專利名稱：具有單個馬達驅(qū)動系統(tǒng)的雙動式伸縮線性致動器的制作方法
具有單個馬達驅(qū)動系統(tǒng)的雙動式伸縮線性致動器本發(fā)明涉及一種用于使第一元件和第二元件相對于固定元件移動的雙動式的伸 縮線性致動器的驅(qū)動系統(tǒng)，這三個元件特別屬于用于渦輪噴氣發(fā)動機機艙的推力反向器， 該渦輪噴氣發(fā)動機機艙例如在以申請人公司的名義以編號No. 06. 05512提交的還未公開 的法國專利申請中描述。飛機通過分別安置在機艙內(nèi)的多個渦輪噴氣發(fā)動機被推進，機艙還容納了與其操 作相關(guān)并在渦輪噴氣發(fā)動機工作或不工作時執(zhí)行多種功能的輔助致動裝置的集合。這些輔 助致動裝置特別包括用于致動推力反向器的機械系統(tǒng)。機艙通常具有包括位于渦輪噴氣發(fā)動機上游的進風口的管狀結(jié)構(gòu)，用于包圍渦輪 噴氣發(fā)動機的風扇的中央?yún)^(qū)段，以及容納推力反向裝置并用于包圍渦輪噴氣發(fā)動機的燃燒 室的下游區(qū)段，機艙通常終止于噴射管噴嘴，噴嘴的出口位于渦輪噴氣發(fā)動機的下游?，F(xiàn)代機艙用來容納能夠使用旋轉(zhuǎn)風扇的葉片產(chǎn)生來自于渦輪噴氣發(fā)動機的燃燒室的熱空氣流(公知的也稱為主流)以及冷空氣流(旁通流或次流)的旁通渦輪噴氣發(fā)動 機，冷卻空氣流圍繞渦輪噴氣發(fā)動機的外側(cè)流動經(jīng)過還公知為流路的環(huán)形通道，環(huán)形通道 形成在渦輪噴氣發(fā)動機的機罩和機艙的內(nèi)壁之間，兩股空氣流從渦輪噴氣發(fā)動機經(jīng)由機艙 后部噴射。推力反向器的目的在于在飛機著陸時通過重新向前引導由渦輪噴氣發(fā)動機產(chǎn)生 的至少某些推力來改善飛機制動的能力。在此階段，反向器堵住用于冷空氣流動的流路，并 將其朝著機艙前部引導，由此產(chǎn)生增加飛機機輪制動的反向推力。用來對這種冷空氣流完成重新引導的裝置可根據(jù)反向器的類型而不同。但是，總 體來說，反向器的結(jié)構(gòu)包括運動機罩，運動機罩可在伸出位置和回縮位置之間移動，在伸出 位置，運動機罩在機艙內(nèi)打開用于轉(zhuǎn)向流的通道，在縮回位置上運動機罩關(guān)閉這些通道。這 些機罩或者可執(zhí)行偏轉(zhuǎn)功能或者可簡單地具有偏轉(zhuǎn)裝置。在格柵式(cascade-type)推力反向器的情況下，空氣流被偏轉(zhuǎn)葉片的格柵重新 引導，機罩具有只進行滑動的簡單功能，用來暴露和覆蓋這些格柵葉片，運動機罩的平移運 動沿著基本上平行于機艙軸線的縱向軸線。通過機罩的滑動而啟動的互補的阻擋門通常使 得流路在格柵葉片下游被關(guān)閉，以使得對冷空氣流的重新引導最優(yōu)化。除了其反向推力的功能之外，這種滑動機罩形成后部區(qū)段的一部分，并具有形成 有用于引導空氣流排出的噴射管噴嘴的下游端。這種噴嘴會為引導熱空氣流的主噴嘴提供 補充，它公知的稱為次噴嘴。文獻FR06. 05512中提出了調(diào)節(jié)噴嘴截面以適應飛行中經(jīng)歷的各階段的問題，尤 其是起飛和降落階段。文獻FR06.05512描述(見附圖的

圖1和2) 了一種推力反向器，其一方面包括用 于偏轉(zhuǎn)渦輪噴射發(fā)動機的空氣流的至少一部分的格柵葉片11，并且另一方面包括能夠在機 艙的基本上縱向的方向上平移運動并能夠由關(guān)閉位置到打開位置交替地移動的至少一個 機罩10，在關(guān)閉位置，機罩確保機艙的空氣動力連續(xù)性并覆蓋偏轉(zhuǎn)葉片11的格柵，在打開 位置，機罩打開機艙內(nèi)的通道并暴露偏轉(zhuǎn)葉片11。
運動機罩10包括外部部件IOa和內(nèi)部部件10b，其均安裝成具有平移運動的能力， 并且均與一伸縮致動缸30相連接，以能夠使其縱向平移運動(見圖2)。外部部件IOa(在 機罩10的下游側(cè))形成用來引導空氣流排出的噴射管噴嘴。通過將運動機罩10分成可至少部分地彼此獨立地運動的內(nèi)部部件IOb和外部部 件10a，可以調(diào)整外部部件IOa和內(nèi)部部件IOb的相對位置以適于飛行狀況，其方式是在運 動機罩10位于覆蓋偏轉(zhuǎn)葉片11的格柵的關(guān)閉位置時以及在運動機罩10位于打開位置時， 通過改變運動機罩10的內(nèi)部空氣動力路線來改變由運動機罩10形成的噴射管噴嘴的截 面。
伸縮的致動缸30具有用于移動內(nèi)部部件IOb的第一桿30b，以及滑動安裝在第一 桿30b內(nèi)以便移動機罩的外部部件IOa的第二桿30a。內(nèi)部部件IOb通過設置在桿30b的 每一側(cè)的橢圓形眼孔32與第一桿30b相接附，以減小接附點的突出部，并防止致動缸30與 固定前部支架以及運動機罩的外部部件IOa和內(nèi)部部件IOb接附的三個接附點的對準過程 中的任何不確定的靜態(tài)應力。這種解決方法對于具有足夠的有效功率以補償兩個致動桿30a和30b之間由于不 良對準而產(chǎn)生的摩擦力干擾的氣動或液壓致動缸來說是令人滿意的。與之相比，在采用電致動缸的情況下，由于需要增加有效功率以克服摩擦，所以有 可能會造成致動缸的控制電馬達過載，不利地影響了整體的質(zhì)量、尺寸以及成本，摩擦力干 擾由此是有害的。另外，雙動式的電致動缸通常具有致動問題。具體地說，由于第二桿能夠相對于致 動缸的底座移動，因此它難以將致動裝置組合到致動缸的所述底座內(nèi)，并且第二桿通常必 須裝備其自身的馬達，該馬達因此也能夠移動。這些問題已經(jīng)通過提出了用于相對于固定元件移動第一元件和第二元件的伸縮 式線性致動器而被解決，該伸縮式線性致動器包括底座，該底座用來與固定元件相接附，并 用作第一桿的殼體，第一桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過要與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置上相連接的驅(qū)動軸 而被平移驅(qū)動，第一桿用來通過其一端與要被移動的第一元件相接附，第一桿支承第二桿， 第二桿與第一桿連續(xù)配置并用來通過其一端與要被移動的第二元件相接附，所述第二桿不 能轉(zhuǎn)動，但是通過穿過底座并與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置相連接的第二驅(qū)動軸而被平移驅(qū)動。這樣的配置使得用于對致動器的兩個桿進行致動的裝置可在其底座內(nèi)結(jié)合在一 起。本發(fā)明的目的在于提供一種簡單可靠的致動系統(tǒng)，使得兩個桿通過單個馬達致 動。另外，這種驅(qū)動系統(tǒng)需要根據(jù)所預期的飛行應用來控制移動部件，即在推力反向 器鎖定在關(guān)閉位置時，可變的噴嘴區(qū)段通常受到控制，在推力反向器伸出時，可變噴嘴相反 地位于最大伸出位置。為此，本發(fā)明涉及一種用于使第一元件和第二元件相對于固定元件移動的伸縮式 線性致動器，該伸縮式線性致動器包括底座，該底座用來與固定元件相接附，并用作第一桿 的殼體，第一桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過用來與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置相連接的驅(qū)動軸被平移驅(qū)動， 第一桿通過其一端與要被移動的第一元件相接附，第一桿支承第二桿，第二桿與第一桿連 續(xù)配置并通過其一端與要被移動的第二元件相接附，所述第二桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過穿過底座并與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置相連接的第二驅(qū)動軸被平移驅(qū)動，其特征在于，驅(qū)動所述桿的 裝置包括能夠驅(qū)動至少一個差動裝置的輸入軸的馬達，所述差動裝置一方面具有與第一或 第二驅(qū)動軸之一相連接的第一輸出軸，另一方面具有其本身與第二或第一驅(qū)動軸相連接的 第二輸出軸。 此處的差動裝置指的是通過分配運動載荷將驅(qū)動速度分配給多個輸出軸的任何 機械裝置。因此，通過經(jīng)由差動裝置驅(qū)動致動器的桿，可以使用同一驅(qū)動裝置來移動運動部 件中的一個或另一個。有利的是，差動裝置的輸出軸與用來防止其轉(zhuǎn)動的獨立裝置相關(guān)聯(lián)。這樣的構(gòu)造 使得可通過鎖定或制動軸來控制的運動部件中的一個或另一個的移動得以控制。同樣有利的是，在平移的方向上通過固定相應的桿來阻止至少一個輸出軸轉(zhuǎn)動。 具體地，通過使用特定的鎖定裝置將桿鎖定，可有利地防止軸移動。因此，對于推力反向器， 運動機罩與確定其關(guān)閉或打開位置的三個鎖栓相關(guān)聯(lián)。這些鎖栓還可用來阻止(甚至是間 接地)軸轉(zhuǎn)動。有利的是，至少一個輸出軸包括至少一個減速級。優(yōu)選地，至少一個輸出軸配備有手動驅(qū)動裝置。有利的是，兩個輸出軸是同心的。有利的是，差動裝置被制成行星系齒輪組的形式。本發(fā)明還涉及一種用于渦輪噴氣發(fā)動機機艙的推力反向器，其一方面包括用于偏 轉(zhuǎn)渦輪噴氣發(fā)動機的一個空氣流的至少一部分的裝置，另一方面包括能夠在基本上平行于 機艙的縱向軸線的方向上平移運動并能夠從關(guān)閉位置到打開位置交替地移動的至少一個 機罩，在關(guān)閉位置，機罩確保機艙的空氣動力連續(xù)性并覆蓋偏轉(zhuǎn)裝置，在打開位置，機罩打 開機艙內(nèi)的通道并暴露偏轉(zhuǎn)裝置，運動機罩包括至少一個噴嘴形成的端部部件，所述部件 被安裝成能夠相對于機罩的其它部分平移運動，其特征在于，推力反向器還包括根據(jù)本發(fā) 明的用于移動運動機罩和噴嘴的致動器。參考附圖，在下面給出的詳細描述的幫助下將更加容易地理解本發(fā)明的應用。圖1(已經(jīng)描述過)是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的推力反向器的縱向截面的局部示意視圖，推 力反向器配備有被分成可以彼此相對運動的內(nèi)部部件和外部部件的運動機罩。圖2(已經(jīng)描述過)表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的氣動或液壓式伸縮致動缸，其用于致動機 罩的內(nèi)部部件和外部部件以致動形成圖1的可變噴嘴的推力反向器。圖3示意表示可用于圖1和2所示類型的推力反向器以便移動其運動機罩的內(nèi)部 部件和外部部件的雙動式伸縮線性致動器的一個實例。圖4是配備有根據(jù)本發(fā)明的差動驅(qū)動系統(tǒng)的圖3的致動器的視圖。圖3所示的伸縮線性致動器用來使得第一元件(在此實例中是圖1和2中的機罩 的內(nèi)部部件IOb)以及第二部件(在此實例中是機罩的外部部件IOa)相對于固定元件(在 此實例中是推力反向器的固定前部框架102)移動。致動器包括被設計成通過萬向節(jié)103與固定前部框架102相接附的總體為管形的 底座101。形成伸縮致動器的第一桿的筒狀管106被安裝成使其可軸向平移移動，但是不能通過萬向節(jié)108轉(zhuǎn)動，該管狀管被設計成在一端處通過萬向節(jié)108與內(nèi)部部件IOb相接附。滾珠螺桿式驅(qū)動螺桿104被安裝成能夠在它所驅(qū)動的管106內(nèi)轉(zhuǎn)動。第一電馬達驅(qū)動裝置107被設置用于轉(zhuǎn)動驅(qū)動螺桿104，以便從底座101中伸出管 106或者使其縮回其中。管狀滑動件111被安裝成能夠在 驅(qū)動螺桿104內(nèi)轉(zhuǎn)動。軸向平移地連接到套筒106的第一桿112被安裝成能夠在管狀滑動件111內(nèi)軸向 平移運動。第二電馬達驅(qū)動裝置113被設置用于轉(zhuǎn)動滑動件111。構(gòu)成伸縮致動器的第二桿的管117能夠平移運動但是不能轉(zhuǎn)動，其通過一端118 與機罩的外部部件IOa相接附。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動裝置包括能夠驅(qū)動構(gòu)成行星系齒輪組206的輸入軸的軸210的 單個電馬達M。隨后通過行星系齒輪組，輸入軸210被驅(qū)動的轉(zhuǎn)動運動一方面被分配到連接到第 一驅(qū)動軸104的第一輸出軸203，并且另一方面經(jīng)由側(cè)齒輪204被分配到第二輸出軸207， 第二輸出軸207可經(jīng)由減速級來驅(qū)動套筒111。行星系齒輪組206還可結(jié)合手動驅(qū)動裝置221、222，使得第一輸出軸203和第二輸 出軸207可能通過連接外部電馬達或適當?shù)墓ぞ叨謩e被驅(qū)動。操作時，當要阻止可動件A平移運動，或者直接阻止可動件A的驅(qū)動軸104轉(zhuǎn)動 時，通過馬達M的輸入軸210的驅(qū)動運動使得行星系齒輪組206轉(zhuǎn)動，從而使側(cè)齒輪204圍 繞其軸線旋轉(zhuǎn)。側(cè)齒輪204之一的轉(zhuǎn)動被傳遞給第二輸入軸207，由此轉(zhuǎn)動套筒111。套筒111的轉(zhuǎn)動如上所述被傳遞給軸112，并且被阻止轉(zhuǎn)動的可動件B被相應的平 移運動驅(qū)動。相反地，當要阻止可動件B平移運動或者在例如通過配置在相應手動驅(qū)動裝置 222內(nèi)的驅(qū)動系內(nèi)的制動器213阻止第二輸出軸207轉(zhuǎn)動時，由通過馬達M驅(qū)動輸入軸210 的運動使得與側(cè)齒輪204保持成整體的行星系齒輪組206轉(zhuǎn)動(由于第二輸出軸被鎖定也 阻止它們轉(zhuǎn)動)，所有的側(cè)齒輪204接著驅(qū)動第一軸203，其轉(zhuǎn)動運動被傳遞到第一驅(qū)動軸 104，并且如上所述轉(zhuǎn)換成可動件A的平移運動。手動方式遵循大致相同的操作過程，只需阻止不希望驅(qū)動的輸出軸發(fā)生轉(zhuǎn)動即可。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)具有利用單個馬達和單個控制器就可使得可動 件A、B中的一個或另一個移動的優(yōu)點，這種移動只取決于相反地保持鎖定位置的可動件B、 A0可動件A、B的固定主要通過鎖栓來實現(xiàn)，出于安全原因，鎖栓與這些裝置將形成 一個整體。特別是，在推力反向器的應用的描述中，運動機罩10必須與三個鎖定系統(tǒng)相關(guān) 聯(lián)。可變的噴嘴系統(tǒng)還具有限制噴嘴平移運動的內(nèi)部末端擋板?？梢宰⒁獾剑@種驅(qū)動系統(tǒng)滿足了多種安全需要，并且特別可靠。具體來說，即便是可動件B (通常是噴嘴擋板系統(tǒng))的移動功能損失了，也要可動 件A(通常是推力反向器)失去全部三個鎖栓系統(tǒng)才可能會導致不利的情況，而這樣的意外 的發(fā)生是極不可能的(可能性小于1 X ΙΟ"9)。
相反，可動件A(通常是推力反向器)的運動功能的損失意味著可動件B(通常是 噴嘴)將返回到鎖定位置。如果在要操作可動件A時可動件B并沒有處于鎖定位置，馬達M將首先使得可動 件B伸出或返回到其行程終端的止擋之一。因此結(jié)果是不損失功能，只是簡單地延遲操作， 沒有更為可怕的后果。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的致動器特別用來致動推力反向器機罩的部件。非常明顯 的是，根據(jù)要被移動的機罩的尺寸，有可能會需要使用一個或多個致動器。在使用多個致動 器的情況下，通過使得多個馬達電動同步，兩個桿可與其它致動器同步。還應該注意到，在所描述的實施例中，致動器的軸是通過同一電馬達來驅(qū)動轉(zhuǎn)動 的。非常明顯的是可以(作為替代)為每個軸分別提供一個專用的電馬達。雖然結(jié)合特定的實施例描述了本發(fā)明，非常明顯的是本發(fā)明不以任何方式受到限 制，并且在所有等同技術(shù)及其組合落入本發(fā)明范圍的情況下，本發(fā)明包括所描述的所有等 同技術(shù)及其組合。
權(quán)利要求
一種用于使第一元件(10b)和第二元件(10a)相對于固定元件(102)移動的伸縮式線性致動器，該伸縮式線性致動器包括底座(101)，該底座用來與所述固定元件(102)相接附，并用作第一桿(106)的殼體，所述第一桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過用來與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置(107)相連接的驅(qū)動軸(104)被平移驅(qū)動，所述第一桿通過其一端(108)與要被移動的所述第一元件相接附，所述第一桿支承第二桿(117)，所述第二桿與所述第一桿連續(xù)配置并通過其一端(118)與要被移動的所述第二元件相接附，所述第二桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過穿過底座并與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置(113、111)相連接的第二驅(qū)動軸(112)被平移驅(qū)動，其特征在于，驅(qū)動所述桿(106、117)的裝置包括能夠驅(qū)動至少一個差動裝置的輸入軸的馬達，所述差動裝置一方面具有與所述第一或第二驅(qū)動軸之一相連接的第一輸出軸，另一方面具有其本身與所述第二或第一驅(qū)動軸相連接的第二輸出軸。
2.如權(quán)利要求1所述的致動器，其特征在于，所述差動裝置的所述輸出軸與用來防止 其轉(zhuǎn)動的獨立裝置相關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求2所述的致動器，其特征在于，至少一個所述輸出軸通過在平移方向上 止動相應的桿而被阻止轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求1-3中的任一項所述的致動器，其特征在于，至少一個所述輸出軸包括 至少一個減速級。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的致動器，其特征在于，至少一個所述輸出軸配備 有手動驅(qū)動裝置。
6.如權(quán)利要求1-5中的任一項所述的致動器，其特征在于，兩個所述輸出軸是同心的。
7.如權(quán)利要求1-6中的任一項所述的致動器，其特征在于，該致動器包括起所述差動 裝置作用的行星系齒輪組。
8.一種用于渦輪噴氣發(fā)動機機艙的推力反向器，該推力反向器一方面包括用于偏轉(zhuǎn)所 述渦輪噴氣發(fā)動機的一個空氣流的至少一部分的裝置，另一方面包括能夠在基本上平行于 機艙的縱向軸線的方向上平移運動并能夠從關(guān)閉位置到打開位置交替地移動的至少一個 機罩，在關(guān)閉位置，所述機罩確保所述機艙的空氣動力連續(xù)性并覆蓋所述偏轉(zhuǎn)裝置，在打開 位置，所述機罩打開所述機艙內(nèi)的通道并暴露所述偏轉(zhuǎn)裝置，所述運動機罩包括至少一個 噴嘴形成的端部部件，所述部件被安裝成能夠相對于所述機罩的其它部分平移運動，其特 征在于，所述推力反向器還包括如權(quán)利要求1-7中的任一項的用于移動所述運動機罩和所 述噴嘴的所述致動器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于使第一元件(10b)和第二元件(10a)相對于固定元件(102)移動的伸縮式線性致動器，該伸縮式線性致動器包括底座(101)，該底座用來與固定元件(102)相接附，并用作第一桿(106)的殼體，第一桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置(107)相連接的驅(qū)動軸(104)被平移驅(qū)動，第一桿用來通過一端(108)與要被移動的第一元件相接附，第一桿支承第二桿(117)，第二桿與第一桿連續(xù)配置并用來通過一端(118)與要被移動的第二元件相接附，所述第二桿不能轉(zhuǎn)動，但是能夠通過穿過底座并與轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置(113、111)相連接的第二驅(qū)動軸(112)被平移驅(qū)動，其特征在于，驅(qū)動所述桿(106、117)的裝置包括能夠驅(qū)動至少一個差動裝置的輸入軸的馬達，所述差動裝置一方面具有與第一或第二驅(qū)動軸之一相連接的第一輸出軸，另一方面具有其本身與第二或第一驅(qū)動軸相連接的第二輸出軸。
文檔編號F02K1/72GK101809849SQ200880108387
公開日2010年8月18日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月4日
發(fā)明者居·伯納德·沃琪爾, 皮埃爾·安德烈·馬賽爾·博迪 申請人:埃爾塞樂公司