驅動軸或聯接器間接連接到行星齒輪箱或齒輪組的端部。以這種方式，電動機設置在齒輪組的外部并與齒輪組對齊，并且存在用于電動機和齒輪組的軸承。這種對準通過精密加工的殼體實現，該殼體用于電動機和齒輪組或電動機輸出軸上聯接至齒輪組輸入的柔性聯接器。這種布置具有與封裝關聯的低效性，并且沒有針對這種致動器的典型要求進行優化。更具體地，它沒有針對功率密度、性能和可靠性進行優化。

因此，希望提供一種機電鉸鏈線旋轉致動器，其布置不具有與封裝關聯的低效性，并且針對飛行控制應用中的這種致動器的典型要求進行了優化。更具體地，期望提供這樣的致動器，其減小慣量并且針對功率密度，性能和可靠性進行了優化。

發明內容

根據本發明的非限制性示例實施方案，提供一種機電旋轉致動器。該致動器包括驅動構件、設置在該驅動構件內部且直接聯接到該驅動構件的電動機以及輸出臂。該電動機具有朝向該電動機外部構造的且直接聯接到該驅動構件的輸入的轉子以及朝向該電動機內部構造的且定位在該轉子內部的定子。該輸出臂圍繞該電動機設置并且可驅動地連接到該驅動構件。該輸出臂界定弧形開口。

根據本發明另一個非限制性示例實施方案，提供一種機電旋轉致動器。該致動器包括驅動構件、設置在該驅動構件內部且直接聯接到該驅動構件的電動機、接地臂和輸出臂。該電動機具有朝向該電動機外部構造的且直接聯接到該驅動構件的輸入的轉子以及朝向該電動機內部構造的且定位在該轉子內部的定子。該接地臂具有延伸構件，該延伸構件延伸到定子中且固定地附接到該定子。該輸出臂可操作地連接到該接地臂并且可響應于該驅動構件的旋轉而樞轉。該輸出臂界定開口，該開口具有接合該驅動構件的諧波圓形花鍵。