專利名稱：具有測壓元件的致動器的制作方法
具有測壓元件的致動器本發(fā)明涉及一種致動設備，該致動設備設置為測量和/或控制其所提供或接收的載荷。更具體地，本發(fā)明涉及一種帶有衛(wèi)星輥子的旋轉線性致動設備，該設備包括用于測量和控制施加在其U型鉤處的載荷所產(chǎn)生的微位移。用于此類致動設備的U型鉤包括，位于錨固耳和圓柱形套管之間的一肩部，該肩部形成一環(huán)形區(qū)域，該區(qū)域可為施加在所述錨固耳和所述套管之間的軸向載荷作用下發(fā)生一定彈性變形的部位，該套管與所述致動設備的移動桿耦合。通過穿過衛(wèi)星輥，穿過用作螺帽的螺紋嵌件，并穿過放在所述螺帽和所述套管之間的引導和停止裝置，在移動桿中的這些載荷向著該套管遷移。U型鉤的該環(huán)形區(qū)域可包括應變計，例如，應變計提供施加至該設備的載荷上的信肩、ο然而，對于特定應用來說，例如在航空領域中，使用粘結至某一待監(jiān)測的區(qū)域的應變計，并不能在該設備的使用壽期中保證得到可靠的信息，該使用壽期可能會相對比較長。本發(fā)明提出一種致動器，在它的U型鉤的此環(huán)形區(qū)域安裝有載荷監(jiān)測和控制系統(tǒng)；所述系統(tǒng)，是一種傳感器的形式，使得能夠保證在該致動設備的使用壽期中提供可靠的 fn息ο例如在航空領域，這些致動設備的使用壽期對應于致動設備安裝于其上的單元的使用壽期。該本發(fā)明的控制系統(tǒng)無需任何維護，而且還提供保護其不受到可能傷害它的某些壓力的優(yōu)點；該控制系統(tǒng)由互不接觸的元件組成。因此，本發(fā)明涉及一種裝備著此載荷控制系統(tǒng)的致動器，其包括一電磁傳感器，用于測量和控制所述致動器的U型鉤中出現(xiàn)的微位移，所述U型鉤包括兩個不同直徑的與所述致動器同軸的區(qū)域，所述區(qū)域中的其中一個對應于所述致動器的套管，另一個對應于所述U型鉤的錨固耳的內延伸部分，這兩個區(qū)域通過形成軸向變形環(huán)形區(qū)域的肩部彼此聯(lián)結，所述傳感器包括安置在場框架內的繞組，該場框架整體地附著至所述同心區(qū)域的其中一個，該傳感器還包括徑向延伸的電樞，該電樞整體地附著至另一個同心區(qū)域，所述傳感器此外還包括測量裝置，用于處理來自于所述繞組的信號，所述繞組是環(huán)面形并安置在該場框架的凹槽中，所述場框架被所述電樞磁性地閉合。仍然根據(jù)本發(fā)明，該傳感器被安裝在該致動器內，且是一種雙變壓器的形式，優(yōu)選地將主繞組分配到每個變壓器內，且將輔繞組安裝在每個變壓器內，所述繞組被安置在冠形場框架內，該場框架圍繞所述致動器的軸線對中，所述場框架具有E狀的橫截面和對稱面，該對稱面垂直于該致動器的所述軸線，所述場框架的側壁和中央壁與該電樞安置在一起以形成兩個間隙，對于這兩個間隙來說，無論所述電樞相對于所述場框架做出何種位移， 軸向寬度的總和是固定的。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該電樞包括一組凹痕，并且該繞組的場框架也包括一組形狀互補的凹痕，以通過刺刀扭轉運動相對于場框架放置所述電樞，即一軸向平移就可將兩個部分放置在相同的對稱面中，然后一轉動運動可相對于所述場框架角度地位移所述電樞，從而多組凹痕的突出部分會彼此面對，所述突出部分定義了平面內的兩個間隙， 它們平行于所述對稱面并垂直于該致動器的軸線。在一個實施例中，該有凹痕的電樞呈一種墊圈的形式，其圍繞軸線對中，并在場框架的對稱面中。這個電樞具有C狀橫截面的邊緣，跨立于所述場框架的中央壁上，且所述邊緣的側翼被放置為面向所述場框架的側壁。在本發(fā)明的一個變形中，該有凹痕的電樞呈一種墊圈的形式，其圍繞軸線對中，并在場框架的對稱面中，所述電樞被放置在所述場框架的側壁之間并面向場框架的中央壁。在另一實施例中，該電樞呈一種墊圈的形式，其被嵌入在具有E狀橫截面的場框架中，并且該場框架由在所述電樞被放至合適位置后組裝在一起的元件組成，所述電樞被放置為面向所述場框架的中央壁并形成兩個環(huán)狀的間隙。在另一變形中，該電樞包括兩個對稱的墊圈，在它們被放置在從該場框架突出的中央壁的兩側上之后被組裝起來，所述電樞在場框架處具有C狀的橫截面并形成兩個環(huán)形間隔，這兩個間隔被安置在所述中心的兩側，該中央壁的末端面向所述場框架的側壁。仍然根據(jù)本發(fā)明，該電樞整體地附著至可變形部分的外部，或者這個可變形部分的中央部分。本發(fā)明將在以下的描述和附圖的幫助下作進一步的描述，這些描述和附圖僅為示例的目的，其中

圖1是包括本發(fā)明的傳感器的旋轉旋轉線性致動器的總的橫截面圖；圖2展示了部分的半剖視圖，示出了本發(fā)明一個實施例中的傳感器組件的更多細節(jié)；圖3示出了本發(fā)明傳感器的另一實施例；圖4示出了本發(fā)明傳感器的變形實施例；圖5展示了用于圖3和圖4施例中起作電樞的墊圈的一半；圖6是圖3和4中展示的傳感器的部分前視圖；圖7是沿著圖4的VII-VII線的部分橫截面圖。圖1展示了一種例如在航空領域用到類型的致動設備的示意圖其用以操縱飛行控制面。此致動設備是以致動器的形式示出的，在一個面上，該致動器具有U型鉤1，或者狹槽，而在另一面上具有末端裝備著眼3的操作桿2，以及在U型鉤1和眼3之間的圓柱形
套管4。該U型鉤1從套管4的末端延伸出來，且包括一錨固耳5，該錨固耳用于系住該致動設備。在該錨固耳5和所屬套管4的末端之間，該U型鉤1包括一環(huán)形肩部6，該環(huán)形肩部形成所述致動設備的可變形部分。該肩部6可在載荷傳輸期間經(jīng)受變形，并根據(jù)此變形， 沿著致動設備的軸線X-X’，可以觀測到相對的微位移，在與該軸線X-X’同心的兩個區(qū)域之間，所述區(qū)域的其中一個對應于套管4，另一個對應于錨固耳5。這些施加到U型鉤1的載荷可以是非?？捎^的；它們被U型鉤1的錨固耳5以及操作桿2的眼3傳輸至例如飛行控制面的接收裝置。為了說明的目的，圖1還示出了此設備的組件，該設備通常被稱作是旋轉旋轉式線性致動器。此旋轉旋轉式線性致動器包括，在操作桿2和錨固耳5之間的衛(wèi)星輥7，其在所述桿2的螺紋末端上滾動，還在用作螺帽的螺紋嵌件8內的螺紋部分上滾動。該螺紋嵌件8通過滾子裝置旋轉地引導，并通過滾子裝置9整體地附著在U型鉤1 一側上的套管4， 該滾子裝置9還用作停止件，在此螺紋嵌件8和所述套管4之間傳輸載荷。該環(huán)形肩部6在套管4和U型鉤1的錨固耳5之間延伸，當載荷通過所述錨固耳 5和操作桿2施加至該致動器時，該環(huán)形肩部經(jīng)受彈性變形。為了控制和測量這些載荷，該致動設備包括位于所述致動設備內的集成的電磁傳感器10，所述傳感器10與該兩個同心區(qū)域接觸，即，套管4和錨固耳5，所述同心區(qū)域形成該肩部6，并能夠在軸向的微位移中相對于彼此而移動。該傳感器10容置于該致動設備的內部，位于肩部6的后面、介于套管4和圍繞所述套管4的軸線X-X’對中的圓柱狀接觸塊11之間，在從錨固耳5伸出的延伸部分中。它與被稱為LVDT類型的位置傳感器相似，LVDT代表線性可變差動變壓器。在此類設備中使用的電磁裝置類似于一種雙變壓器，該雙變壓器將所述設備的構成部分之一的位移轉換為適當測量裝置可用的電信號，該位移轉換是指任何位移，或者甚至那些發(fā)生在此致動設備中的微位移。傳感器10在圖2中的第一種可能實施例中詳述。它是一種雙變壓器的形式，包括具有E狀橫截面的冠狀場框架12以及環(huán)狀鐵磁電樞13。該場框架12，例如被固定在柱狀接觸塊11上，而該電樞13在這種情況下被固定在套管4的內壁上。該場框架12包括兩組分布在兩個凹槽14和15內的繞組，該兩個凹槽被側壁16、 17以及對中在所述側壁16和17之間的壁18界定。這兩個凹槽14和15每個都接納兩個繞組相同的主繞組19、安置在凹槽14中的輔繞組20，以及安置在凹槽15中的另一輔繞組 21。勵磁電流提供給主繞組19，且當核心13移動時，其引導磁流并修改在每個輔繞組中感應出的電流；這些電流被轉換為可被電子裝置處理的信號以控制和分析位移值，并確定施加至U型鉤1的肩部6的載荷值。該電樞13的尺寸被制作成關閉可使得兩個變壓器操作的磁路。在圖2展示的實施例中，由輔繞組20和21傳輸?shù)男盘枌陔姌?3側面131、 132和場框架12的側壁16與17各自末端之間距離的變化。場框架12和電樞13的面131與132之間的軸向間隙在圖中分別由Al和A2來表示；當電樞13保持在場框架12的形狀內時，這兩個間隙Al和A2的總和是一固定值。實際上，在套管4和錨固耳5之間，沿著致動器的軸線X-X’的相對位移非常??；例如，它們離場框架12的對稱徑向面的每側的距離大約是士0. 2mm，所述徑向面垂直于所述軸線x-x，圖3展示了本發(fā)明傳感器的另一實施例。該傳感器包括皇冠狀場框架12，該場框架具有E狀的橫截面，其定義了兩個相似于上述的變壓器。該場框架12通過在下文詳述的合適機械裝置連接至該柱狀接觸塊11，并且它包括兩個側壁16’和17’，以及一個中央壁 18。冠狀的側壁16’和17’突出超過該中央壁18并圍繞該電樞13，界定出環(huán)狀間隔B 1和B2。電樞13的內部邊緣面對于中央壁18。
為了將電樞13定位在場框架12的側壁16’和17’之間，如圖3所示，所述場框架 12可包括并置的元件，這些元件在電樞13被放置在壁16’和17’之間后進行組裝。另一種方案，如圖5和6所示，可包括在電樞13的邊緣上制造凹痕，并在場框架12 的側壁16’和17’上制造互補的凹痕。該電樞13包括缺口 25，缺口 25對應于從場框架12突出的部分沈，并且相反地，所述場框架12包括缺口 27，缺口 27對應于從所述電樞13突出的部分觀。這樣，電樞13可與場框架12在面對中央壁18的一個位置上相嚙合。此種嚙合是由刺刀扭轉移動所產(chǎn)生， 即，一個軸向移動后跟著電樞13相對于場框架12的旋轉移動，或者相反，匹配它們各自的突出部分26和28，使間隔Bl和B2位于它們之間。指示裝置對于將場框架12和電樞13保持在位是必要的。這些指示裝置可由閂四組成，如圖3所示。在圖4所展示的實施例中，場框架12的中央壁18’比側壁16和17突出得更遠。 該電樞13的活動部分具有C狀橫截面，其與場框架12的所述中央壁18’的突出部分配合在一起。電樞13的兩個側翼30和31面向場框架12的側壁16和17，并且與中央壁18’一起界定了具有上述相同特征的兩個環(huán)狀間隔Cl和C2 對于電樞13相對于場框架12的壁 18’的任意位置來說，這兩個間隔Cl和C2的厚度總和是固定的。如上所述，相對于場框架12來定位電樞13，意思是將它們放在相同的對稱面32 中，所述電樞13可由兩個對稱部分組成，在它們放置在所述場框架12的中央壁18’周圍之后，將這兩個對稱部分組裝在所述對稱面32中。另一個方案，如圖5和7所示，還可包括在電樞13的每個側翼30和31上制造刻痕，并在場框架12的中央壁18’上制造互補的刻痕。該電樞包括位于它的每個側翼30和31中的對齊的軸向缺口 25，缺口 25對應著從場框架12突起的部分沈，并且，相反地，所述場框架12包括缺口 27，缺口 27對應著從電樞 13的側翼30和31突起的部分28。這樣，電樞13可與場框架12嚙合并跨立于中央壁18’ 上。該種嚙合放置由刺刀扭轉運動產(chǎn)生，即，一個軸向移動后跟著電樞13相對于場框架12 的旋轉移動，或者相反，匹配它們各自的突出部分，使間隔Cl和C2位于它們之間。這里又一次要指出，指示裝置對于保持場框架12和電樞13的相對置是必要的。這些裝置由一個簡單的閂四組成，如圖3和圖4所示。場框架12和電樞13可分別安裝在柱狀接觸塊11和套管4上，或安裝在套管4和柱狀接觸塊11上。在電樞13整體地附著至套管4，并且場框架12整體地附著至接觸塊11的情形中， 正如在多個圖中所示的情形，繞組19、20和21的電線33，被安置在肩部6的內面和傳感器的電樞13之間。如圖3和4所示，電線33在場框架12的外圍處退出。這些電線33可穿過開口 34，或缺口，它們位于場框架12的非磁性活動部分；這些在圖6和7中可見的開口 34，被安排在所述場框架12的缺口 27的中間部分中。該場框架12優(yōu)選地通過將其保持在所在位置的墊圈35附著至中央接觸塊11，所述墊圈35例如可呈彈簧的形式，通過螺釘附著至所述接觸塊11。此墊圈35還可用于指示場框架12的位置，并提供由上文詳述的閂四提供的指示可能性的一種替換。該電樞13，例如，由一個環(huán)形物36固定住，該環(huán)形物還對用作引導和停止裝置的滾子裝置9起作支撐作用。
權利要求
1.一種旋轉式線性致動器，其包括套管(4)和在所述套管一端的U型鉤(1)，所述套管 (4)接收由操作桿( 傳輸和/或接收的載荷，其中，它包括傳感器，用于測量和控制不同直徑的兩個同心區(qū)域之間出現(xiàn)的微位移，兩個區(qū)域中的其中一個對應于所述套管G)，另一個對應于所述U型鉤(1)的錨固耳(5)的內延伸部分，所述區(qū)域通過形成所述U型鉤(1)的肩部(6)的軸向變形環(huán)狀區(qū)域彼此聯(lián)結，所述傳感器(1)包括安置在場框架(1 內的繞組 (19，20，21)，該場框架整體地附著至所述同心區(qū)域的其中一個，該傳感器還包括一徑向延伸的電樞(13)，該電樞整體地附著至同心區(qū)域的另一個，所述傳感器此外還包括測量裝置， 用于處理來自于所述繞組的信號，所述繞組在所述場框架(1 中是環(huán)面形，該場框架被所述電樞(13)磁性地閉合。
2.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，其包括傳感器，該傳感器是一種雙變壓器的形式，優(yōu)選地具有分配到每個變壓器內的主繞組(19)以及安裝在每個所述變壓器內的輔繞組00，21)，所述繞組被安置在冠形場框架(1 內，該場框架圍繞該套管的軸線X-X’對中，所述場框架(12)具有E狀的橫截面和垂直于所述軸線X-X’的對稱面(32)，并且所述場框架(1 被如此安置以使其側壁和中央壁與該電樞(1 形成兩個間隙，對于這兩個間隙來說，無論所述電樞(1 相對于所述場框架(1 做出何種移置，軸向寬度的總和是固定的。
3.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，其包括傳感器，對于該傳感器來說，該電樞(1 包括一組凹痕，并且該場框架(1 也包括一組形狀與所述電樞(13) 的凹痕互補的凹痕，以使得通過刺刀扭轉運動使所述電樞(1 相對于所述場框架(12) 放置，這意味著一軸向位移可將兩個部分定位在相同的對稱面中，然后相對于所述場框架(12)—旋轉運動角度地移動所述電樞(13)，從而所述多組凹痕的突出部分會彼此面對，所述突出部分定義了平面內的兩個環(huán)狀的間隙，其平行于所述對稱面。
4.根據(jù)權利要求3所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該有凹痕的電樞(13)是一種墊圈的形式，其圍繞套管的軸線x-x’對中，在場框架(1 的對稱面中，所述電樞(13)包括具有C狀橫截面并跨立于所述場框架(1 的中央壁(18’)上的邊緣，所述邊緣的側翼(30，31)被定位為面向所述場框架(12)的側壁(16，17)。
5.根據(jù)權利要求3所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該有凹痕的電樞(13)是一種墊圈的形式，其圍繞套管的軸線X-X’對中，在場框架(1 的對稱面中，所述電樞 (13)被放置在所述場框架(12)的側壁(16，，17，)之間并面向場框架的中央壁(18)。
6.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該電樞(13)是一種墊圈的形式，其被嵌入在具有E狀橫截面的場框架(1 中，并且所述場框架包括在所述電樞(13) 被放至合適位置后組裝在一起的元件，所述電樞(1 被放置為面向所述場框架(1 的中央壁(18)并與中央壁形成兩個環(huán)狀的間隙Bl和B2。
7.根據(jù)權利要求2所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該電樞(1 包括兩個對稱的墊圈，在它們被放置在從該場框架(1 突出的中央壁(18’ )的兩側上后被組裝起來，所述電樞(1 在所述場框架(1 處具有C狀的橫截面并形成兩個環(huán)形間隔Cl和C2，這兩個間隔被安置在所述中央壁(18’ )的兩側上，其側翼(30，31)面向所述場框架(12)的側壁 (16，17)。
8.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該電樞(1 整體地附著至該套管。
9.根據(jù)權利要求1所述的旋轉式線性致動器，其特征在于，該電樞(1 整體地附著至該中心接觸塊(11)。
全文摘要
致動器屬于旋轉式線性類型，其包括套管(4)，U型鉤(1)以及傳輸載荷的操作桿(2)。測量并控制載荷的電磁傳感器(10)被放置在該致動器內，處于U型構(1)的肩部(6)。該傳感器與用于處理來自于所述繞組的信號的測量裝置相關，該繞組是環(huán)面形，并設置在場框架(12)的內部，該場框架被電樞(13)磁性地閉合。
文檔編號G01D5/22GK102282446SQ200980154839
公開日2011年12月14日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月22日
發(fā)明者杰羅米·皮埃托恩 申請人:薩基姆防務安全公司