[发明专利]具有选择性断开和重新连接的谐波驱动组件

说明书

本发明提供了旋转致动器的选择性可断开和可重新连接的谐波驱动组件。所述驱动组件包括谐波发生器，其经配置通过径向向内移动以允许柔轮从环形齿轮断开，并且通过径向向外移动以允许所述柔轮重新连接到所述环形齿轮来旋转并且断开以及重新连接所述致动器的谐波驱动。关于断开，滚柱轴承和断开弹簧经配置在启用螺线管时轴向推动所述波发生器，从而允许滚柱轴承径向向内移动。该移动在所述柔轮上释放了向外的力，从而将所述柔轮从所述环形齿轮断开。停用所述螺线管，使得球锁套筒通过球锁套筒返回弹簧轴向受力，并且球轴承被迫径向进入处于锁定的“断开”位置的凹槽中。

相关申请案

发明背景

本发明一般涉及飞行器的致动系统，并且更具体地涉及具有选择性断开和重新连接的旋转致动器的谐波驱动组件。

谐波驱动可减少在运动控制系统中的齿隙。更具体地，谐波齿轮允许与同心轴的高减速比以及相对低的齿隙和振动。谐波齿轮基于使用金属的弹塑性机械性能的相对简单的构造。

谐波齿轮一般由波发生器、柔轮和环形齿轮构造。波发生器是卵形或椭圆形凸轮，其中薄球轴承围绕凸轮的外周放置。波发生器安装到马达的轴上。柔轮是薄的并且由弹性金属制成，该柔轮具有沿柔轮的外周形成的外齿。环形齿轮是刚性内齿轮，该环形齿轮具有沿环形齿轮的内周形成的内齿。内齿与柔轮的外齿具有相同的尺寸，但环形齿轮的内齿比柔轮的外齿更多。环形齿轮沿环形齿轮的外周附接到齿轮箱。波发生器、柔轮和环形齿轮关于彼此共轴对齐。

在操作中，波发生器安装在驱动轴上，并且随着波发生器旋转，其赋予柔轮连续移动的椭圆形式或波状运动。这使得柔轮的外齿与环形齿轮的内齿在其接合或连接的相应等距离点处啮合，从而以连续滚动的方式前进。这也允许在与波发生器的短轴相对的点处的全齿轴向脱离或断开。因为柔轮的长轴实际上随着波发生器旋转，所以对应齿彼此啮合的点以与波发生器相等的速度围绕中心点转动。

由于柔轮的外齿比环形齿轮的内齿少，并且全齿轴向断开通过波发生器的椭圆率成为可能，所述以波发生器的每个整转均造成柔轮相对于环形齿轮的圆周位移。该位移总是在与波发生器的旋转方向相对的方向上（即，如果波发生器在顺时针方向上旋转，则柔轮的位移在逆时针方向上，并且反之亦然）。以这种方式，谐波驱动能够起到减速器的作用。

例如，在飞行器系统中，旋转的电子机械致动器（旋转的EMA）主要实施用于所谓的“辅助飞行控制”（诸如副翼、襟翼、缝翼和阻流板以及其他飞行控制表面）。关于这点，谐波驱动与旋转的EMA结合。当旋转的EMA发生故障时，其可将经配置致动的表面锁定。发生此类故障时，期望自由地或选择性地断开旋转的EMA，并且然后重新连接已断开的旋转的EMA。然而，波发生器自柔轮离开的轴向移动使得此类重新连接困难。因此，期望更容易地重新连接已断开的旋转的EMA。

发明概要

根据本发明的非限制性实施例，提供了具有选择性断开和重新连接的旋转致动器的驱动组件。驱动组件包括专用谐波发生器，其经配置旋转并且断开以及重新连接致动器的谐波驱动。为此，波发生器经配置径向向内移动以允许柔轮从环形齿轮断开同时留在柔轮内，并且径向向外移动以允许柔轮重新连接到环形齿轮。

更具体地，驱动组件还包括螺线管、球锁套管、球锁套管返回弹簧、锁球轴承、旋转轴线、锥形滚柱轴承和断开弹簧。关于断开，滚柱轴承和断开弹簧经配置在启用螺线管时轴向推动波发生器，从而允许滚柱轴承径向向内移动。该移动在柔轮上释放了向外的力，从而将柔轮从环形齿轮断开。停用螺线管，使得球锁套管通过球锁套管返回弹簧轴向受力，并且球轴承被迫径向进入处于锁定的“断开”位置的凹槽中。

附图说明

在本说明书结尾处的权利要求中，具体指出并且明确要求保护了被视作本发明的主题。从下面结合附图的详细说明中，本发明的前述和其他特征以及优点是显而易见的，其中：

图1是根据本发明的具有选择性断开和重新连接的旋转致动器的驱动组件的非限制性实施例的截面图，其示出处于“连接”状态的驱动组件。