专利名称：位置检测组件的制作方法
位置检测组件
背景技术：
某些机械系统包括一个或多个致动器以提供所需的线性或旋转运动到可移动的 元件。这种致动器包括马达和输出传动装置，并且典型地包括位置检测器以测量可移动元 件在机械系统中的位置。例如，传统的飞机利用一个或多个致动器组件以调整和维持飞机的操纵面或舵面 的位置，诸如副翼、升降舵或方向舵。为了追踪飞机的操纵面或舵面的相对位置，致动器包 括一个或多个直线位置检测器，诸如线性可变差动变压器(LVDT)。常规LVDT包括围绕铁磁 芯的初级线圈和两个次级线圈。在操作过程中，当致动器调节相应操纵面或舵面的位置时， 致动器还调整了铁磁芯相对于线圈的位置。当铁磁芯移动经过初级线圈和次级线圈时，铁 磁芯引起二次线圈中感应的电压改变。感应电压中的变化对应于铁磁芯的线性位置中的变 化和相应的操纵面或舵面的位置的变化。因此，当LVDT对应于电压中感应的变化提供输出 信号给致动器控制器时，致动器控制器可以检测操纵面或舵面的确切位置。
发明内容
传统的传动器，诸如用于控制在飞机中操纵面或舵面的操作，存在各种不足之处。 用于飞机操纵面或舵面的致动器通常包括LVDT以在操作期间提供操纵面或舵面的位置的 追踪。然而，购买和安装作为常规致动器的部分使用的LVDT相对昂贵。此外，在传递到发 动机控制器之前，由LVDT产生的信号需要信号调节和处理，诸如信号放大。供致动器组件 使用的额外的信号处理装备的需要从而增加了与致动器相关的总成本。本发明的实施例克服上述缺陷并且涉及位置检测组件，诸如作为致动器组件的部 分使用。位置检测组件包括用以驱动传感器组件的部分的轴承元件和螺旋形旋转元件，诸 如数码旋转磁性编码器。轴承元件和螺旋形旋转元件之间的相互作用最小化了位置检测组 件中距差或齿隙的存在。因此，当致动器组件驱动诸如操纵面或舵面的控制元件和位置检 测组件两者时，传感器组件产生准确地反映控制元件的位置的输出信号。此外，当作为用于 定位飞机操纵面或舵面的致动器组件的部分使用时，位置检测组件提供诸如LVDT的传统 的位置检测器的相对低成本替代。例如，用于位置检测组件的数字旋转磁性编码器不需要 如LVDT的一样的信号调节和信号处理装置。因此，位置检测组件的安装和操作与传统的位 置检测器相比相对比较便宜。在一个布置中，位置检测组件包括旋转元件，限定旋转元件的 第一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋，所述第一端与所述第二端相对。旋转元件包 括由设置在定位元件的第二端处的轴承元件支撑的第一部分，和配置为能够旋转地连接到 外壳的第二部分。位置检测组件包括传感器组件，传感器组件具有设置在旋转元件的第二 端处的磁铁部分，和设置与磁铁部分电磁连通的传感器部分。轴承元件被配置以相对于传 感器部分转动旋转元件和磁铁部分。在一个布置中，致动器组件包括由外壳支撑的定位元件，所述定位元件具有第一 端和与第一端相对的第二端，定位元件的第一端被构造和布置以连接到控制元件。致动器 组件包括旋转元件，限定旋转元件的第一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋，第一端与第二端相对。旋转元件包括由设置在定位元件的第二端处的轴承元件支撑的第一部分和 旋转地连接到外壳的第二部分。传感器组件包括设置在旋转元件第二端处的磁铁部分和 由外壳支撑的传感器部分，传感器部分设置与磁铁部分电磁连通。当定位元件在第一个位 置和第二位置之间直线平移时，轴承元件配置为相对于传感器部分转动旋转元件和磁铁部 分。在一个布置中，飞行控制组件包括操纵面或舵面和致动器组件。致动器组件包括 外壳、由外壳支撑的定位元件，定位元件具有第一端和与第一端相对的第二端，定位元件的 第一端连接到飞行控制表面，轴承元件设置在定位元件的第二端处，和限定旋转元件的第 一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋的旋转元件，第一端与第二端相对。旋转元件包 括由轴承元件支撑的第一部分和旋转地的连接到外壳的第二部分。致动器组件包括传感器 组件，具有设置在旋转元件的第二端处的磁铁部分和由外壳支撑的传感器部分，传感器部 分被设置与磁铁部分电磁连通。当定位元件在第一个位置和第二位置之间的直线平移时， 轴承元件被配置以相对于传感器部分转动旋转元件和磁铁部分。
上述的和其他的目的、特点和优势将在对本发明的特定实施方式的如下说明中显 现，如附图所示，其中相同的附图标记在整个不同视图中指示相同的部分。图纸不是必然按 比例，而是将重点放在说明本发明的不同的实施方式的原则。图1说明具有根据本发明的一个实施方式的位置检测组件的致动器的透视图
图2说明图1的致动器的剖视图。
图3说明图2的位置检测组件的旋转元件的透视图。
图4说明图2的旋转元件的剖视图。
图5说明图2的位置检测组件的轴承元件的侧视图。
图6说明图2的轴承元件的顶视图。
图7说明图2的轴承元件的前透视图。
图8说明图2的轴承元件的后透视图。
图9说明与图1的位置检测组件共同使用的控制器。
图IOA说明由图2的轴承元件执行的旋转元件的第--透视图。
图IOB说明由图2的轴承元件执行的旋转元件的第--透视图。
具体实施例方式
本发明的实施例涉及位置检测组件，诸如作为一个致动器组件的一部分使用。位 置检测组件包括用来驱动传感器组件的部分的轴承元件和螺旋形的旋转部件，如数码旋转 磁性编码器(Digital Rotary Magnetic Encoder)。轴承元件和螺旋形旋转元件之间的一 个交互作用使位置检测组件中存在的距差或齿隙(backlash)最小化。因此，当致动器组 件驱动控制元件(诸如操纵面或舵面)和位置检测组件时，传感器组件产生准确地反映控 制元件的位置的输出信号。此外，当用作致动器组件的部分，用于定位飞机的操纵面或舵面 时，位置检测组件提供了诸如LVDT的传统的位置检测器的相对低成本的替代。例如，用作 位置检测组件的数字旋转磁性编码器不需要如LVDT —样使用信号调节和信号处理装置。因此，与传统位置检测器相比，本发明的位置检测组件的安装和操作相对便宜。图1和2说明诸如用于飞机的飞行控制组件10的示例，飞行控制组件10具有致 动器组件20和位置检测组件22。在一个布置中，致动器组件20包括配置以固定到诸如飞 机的框架或机壳的刚性表面的外壳26。例如，外壳沈包括连接部分30，诸如从外壳沈延 伸的孔眼，其配置为容纳紧固件以将外壳沈固定至飞机。外壳沈还支撑致动器观，致动 器观配置以控制诸如副翼、升降舵或方向舵的控制元件或飞机的操纵面或舵面M的定位。 虽然致动器观可以采用不同的方式配置，在一个布置中，致动器观包括定位元件30和马 达32。定位元件30配置为连接到操纵面或舵面24。例如，定位元件30包括连接部分40， 诸如从定位元件30延伸的孔眼，其配置为容纳紧固件以将定位元件30固定至操纵面或舵 面24。有了这些连接，定位元件30的直线运动45引起操纵面或舵面M改变其相对飞机的 位置。此外，连接部分40和操纵面或舵面M之间的相互作用也限制在操作过程中定位元 件30围绕纵向轴线41的旋转。在一个布置中，定位元件30包括设置其上的保护套42。诸如波纹管的保护套42 在连接部分40和外壳沈之间延伸。保护套42配置为允许定位元件30的相对致动器组件 20的纵向轴线34的直线运动，同时最小化灰尘或其他污染物进入外壳沈和破坏致动器组 件20的部件的能力。诸如伺服马达的马达32被配置以控制定位元件30的相对致动器组件20的纵向 轴线34的直线运动。例如，在一个布置中，马达32包括由设置在外壳26内的旋转支撑44 至少部分地支撑的滚珠螺母38。滚珠螺母38限定螺纹组46，螺纹46与设置在定位元件30 上的相应螺纹48啮合。在操作过程中，响应于接收命令信号，马达32相对定位元件30转 动滚珠螺母38。基于滚珠螺母38的螺纹46和定位元件30的螺纹48之间的相互作用，并 且由于操纵面或舵面M旋转地限制定位元件30，这种旋转引起定位元件30相对于致动器 组件20的纵向轴线34的直线平移45。定位元件30的直线平移45引起操纵面或舵面M 相对于飞机改变其位置。如上所述，致动器组件20包括位置检测组件22。参考图2至8，在一个布置中，位 置检测组件22包括传感器组件60和旋转组件61，旋转组件61具有由定位元件30和旋转 元件64支撑的轴承元件62。传感器组件60被配置以产生操纵面或舵面M的相对位置的输出信号指示，并且 基于定位元件30的线性位置。在一个布置中，如图1所示，传感器组件60通过端口 50提 供输出信号至致动器控制器52。特别地参照图2和图4，在一个布置中，传感器组件60被配置为旋转传感器，诸如 数字旋转磁性编码器，具有由旋转元件64支撑的磁铁部分70和由外壳沈支撑的传感器部 分72。例如，磁铁部分70是具有北极N和南极S双极磁铁。当磁铁部分70相对传感器部 分72旋转时，传感器部分72被配置以检测在磁铁部分70的磁场中的通量或变化。例如， 在一个布置中，传感器部分72被配置为一组霍尔传感器。虽然霍尔传感器可以具有多种结 构，在一个布置中，霍尔传感器被包括作为安装在印刷电路板(PCB)74上的集成电路(IC) 的部分。在使用时，位于磁铁部分70旁边的传感器部分72，感测磁铁部分的北极N和南极 S的旋转，并提供相应的输出信号(10M或4096计数或每转信号)至致动器控制器52。在这种配置中，由传感器组件60提供至致动器控制器52的输出信号涉及定位元件30的绝对 定位。因此，如果致动器组件20掉电并且重新供电，在恢复电源时，致动器控制器52可以 基于在恢复电源以后从传感器组件60收到的输出信号确定定位元件30的当前位置。这将在下面详细说明，旋转组件61的轴承元件62和旋转元件64被配置以将定位 元件30的直线运动转换成磁铁部分70的旋转运动。当与传感器组件60连接使用时，旋转 组件61匹配旋转传感器组件60以允许旋转传感器组件60读取定位元件30在致动器组件 20中的直线运动。关于轴承元件62，在一个布置中并且并具体参照图2，轴承元件62由定位元件30 支撑。例如，定位元件30限定从定位元件30的第二端82朝向定位元件30的第一或连接 器端83延伸的孔或腔80。如前所述，轴承元件62的基础部分84设置在腔80中。基础部 分84和腔80之间的相互作用，诸如摩擦配合，将轴承元件62固定至定位元件30。虽然旋转元件64可以由致动器组件20以多种方式支撑，在一个布置中，转动部件 64包括由轴承元件62支撑的第一部分96和旋转地耦合到外壳沈的第二部分98。关于旋 转元件64的第一部分，并且如上所述，轴承元件62和旋转元件64之间的相互作用被配置 以将定位元件30的直线运动转换为磁铁部分70的旋转运动，以导致旋转传感器组件60产 生信号。因此，旋转元件64和轴承元件的布置说明如下。虽然轴承元件62可以有多种配置，在一个布置中并且具体地参照图5-8，轴承元 件62配置为滚子轴承元件。例如，轴承元件62包括支撑一组滚子轴承88的轴承座部分 86。虽然轴承座部分86可以配置具有任何数数目的滚子轴承88，在所示的例子中，轴承座 部分86包括四个滚子轴承88。如图所示，轴承座部分86分包括通过轴线90可旋转地安装 至第一轴承座部分86-1的第一和第二滚子轴承88-1、88-2和通过轴线92可旋转地安装至 在第二轴承座部分86-2的第三和第四轴承88-3、88-4。还显示，滚子轴承88限定通道94， 其配置为支撑旋转元件64，如下面详细说明。例如，第一滚子轴承包括第一法兰95-1，而第 四滚子轴承88-4限定第二法兰95-1，其中第一和第二法兰95-1、95-2间隔距离1。另外， 第一和第二滚子轴承88-1、88-2和第三和第四轴承88-3、88-4偏置距离d。在一个布置中， 距离d小于旋转元件64的厚度。总之，第一和第二法兰95-1、95-2之间的距离1和偏移距 离d限定用于支撑旋转元件64的通道94。在一个布置中，轴承座部分86-1、86_2由弹簧钢材料形成，诸如17-7PH不锈钢限 定第二个通道94-2。在这样的布置中，支撑部件86-1、86-2配置为悬臂梁或弹簧，其保持基 本不变的诸如约三磅作用力作用在旋转元件64上，以最小化或消除支撑部件86-1、86-2和 旋转元件64之间的距差或齿隙。如上所述，旋转元件64包括由轴承元件62支撑的第一部分96。在一个布置中并 且参考图3和4，旋转元件64的第一部分96配置为在旋转元件64的第一端100和旋转元 件64的第二端102之间延伸的螺旋或螺线形，其中第一端100与第二端102相对。虽然旋 转元件64可由多种材料制造，在一个布置中，旋转元件64由弹簧扁钢条围绕钢条的纵向轴 线65扭曲成螺旋形而制造。旋转元件64包括第一边缘部分104和第二边缘部分106，第一边缘部分104在旋 转元件64的第一端100和第二端102之间延伸，第二边缘部分102在旋转元件64的第一 端100和第二端102之间延伸，第一边缘部分104和第二边缘部分106相对。正如图IOA和IOB所示，第一和第二边缘部分104、106被配置以接近轴承元件62的第一和第二法兰95_1 和95-2。例如，在一个布置中，旋转元件64的第一边缘部分104设置在第一法兰95_1附 近，而旋转元件64的第二边缘部分106设置在第二法兰95-2附近。旋转元件64的边缘部 分104、106和轴承元件62的第一和第二法兰95-1、95-2之间的相互作用限制旋转元件64 在操作过程中横向运动。如图3所示，在一个布置中，边缘部分104、106的长度被配置以使得，在使用中，当 轴承元件62在外壳沈内位移45超过约3英寸的行程长度时，轴承元件62导致旋转元件 64围绕纵向轴线65在0°和330°之间旋转。在这种布置中，通过限制旋转元件64和磁 铁部分70的旋转为小于360度的旋转，致动器控制器52可以跟踪相关的操纵面或舵面24 的位置，而无需额外的仪器(诸如，存储器)从而跟踪的磁铁部分70相对于传感器部分72 的多个回转(revolution)。在上述配置中，为减小致动器组件20的总体尺寸(即，长度和高度)，在一个布置 中，旋转元件64的纵向轴线65和定位元件30的纵向轴线41大致共线。例如，旋转元件64 的第一部分96延伸通过由轴承元件62限定的开口 85，如图8中最佳图示，并且进入如图2 所示的由定位元件30限定的腔80。由于旋转元件64的部分84由轴承元件62支撑并且延 伸进入定位元件的腔80，这样的布置减少致动器组件20的总体尺寸。如上所述，在一个布置中，旋转元件64还包括能够旋转地耦合到外壳沈的第二 部分98。参考图2、3和4，旋转元件64支撑用作传感器组件60的部分的磁铁部分70。对 于旋转传感器，诸如传感器组件60，磁铁部分70的稳定对于旋转传感器的精确操作是重要 的，由于旋转传感器暴露到外部的振动可能会导致旋转传感器产生错误的输出信号。因此， 在一个布置中并且参考图1、3和4，旋转元件64包括轴承110，诸如旋转轴承，其设置在旋 转元件64的第二端102处。如图1所示，轴承110固定旋转元件64的第二部分98 (例如， 第二端部分10 至外壳26。轴承110配置为限制旋转元件64相对外壳沈的纵向运动45 和磁铁部分70的横向和纵向运动，以使磁铁部分与不期望的振动隔离。此外，轴承110配 置为允许旋转元件64和磁铁部分70围绕由外壳沈支撑的传感器部分72的纵向轴线65 的旋转运动。虽然轴承110可以有多种配置，在一个布置中，轴承110包括第一轴承元件110-1 和第二轴承元件110-2。两个轴承元件110-1、110-2作为旋转组件61的部分使用，辅助旋 转元件64和外壳沈之间的距差或齿隙的最小化。因此，通过最小化在旋转组件61、轴承元 件110-1、110-2中的距差或齿隙，提高由传感器组件60在操作过程中产生的位置或输出信 号的准确性。在上述的布置中，在操作过程中，致动器组件20操作操纵面或舵面M和位置检测 组件22两者。例如，响应于接收命令信号，马达32相对定位元件30转动滚珠螺母38。基 于滚珠螺母38的螺纹46和定位元件30的螺纹48之间的相互作用并且由于操纵面或舵面 24旋转地限制定位元件30，这种旋转引起定位元件30相对致动器组件20的纵向轴线34 的直线平移45。这种移动驱动操纵面或舵面M和位置检测组件22两者。特别地，当定位 元件30沿外壳沈的纵向轴线34移动45时，定位元件30导致轴承元件相对于旋转元件64 的纵向轴线65移动。这样的直线平移导致边缘部分104、106相对于法兰95-1、95-2支撑 向上而动并且相对于旋转元件64的纵向轴65转动旋转元件64。旋转元件64又相对传感器部分72旋转传感器组件60的磁铁部分70。作为回应，传感器部分72产生由致动器组件 所导致的操纵面或舵面M的相对定位的输出信号指示，并提供输出信号给致动器控制器 52用于进一步处理或分析。此外，由于距离d小于旋转元件64的厚度，当旋转元件64设置在第一和第二滚子 轴承88-1、88-2以及第三和第四轴承88-3、88-4之间时，旋转元件64引起第一轴承座部分 86-1、86-2弯曲或弹开。有了这样的弯曲，第一轴承座部分86-1、86-2作为悬臂梁弹簧操作 以在旋转元件64上维持大致恒定作用力，以最小化或消除轴承座86和旋转元件64之间的 距差或齿隙。在传统旋转传感器装置中，磁滞或距差(hysteresis or backlash)的存在，诸如 可能在使用用于驱动旋转传感器装置的部分的齿轮或者其他动力传动装置时产生，可能降 低旋转传感器输出的精度。在目前的位置检测组件22中，轴承组件62和螺旋形旋转元件 64之间的相互作用减少位置检测组件64中的距差或齿隙的存在，同时将定位元件30直线 运动转化为磁铁部分70的旋转运动。因此，位置检测组件22提供操纵面或舵面M的相对 准确位置检测。此外，用作位置检测组件22的旋转传感器装置不需要如传统的LVDT所需 要的信号调节和信号处理装置。因此，与传统的位置检测器相比，位置检测组件22的安装 和操作相对地比较便宜。如上所述，轴承组件62和螺旋形旋转组件64的相互作用减少了在位置检测组件 22中距差或齿隙的存在。在一个布置中，旋转元件64的螺旋-形状的一致性对由传感器组 件60产生的输出信号的准确性是所需要的。在一个布置中，参考图3，当在旋转元件64的 表面117和垂直于纵向轴线65的平面119之间形成的角115沿旋转元件64的长度大致不 变时，旋转元件64的螺旋形状被认为是一致的。然而，在某些情况下，旋转元件64的螺旋 几何形状中的不准确度会影响由传感器组件60产生的输出信号以及指示操纵面或舵面M 的位置的准确性。例如，假设旋转元件64的螺旋形状不一致。在这种情况下，对于轴承元 件62的直线平移45的给定距离，旋转元件64能够旋转磁铁部分70到导致传感器组件60 产生输出信号的位置，该输出信号指示操纵面或舵面M的定位大于或小于实际定位。在一个布置中，如图9所示，位置检测组件22包括控制器120，其配置为补偿或校 正传感器组件60产生的输出信号130中的不准确度，诸如由旋转元件64的非均勻螺旋几 何形状产生的。例如，控制器120(如处理器)配置有位置信号表124，其涉及输出信号集合 126到实际位置数据项集合128。在操作之前，制造商按经验为相应的位置检测组件22配置位置信号表124。例如， 为了表征位置检测组件22，制造商使旋转元件64移动预设量，例如0. 010英寸增量，以旋转 磁铁部分70。在每个增量处，制造商测量由传感器的组件60产生的相应的输出信号。制 造商然后配置具有增量位置量的位置信号表1 作为实际位置数据项集合1 和测量的输 出信号作为输出信号126的相应集合。在这样的布置中，由传感器组件60提供的每个输出 信号对应旋转元件M和相应的操纵面或舵面M的精确位置，例如，记录在位置信号表1 中。在位置检测组件22的操作期间，当控制器120从传感器组件60接收输出信号130 时，控制器120访问位置信号表124以检测接收到的输出信号130和在一组输出信号126 中的输入之间的对应。在检测这种对应之后，控制器120检测在该实际位置数据项集合1 中的实际位置数据项，对应于输出信号集合126中的输入。控制器120还提供检测到的实 际位置数据项作为到致动器控制器52的报告信号132，其中检测到的实际位置数据项涉及 被致动元件的实际位置，诸如操纵面或舵面M。虽然发明的多个实施方式已经特别地显示和描述，本领域技术人员应理解，在不 背离附后权利要求所限定的发明的精神和范围的情况下，其中可以有形式和细节的多种变 化。例如，如上所述，传感器组件60的磁铁部分70配置为具有北极N和南极S的双极 性磁铁。这种描述只是示例的方式。在一个布置中，磁铁部分70配置为永久多极磁铁。另 外地，磁铁部分70配置为多个磁铁，多个磁铁的每个配置为双极性磁铁。如上所述，位置检测组件22作为致动器组件20的部分操作。这种表示只是示例 的方式。在一个布置中，位置检测组件22被配置为一个独立的装置，配置为附加到致动元 件，诸如操纵面或舵面M。如上所述，在一个布置中，轴承元件62配置为在外壳沈内移动45约三英寸的冲 程长度，并引起旋转元件64围绕纵向轴线65在0°和330°之间旋转。在这种布置中，通 过限制旋转元件64和磁铁部分70旋转到小于360度的旋转，致动器控制器52可以追踪相 关操纵面或舵面M的位置，而无需额外的仪器(如存储器)来跟踪磁铁部分70相对于传 感器部分72的多个旋转。在一个布置中，轴承元件62配置为在外壳沈内移动45大于三 英寸的冲程长度(例如十英寸)以引起旋转元件64和磁铁部分70旋转超过360度旋转。 在这样的布置中，为了追踪超过这个冲程长度的轴承元件62的位置，控制器120配置有存 储器和电源(诸如电池)，其中存储器被配置以存储与磁铁部分70的360度以上旋转相关 的计数值。在一个布置中，当控制器120从传感器组件60接收输出信号130时，基于与输出 信号相关的计数数量，控制器检测磁铁部分相对于传感器组件60的旋转角度。举例来说， 假定磁铁部分70相对于传感器部分72旋转，传感器组件60配置为产生输出信号，输出信 号具有每360度转动零和IOM计数之间的值。当控制器120检测传感器组件60通过360 度时，(例如，通过在输出信号值从IOM到零中的变化表明)，控制器120在存储器中增加 一个计数，指示磁铁部分70通过全部360度旋转。因此，通过跟踪磁铁部分70相对于传感 器的部分72行进的360度旋转的数量，存储器允许位置检测组件22在相对大的或者延长 的行程长度上操作。
权利要求
1.一种致动器组件，包括由外壳支撑的定位元件，所述定位元件具有第一端和与所述第一端相对的第二端，所 述定位元件的所述第一端被构造和布置以连接到控制元件；旋转元件，其限定旋转元件的第一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋，所述第一 端与所述第二端相对，所述旋转元件具有由设置在定位元件的第二端处的轴承元件支撑的 第一部分和能够旋转地连接到外壳的第二部分；和传感器组件，具有设置在旋转元件的第二端处的磁铁部分和由外壳支撑的传感器部 分，传感器部分设置与磁铁部分电磁连通，所述轴承元件配置为当所述定位元件在第一个位置和第二位置之间直线平移时相对 于传感器部分转动旋转元件和磁铁部分。
2.根据权利要求1所述的致动器组件，其中所述旋转元件包括限定在所述第一端和所述第二端之间延伸的螺旋的带材，所述带材 具有第一边缘部分和第二边缘部分，所述第一边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间 延伸，所述第二边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间延伸，所述第一边缘部分与第 二边缘部分相对；和所述轴承元件包括具有第一法兰的第一滚子轴承元件和具有第二法兰的第二滚子轴 承元件，带材的第一边缘部分设置在第一滚子轴承的第一法兰附近，带材的第一边缘部分 设置在第二滚子轴承的第二法兰附近。
3.根据权利要求1或2任何一项所述的致动器组件，其中，定位元件的纵向轴线和旋转 元件的纵向轴线大致共线。
4.根据权利要求3所述的致动器组件，其中定位元件限定从定位元件的第二端朝向 定位元件的第一端延伸的孔，所述旋转元件的第一部分的至少部分设置在所述孔内。
5.根据权利要求1至3任何一项所述的致动器组件，还包括设置在旋转元件的第二端 处的轴承，所述轴承连接旋转元件的第二部分到外壳，所述轴承被配置以限制旋转元件相 对外壳的纵向运动，并且允许旋转元件相对外壳的旋转运动。
6.根据权利要求1、3或4的任何一项所述的致动器组件，其中，定位元件包括设置在定 位元件的外表面上的螺纹组，并且其中，所述致动器组件包括马达，所述马达具有连接到所 述马达的滚珠螺母，所述滚珠螺母由所述定位元件的所述螺纹组支撑，所述马达被配置以 相对定位元件旋转所述滚珠螺母以在所述第一个位置和所述第二位置之间直线平移所述 定位元件。
7.根据权利要求1至6任何一项所述的致动器组件，还包括与传感器组件电连通的控 制器，所述控制器被配置以接收来自传感器组件的输出信号；访问位置信号表以检测对应接收到的输出信号的实际位置数据项，所述位置信号表使 来自传感器组件的输出信号集合与相应的实际位置数据项的集合相关；和作为报告信号提供对应于所接收到的输出信号的实际位置数据项。
8.根据权利要求1至6任何一项所述的致动器组件，还包括具有存储器的控制器，所述 控制器与传感器组件电连通，所述控制器被配置为接收来自传感器组件的输出信号；基于所述输出信号检测磁铁部分相对于传感器组件的旋转角度；和当磁铁部分的旋转角度超过360度时，增加在存储器中的计数。
9.一种飞行控制组件，包括操纵面或舵面；和致动器组件，所述致动器组件具有外壳，定位元件，所述定位元件由外壳支撑，所述定位元件具有第一端和与所述第一端相对 的第二端，定位元件的第一端连接到所述操纵面或舵面，轴承元件，其设置在所述定位元件的第二端处，旋转元件，其限定在旋转元件的第一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋，所述第 一端与所述第二端相对，所述旋转元件具有由轴承元件支撑的第一部分和能够旋转地连接 到外壳的第二部分，和传感器组件，具有设置在旋转元件的第二端处的磁铁部分和由外壳支撑的传感器部 分，所述传感器部分与磁铁部分电磁连通，轴承元件，其被配置以当所述定位元件在第一个位置和第二位置之间直线平移时相对 于传感器部分转动所述旋转元件和所述磁铁部分。
10.根据权利要求9所述的飞行控制组件，其中所述旋转元件包括限定在第一端和第二端之间延伸的螺旋的带材，所述带材具有第一 边缘部分和第二边缘部分，所述第一边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间延伸，所 述第二边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间延伸，所述第一边缘部分与第二边缘部 分相对；和所述轴承元件包括具有第一法兰的第一滚子轴承元件和具有第二法兰的第二滚子轴 承元件，带材的第一边缘部分设置在第一滚子轴承的第一法兰附近，带材的第二边缘部分 设置在第二滚子轴承的第二法兰附近。
11.根据权利要求9或10任何一项所述的飞行控制组件，其中定位元件的纵向轴线 和旋转元件的纵向轴线大致共线。
12.根据权利要求11所述的飞行控制组件，其中定位元件限定从定位元件的第二端 朝向定位元件的第一端延伸的孔，所述旋转元件的第一部分的至少部分设置在所述孔内。
13.根据权利要求9至11任何一项所述的飞行控制组件，还包括设置在旋转元件的第 二端处的轴承，所述轴承连接旋转元件的第二部分到外壳，所述轴承被配置以限制旋转元 件相对外壳的纵向运动，并且允许旋转元件相对外壳的旋转运动。
14.根据权利要求9、11或12的任何一项所述的飞行控制组件，其中，定位元件包括设 置在定位元件的外表面上的螺纹组，并且其中，所述致动器组件包括马达，所述马达具有连 接到所述马达的滚珠螺母，所述滚珠螺母由所述定位元件的所述螺纹组支撑，所述马达被 配置以相对定位元件旋转所述滚珠螺母以在所述第一位置和所述第二位置之间直线平移 所述定位元件。
15.根据权利要求9至14任何一项所述的飞行控制组件，其中致动器组件包括与传感 器组件电连通的控制器，所述控制器被配置以接收来自传感器组件的输出信号；CN 访问位置信号表以检测对应接收到的输出信号的实际位置数据项，所述位置信号表使 来自传感器组件的输出信号集合与相应的实际位置数据项的集合相关；和作为报告信号提供对应于所接收到的输出信号的实际位置数据项。
16.根据权利要求9至14任何一项所述的飞行控制组件，其中致动器组件包括具有存 储器的控制器，所述控制器与传感器组件电连通，所述控制器被配置以接收来自传感器组件的输出信号；基于所述输出信号检测磁铁部分相对于传感器组件的旋转角度；和当磁铁部分的旋转角度超过360度时，增加在存储器中的计数。
17.一种位置检测组件，包括旋转元件，其限定在旋转元件的第一端和旋转元件的第二端之间延伸的螺旋，所述第 一端与所述第二端相对，所述旋转元件具有由设置在定位元件的第二端处的轴承元件支撑 的第一部分和配置成能够旋转地连接到外壳的第二部分；和传感器组件，其具有设置在旋转元件的第二端处的磁铁部分和传感器部分，所述传感 器部分设置与磁铁部分电磁连通，所述轴承元件配置为相对于传感器部分转动旋转元件和磁铁部分。
18.根据权利要求17所述的位置检测组件，其中所述旋转元件包括限定在第一端和第二端之间延伸的螺旋的带材，所述带材具有第一 边缘部分和第二边缘部分，所述第一边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间延伸，所 述第二边缘部分在旋转元件的第一端和第二端之间延伸，所述第一边缘部分与第二边缘部 分相对；和所述轴承元件包括具有第一法兰的第一滚子轴承元件和具有第二法兰的第二滚子轴 承元件，带材的第一边缘部分设置在第一滚子轴承的第一法兰附近，带材的第二边缘部分 设置在第二滚子轴承的第二法兰附近。
19.根据权利要求17至18任何一项所述的位置检测组件，包括设置在旋转元件的第二 端处的轴承，所述轴承配置以连接旋转元件的第二部分到外壳，所述轴承被配置以限制旋 转元件相对外壳的纵向运动，并且允许旋转元件相对外壳的旋转运动。
20.根据权利要求17至20任何一项所述的位置检测组件，包括与传感器部分电连通的 控制器，所述控制器被配置以接收来自传感器部分的控制元件位置信号；访问位置信号表以检测对应接收到的控制元件位置信号的校正后的控制元件位置信 号，所述位置信号表使控制元件位置信号集合与相应的校正后的控制元件位置信号集合相 关；和作为输出信号提供对应于所接收到的控制元件位置信号的所述校正后的控制元件位置信号。
全文摘要
本发明公开一种位置检测组件(22)，包括用以驱动传感器组件的部分的轴承元件(62)和螺旋形旋转元件(64)，如数码旋转磁性编码器。轴承元件和螺旋形旋转元件之间的相互作用最小化了位置检测组件中距差或齿隙的存在。因此，当致动器组件驱动控制元件(诸如操纵面或舵面(24))和位置检测组件两者时，传感器组件产生准确地反映控制元件位置的输出信号。
文档编号B64C13/50GK102076559SQ200980124203
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月23日 优先权日2008年6月24日
发明者拉塞尔·罗伯特·贝辛格, 雷蒙德·李·伯特 申请人:伍德沃德Hrt公司