具有降低的致动器负载的可展开式气动装置的制作方法

专利名称：具有降低的致动器负载的可展开式气动装置的制作方法
技术领域：
本发明的各方面一般涉及具有降低的致动器负载的可展开式装置(例如，气动装置)，及其相关的系统和方法。
背景技术：
多年来，可展开式前缘和后缘装置一直被用于控制现代飞机的姿态和升力/阻力特性。特别地，不对称地展开位于左和右侧飞机机翼的传统后缘副翼，从而转动飞机。通常对称展开传统的后缘襟翼，从而产生适用于着陆和起飞的高升力机翼配置。然后为了在巡航条件下更为有效地操作，收藏襟翼。传统的前缘装置(例如前缘缝翼)还可被展开以便着陆和起飞，然后在巡航条件下收藏。关于许多传统前缘和后缘装置的一个缺点是用于为这些装置提供动力的致动器倾向于体大型，以便克服由于该装置展开进入相邻气流而与装置相对作用的气动力，。大型装置难于并入飞机，并且此类装置的重量降低了飞机效率。另外，大型致动器消耗极大量的功率，并因此会进一步降低飞机效率。因此，需要比传统装置要小和/或更为有效的可展开式气动装置。

发明内容
本发明一般涉及具有降低的致动器负载的可展开式装置(例如，气动装置)，及其系统和方法。根据特定实施例的飞机系统包括升力体和由升力体承载和可相对于升力体移动的可展开式气动装置。气动装置能够包括可枢转地耦合至升力体的第一组件，以及可移动地耦合至升力体的第二组件。第一和第二组件能够相互可枢转地耦合。该系统能够进一步包括致动器装置，其耦合至气动装置并且被定位为相对于升力体在收藏位置和展开位置之间移动气动装置，且当处于展开位置时，该气动装置暴露至相邻气流。上述组件布置能够允许作用于可展开式装置上的气动力降低致动器装置所需的负荷，从而展开可展开式装置。例如，在另一个实施例中，外流系统包括外流体(例如，翼面或其他升力体)、由外流体承载和相对于外流体移动的可展开式装置(例如，气动装置)、以及连接于外流体和可展开式装置之间的耦合器。致动器装置能够操作性地耦合于外流体和可展开式装置之间，并且能够被定位为在收藏位置和展开位置之间移动可展开式装置。运动能够具有第一部分以及第二部分，在第一部分中当可展开式装置朝向展开位置移动时，由致动器装置传递的负载增加，在第二部分中当可展开式装置朝向展开位置移动时，由致动器装置传递的负载减小。运动的第一部分位于收藏位置和运动的第二部分之间。在另一特定的实施例中，展开位置为多个展开位置中的一个，并且在收藏位置和展开位置之间的运动过程中，致动器装置在离收藏位置最远的点提供峰值负载。本发明的一个方面是外流系统，其包含外流体；可展开式流体动力装置，其由外流体承载并且相对于外流体可移动，其中流体动力装置包含第一板件和第二板件，第一板件可枢转地耦合至外流体，第二板件可移动地耦合至外流体并可枢转地耦合至第二板件；以及致动器，其耦合至外流体以及第一和第二板件中的一个并且具有第一和第二运行状态。当致动器处于第一运行状态时，流体动力装置处于收藏配置，而当致动器处于第二运行状态时，流体动力装置处于展开配置。当流体动力装置不处于收藏配置并且外流体相对于流体沿着使第二板件引导第一板件的方向移动时，第二板件受到流体施加的压力。本发明的另一个方面是用于装备具有可展开式流体动力装置的外流体的方法，其包含将可展开式流体动力装置的第一板件可枢转地耦合至可展开式流体动力装置的第二板件；将第一板件可枢转地耦合至外流体；将第二板件移动耦合至外流体；以及将线性致动器可枢转地耦合至外流体和第二板件，其中线性致动器可延伸以使得第一板件相对于外 流体从第一位置移动至第二位置，并且使第二板件相对于外流体从第三位置移动至第四位置。布置第一和第二板件以及线性致动器，以便当第一板件处于第一位置，第二板件处于第三位置时，可展开式流体动力装置处于收藏配置，而当第一板件处于第二位置，第二板件处于第四位置时，可展开式流体动力装置处于展开配置。当流体动力装置不处于收藏配置并且外流体相对于流体沿着使第二板件引导第一板件的方向移动时，第二板件受到流体施加的压力。本发明的其他方面是外流系统，其包含外流体；可展开式流体动力装置，其由外流体承载并且相对于外流体可移动，流体动力装置包含第一板件和第二板件以及第三板件，第一板件和第二板件沿着公共轴线可枢转地耦合至外流体，第三板件设置于第一和第二板件之间，并可移动地耦合至外流体；以及致动器装置，其附装至第一、第二和第三板件，并且具有被致动和未被致动的状态，其中当致动器装置被致动时，致动器装置引起第一和第二板件相对于外流体沿同一方向旋转，同时引起第三板件沿相反方向旋转并且相对于外流体移位。当致动器装置处于未被致动的状态时，流体动力装置处于收藏配置，而当致动器装置处于被致动状态时，流体动力装置处于展开配置。本发明的又一方面是用于装备具有可展开式流体动力装置的外流体的方法，其包含将可展开式流体动力装置的第一和第二板件可枢转地耦合至外流体；使用第一旋转式致动器将第一板件耦合至可展开式流体动力装置的第三板件；使用第二旋转式致动器将第二板件耦合至第三板件；以及将第三板件可移动地耦合至外流体。布置第一、第二和第三板件以及第一和第二旋转式致动器，以便第一和第二旋转式致动器的致动引起第一和第二板件相对于外流体沿同一方向旋转，同时引起第三板件沿相反方向旋转并相对于外流体移位，从而展开可展开式流体动力装置。一种外流系统，其包含外流体；可展开式流体动力装置，其由外流体承载并且相对于外流体可移动，其中流体动力装置包含第一板件和第二板件，第一板件可枢转地耦合至外流体，第二板件可移动地耦合至外流体并可枢转地耦合至第二板件；以及致动器，其耦合至外流体以及第一和第二板件中的一个并且具有第一和第二运行状态，
由此当致动器处于第一运行状态时，流体动力装置处于收藏配置，而当致动器处于第二运行状态时，流体动力装置处于展开配置，当流体动力装置不处于收藏配置并且外流体相对于流体沿着使第二板件引导第一板件的方向移动时，第二板件受到流体施加的压力。在该外流系统中，致动器包含线性致动器，其可枢转地耦合至外流体和第二板件，其中线性致动器在第一运行状态中缩回，在第二运行状态中延伸。在该外流系统中，致动器包含旋转式致动器，其耦合至外流体和第一板件，其中旋转式致动器在第一运行状态中未被致动，而在第二运行状态中被致动。在该外流系统中，外流体为飞机的升力体。在该外流系统中，升力体包含机翼，并且流体动力装置包含由机翼承载的后缘装
置。 在该外流系统中，外流体包含直升飞机转子叶片。在该外流系统中，外流体为潜艇或船只的一部分。在该外流系统中，在第二板件的第一位置范围内，由致动器输出的负载增加，而在第二板件的第二位置范围内，由致动器装置输出的负载减少，在流体动力装置从收藏配置到展开配置的移动过程中，在第一范围后出现第二位置范围。在该外流系统中，在流体动力装置从收藏配置到展开配置的移动过程中，耦合至外流体的第二板件的一部分沿着弯曲的导向路径移动。该外流系统还包含弹性元件，其被定位为抵抗流体动力装置朝向展开配置的运动。一种用于装备具有可展开式流体动力装置的外流体的方法，其包含将可展开式流体动力装置的第一板件可枢转地耦合至可展开式流体动力装置的第二板件；将第一板件可枢转地耦合至外流体；将第二板件可移动地耦合至外流体；以及将线性致动器可枢转地耦合至外流体和第二板件，线性致动器线性致动器可延伸以使得第一板件相对于外流体从第一位置移动至第二位置，并且使第二板件相对于外流体从第三位置移动至第四位置，其中布置第一和第二板件以及线性致动器，以便当第一板件处于第一位置，第二板件处于第三位置时，可展开式流体动力装置处于收藏配置，而当第一板件处于第二位置，第二板件处于第四位置时，可展开式流体动力装置处于展开配置，当流体动力装置不处于收藏配置并且外流体相对于流体沿着使第二板件引导第一板件的方向移动时，第二板件受到流体施加的压力。在本方法中，在流体动力装置从收藏配置到展开配置的移动过程中，耦合至外流体的第二板件部分沿着弯曲的导向路径移动。一种外流系统，其包含外流体；可展开式流体动力装置，其由外流体承载并且相对于外流体可移动，流体动力装置包含第一板件和第二板件以及第三板件，第一板件和第二板件沿着公共轴线可枢转地耦合至外流体，第三板件设置于第一和第二板件之间，并可移动地耦合至外流体；以及致动 器装置，其附装至第一、第二和第三板件，并且具有被致动和未被致动的状态，其中当致动器装置被致动时，致动器装置引起第一和第二板件相对于外流体沿同一方向旋转，同时引起第三板件沿相反方向旋转并且相对于外流体移位，其中当致动器装置处于未被致动的状态时，流体动力装置处于收藏配置，而当致动器装置处于被致动状态时，流体动力装置处于展开配置。在该外流系统中，外流体为飞机的升力体。在该外流系统中，升力体包含机翼，并且流体动力装置包含由机翼承载的后缘装置。在该外流系统中，外流体包含直升飞机转子叶片。在该外流系统中，外流体为潜艇或船只的一部分。在该外流系统中，第一、第二和第三板件相对于外流体的角度响应于致动器装置的致动而增加。在该外流系统中，致动器装置包含引起第一板件旋转的第一旋转式致动器，和引起第二板件旋转的第二旋转式致动器，所述第一和第二旋转式致动器被安装至第三板件。在该外流系统中，第一旋转式致动器为转矩管装置或形状记忆合金装置。一种用于装备具有可展开式流体动力装置的外流体的方法，其包含将可展开式流体动力装置的第一和第二板件可枢转地耦合至外流体；使用第一旋转式致动器将第一板件耦合至可展开式流体动力装置的第三板件；使用第二旋转式致动器将第二板件耦合至第三板件；以及将第三板件可移动地耦合至外流体，其中布置第一、第二和第三板件以及第一和第二旋转式致动器，以便第一和第二旋转式致动器的致动引起第一和第二板件相对于外流体沿同一方向旋转，同时引起第三板件沿相反方向旋转并相对于外流体移位，从而展开可展开式流体动力装置。在该方法中，第一旋转式致动器为转矩管装置或形状记忆合金装置。下面将公开并要求保护本发明的其他方面。


图I示出具有根据下文公开的任一实施例装配的系统的飞机的等轴测图。图2示出根据一个实施例配置的可展开式装置的部分示意性、等轴测图。图3A示出致动器负载随根据特定实施例配置的可展开式装置的展开角度的变化的绘图。图3B示出根据实施例的处于平衡点时可展开式装置上的力的代表性力图。图4A示意性示出根据实施例的具有弹性元件的可展开式装置，其中该弹性元件施加想要将装置恢复至收藏位置的力。图4B示意性示出根据另一个实施例的具有平移耦合器的可展开式装置，其中该平移耦合器形成弯曲的导向路径。图5示出根据实施例的具有枢转杆的可展开式装置的部分示意性等轴测图，其中枢转杆耦合至平移组件。
图6示出根据另一个实施例的具有可枢转地板件的可展开式装置的部分示意性等轴测图，其中可枢转地板件耦合至平移板件。图7示出根据实施例的具有板件的可展开式装置的部分示意性等轴测图，其中板件按相反方向旋转。图8示意性示出根据实施例的可展开式装置，其中该可展开式装置装配于翼型外流体上。 下文将参考附图，其中不同附图中的相似元件使用相同的标识号。
具体实施例方式本发明的各方面一般涉及具有降低的致动器负载的可展开式装置，及其系统和方法。在飞机设备(例如，固定翼飞机和旋翼飞机)的背景下，下面将描述代表性可展开式装置，然而在其他实施例中，装置能够被装配在其他外流体上。为了简洁的目的，一些描述结 构或过程的细节在下列描述中未被提及，其中这些结构或过程已众所周知并且时常与该系统和方法相关。此外，虽然下列本发明提出了一些系统和方法的代表性实施例，其能够包括具有降低负荷要求的致动器，但是一些其他的实施例能够具有不同于那些在该部分被描述的配置和/或部件。因此，该实施例可包括附加元件和/或可除去下列参考图1-8描述的一个或更多元件。图I示出飞机105的等轴测图，其中该飞机105包括机身101、机翼110、水平稳定器102、和垂直稳定器103。机翼110的每个能够包括前缘111和后缘112，其中气动装置120由机翼110承载和展开。气动装置120可包括后缘装置121、由后缘装置121承载的“迷你”后缘装置122、和/或前缘装置123。气动装置120与其他支撑组件一起能够形成整个系统100，其被用于控制飞机105的气动特性。参考图2-8，下面将进一步描述气动装置的代表性实施例和适用于机翼110和/或其他外流表面(例如，水平稳定器102和/或垂直稳定器103)的相关方法。图2示出由外流体210承载的可展开式装置220的示意等轴测图，其中在图2中示出部分外流体210。外流体210能够浸入外流216，例如空气流或其他液流。可展开式装置220能够包括耦合至第二组件225的第一组件224。当被收藏时，第一和第二组件224、225能够被平放，例如，通常，与外流体210的暴露面217平行和/或齐平。如图2所示，当被展开时，第二组件225 (和程度较弱的第一组件224)的外表面或潮湿表面能够在外流体210上方修正液流，从而提供理想的效果。例如，如果暴露面217为机翼上表面，第二组件225能够在图2所示的位置中作为减速装置运行。如果暴露面217为机翼下表面，第二组件225能够增强外流体210的升力、作为副翼运行、和/或提供微调功能。如果暴露面217为直升飞机转子叶片，第二组件225能够作为降噪器运行。稍后将进一步描述可展开式装置220的这些和其他代表性设置。在图2所示的特定实施例中，在第一部位226a处，通过铰链接头227，第一组件224铰接(例如，可枢转地)耦合至外流体210。在第二部位226b处，通过平移(例如，滑动)耦合器229，第二组件225接(例如，可枢转地)耦合至外流体210。平移耦合器229能够包括通道、导轨或其他合适的结构。第二部件225耦合的部分能够滑动、滚转(通过一个或更多滚子或线性轴承)或着沿着导向路径230移动。一个或更多停止器231 (图2中可看到一个停止器)能够在预选的部位，例如相应于最大展开位置，终止第二组件225的运动。在第三部位226c处，通过第二铰链接头228，第二部件225能够铰接(例如，可枢转地)耦合至第一部件224。第二铰链接头228能够位于第一和第二组件224、225两者的边缘，或这些组件的其他部位。在图2所示实施例的特定方面，第一组件224用于驱动第二组件225。因此，第一组件224能够耦合至致动器装置250。在特定实施例中，致动器装置250包括一个或更多旋转式致动器251 (在图2中示出两个)，其在外流体210处，连接于第一组件224和附着点252之间。当被致动时，如箭头A所指示的，致动器装置250在角度α范围内旋转第一组件224。进而，如箭头C所指示的，这引起部分第二组件225从左向右移动，以及如箭头B所指示的，在角度β范围内，相对于外流体210旋转。因此，第二组件225沿着运动路径232移动。当第二组件225沿着运动路径232移动时，第二组件225在垂直于外流216方向的平面内的投影面积增加。因此，作用于第二组件225的动力学压力也增加。当其将第二组件225移动至一个或更多展开位置时，由动力学压力提供的组件力平行于运动路径232能够用于降低致动器装置250所需的负载。 图3Α示出根据特定实施例，当角度α和β为30度时，第二组件225上的力。图3Β为示出致动器装置250产生的负载的曲线图(由线260示出)，其为图3Α所示展开角度β的函数。在图3Β中负载表示转矩(用于旋转式致动器)，并且根据致动器类型，在其他实施例中能够具有其他量纲。为了比较的目的，图3Β中通过线261还示出了传统装置所需的致动器负载，该传统装置具有与第二组件225相同的量纲。由单个平板表示传统装置，其中该单个平板围绕铰链线可旋转并且由位于铰链线的旋转式致动器驱动。在图3Β中提供的数据假设由外流216的动力学压力提供的气动负载作用在第二组件225中心，并且假设气动负载与由第二组件225呈现的正面投影面积(projected frontalarea)(例如，正面对上游的面积)成比例增加。为了该计算的目的，还假设第一组件224未接受到显著大的气动负载。如图3B所示，通常，传统装置需要线性增加致动器负载，其在整个展开范围内持续增加(参看线261)。相反，根据实施例，可展开式装置225仅在其部分运动范围内需要增加致动器负载(例如，如图3B所示，从大约0°至大约17° )，而后致动器装置250所需的负载减小，因为外流216施加在第二组件225上的一部分增加的气动负载沿着运动路径232作用(图2)。在该特定实施例中，当展开为30°时，所需的致动器负载减小至零，此时第二组件225处于平衡位置。如果第二组件225进一步展开(如虚线260a所指示的)，致动器装置250将经受负荷载。换句话说，超过30°，致动器装置250用于阻挡第二组件225朝向展开位置的进一步运动。可替换地，致动器装置250能够经配置被外流216施加的气动力超控(override),以便允许第二组件225快速移动(例如,快速接合(snap))至超过30°的完全展开的位置。如上所示，图3A示出处于平衡时作用于第二组件225上的力(例如，当展开角度β为30° )。作用于第二组件225上的力包括垂直作用于第二组件225的气动力FA、分别作用在第二部位226b和第三部位226c的反作用力Fl和F2。因为反作用力F2直接沿第一组件224的平面作用，所以其在第一部位226a上未产生力矩，因此，致动器250未要求输出力矩。因为第二部位226b的耦合器为平移(例如，滑动)耦合器229，所以在第二部位226b也未提供力矩。第一和第二力的Y方向上的分矢量(如Fly和F2y所示，垂直作用于第二部件225)抵抗由气动力FA提供的相反方向的力。X方向上的第一和第二力的分矢量(如Flx和F2x所示，平行作用于第二部件225)相等并相反，从而相互抵消。因此，展开角度β为30°时，第二部件225处于平衡。在一些例子中，可符合期望的是在达到平衡之前，第二部件225展开至大于30°的角度。例如，可符 合期望的是为了允许展开角度β在完全展开的位置变得较高，延迟到达平衡点。在又一个特定的布置中，可符合期望的是这样做的同时不允许第二组件225“快速接合”至其完全展开位置，例如，如果致动器装置250易于被施加的气动力FA超控。实现该结果的一个途径是选择阻挡气动力FA的致动器装置250，其中该气动力FA趋于将第二组件225快速接合至其完全展开的位置。分别在图4Α和图4Β中示例性地示出其他两个代表性途径。在图4Α中，示出连接于外流体210和第二组件225之间的弹性元件433(例如，弹簧或其他合适的装置)。弹性元件433经配置朝向收藏位置推动第二组件225。因此，当弹性元件433将第一和第二组件224、225移动至展开位置时(如点线所示)，致动器装置250必须克服弹性元件433的回复力。这进而将平衡点调至较高的展开角度。因此，如图4Α中虚线所示，在达到平衡点之前，第二组件225能够被展开至较大角度β。在其他实施例中，弹性元件433能够趋于将第二组件225移动至另一个位置，例如，平衡位置、展开位置、或其他位置。图4Β示出用于实现增加的最大展开角度β的另一个布置，其中部分第二组件225沿着弯曲的(例如，拱形)导向路径430移动。在该布置中，由于弯曲的导向路径430，第二组件225还能够在达到平衡之前(例如，β角度为大约60° )被移动至较大展开角度β。为了说明的目的，在图4Β中示出的致动器451为线性致动器，该线性致动器按公知的方式具有可枢转地耦合至第二组件225的线性位移致动器零件的终端和可枢转地耦合至外流体的其他致动器零件的一部分，从而允许将第二组件225耦合至弯曲的导向路径430的组件的非线性移动。根据其他实施例，参考上述图2所述，能够采用旋转式致动器。如图4Β所示，导向路径430能够具有简单的拱形形状，或在其他实施例中根据特定设计要求具有其他可能的更复杂的形状。图5示出根据另一个实施例配置的可展开式装置520。在该实施例中，可展开式装置520包括耦合至第一组件524的第二组件525，其中第一组件524在第二组件525的前面而不是后面延伸。例如，第一组件524能够包括两个连杆534，其每个在第一铰链接头527处耦合至外流体210，并且每个在第二铰链接头528处耦合至第二组件525。第二组件525借助平移耦合器529耦合至外流体210，并且当展开时其沿着导向路径530平移(例如，滑动)，直到达到相应的停止器531，在图5中可看到其中一个停止器。第一组件524能够由包括两个旋转式致动器551的致动器装置550 (大体上类似于上述致动器装置250)驱动。旋转式致动器551能够包括转矩管装置、形状记忆合金(SMA)装置、和/或将力矩施加至第一组件524的其他装置。当第二组件525增加其展开角度β时，由外流216提供在第二组件上的力增加，从而降低致动器装置550所需的负荷，从而进一步展开可展开式装置520。图6示例性示出另一个可展开式装置620，其操作大体类似于参考图5所述的可展开式装置520，但是该可展开式装置620包括代替连杆534的板件635。由外流216施加至板件635的气动力能够用于将板件635 (因此第二组件525)朝向收藏位置向下驱动，而作用于第二组件525的气动力本身能够用于展开第二组件525。因此，板件635能够延迟达到平衡点(参考图3A和图3B，上文已讨论)，并且在达到平衡之前允许第二组件525较大的展开角度。能够选择板件635相对于第二组件525的大小，以及铰链接头528和/或其他设计元件的部位，从而在平衡点提供较大或较小角度。图7示出根据再一个实施例配置的可展开式装置720。在该实施例中，可展开式装置720具有包括两个板件735的第一组件724。在沿第一铰链线736 (虚线所示)对齐的相应铰链接头727处，每个板件735铰接(例如，可枢转地)耦合至外流体210。通过平移耦合器729，第二组件725平移耦合至外流体210，并且经过沿着第二铰链线737 (虚线所指示的)对准的相应第二铰链接头728铰接(例如，可枢转地)耦合至第一板件735。旋转式致动器751连接于第二组件725和第一组件724的板件735之间。当致动旋转式致动器751时，其旋转第一板件735，如箭头A所指示的，这引起第二组件725按相反方向旋转，如箭头B所指示的，以及滑动或者以其他方式沿导向路径730移动，如箭头C所指示的。旋转式致动器751能够包括转矩管装置、形状记忆合金(SMA)装置(例如，U. S.专利号7，878，459公开的SMA致动器，该申请全部内容通过引用包含在此)、和/或将力矩施加至第一组件724(即，板件735)的其他装置。在该布置中，作用于第二组件725并且将其朝展开位置驱动的 气动力还能够作用于第一组件724，从而进一步增加第一和第二组件724、725之间的相对角度，并因此增加第二组件725的展开角度。因此，在期望以相对小的展开角度达到平衡点的地方和/或期望在第二铰链线737处安置致动器751的地方能够使用该布置。参考图I和图2如上所述，任何上述展开的装置能够被装配在飞机机翼上作为前缘装置或后缘装置。还如参考图I所述，这些装置可被装配在飞机的其他部位，例如水平稳定器102和/或垂直稳定器103。在又一个实施例中，该装置可被装配在其他升力体上。例如，图8示出外流体810，其能够相应于直升飞机转子叶片，并且能够包括装配在转子叶片相反表面的两个可展开式装置820。每个可展开式装置820能够包括第一组件824和第二组件825。为了说明的目的，通常第一和第二组件824、825相似于参考图2所述的组件，但是在其他实施例中，这些组件能够具有任何上述配置。可展开式装置820能够用于降低转子噪音，而不是扩大升力或提供承载工具控制。在又一个实施例中，大体与参考图1-8所述的那些装置相似的装置能够被应用于其他的外流体。在一个例子中，该装置可被安置在主体上并且被展开，从而“改变”主体形状。在另一个例子中，该装置能够被装配在暴露至外部气流的其他承载工具上。在进一步实施例中，该装置能够被装配在潜水艇、船体、和/或其他浸在并非空气的液体流的表面。根据任何几个上述实施例，可展开式装置的一个特征是该装置能够经配置，以便在该装置的至少部分运动范围内，通过相邻流施加至该装置的力来减少相应致动器所需的负载，其中该致动器驱动该装置。这不同于典型的传统可展开式装置，因为当装置展开时，通常由外流施加的负载增加了致动器所需的负载。参考此处描述的代表性实施例，以上描述的上述特征的优势是其能够降低致动器的大小和动力需求，其中该致动器驱动可展开式装置。结果，当耦合致动器的装置展开时，致动器能够更容易地并入周围结构，并且能够消耗较少的功率。另外，致动器能够具有比用于驱动相似大小的装置的传统致动器要小的重量，并因此能够降低整体飞机重量和/或增加飞机运行效率。由上文得知，应明白，为了说明的目的，在此描述了特殊实施例，但在其他实施例中可作出不同修正。例如，虽然在许多上述实施例的背景下讨论旋转式致动器，但在其他实施例中，能够使用其他类型的致动器(例如，线性致动器)。例如，假设线性致动器被可枢转地安装从而容纳平移组件225的非线性移动时，在图4B中描述的线性致动器类型能够代替图2实施例中的旋转式致动器。此外，能够选择和/或调节上述不同组件的相对大小，以及上述耦合器的位置，从而产生选择的结果(例如，选择的最大展开角度和/或平衡角度)。在特定实施例背景下描述的一些 方面可在其他实施例中被组合或去除。例如，特定可展开式装置能够包括多个第二组件和单个第一组件，而不是多个第一组件和单个第二组件。在另一个例子中，图4A所示的弹性元件433能够被施加至其他代表性装置，在图4B中示出的弯曲的导向路径430也能够如此。在任何上述实施例中，基于特定设计要求，能够选择相对大小、位置和耦合器布置。进一步地，虽然在某些实施例的背景下描述了与那些实施例相关的优势，但其他实施例也可以展示处该优势，并且不是所有实施例必须要展示该优势。因此，本发明能够包括其他上面未示出或描述的实施例。
权利要求
1.一种外流系统，其包含 外流体； 可展开式流体动力装置，其由所述外流体承载并且相对于所述外流体可移动，所述流体动力装置包含第一板件和第二板件，所述第一板件可枢转地耦合至所述外流体，所述第二板件可移动地耦合至所述外流体并可枢转地耦合至所述第二板件；以及 致动器，其耦合至所述外流体以及所述第一板件和第二板件中的一个并且具有第一运行状态和第二运行状态， 由此当所述致动器处于所述第一运行状态时，所述流体动力装置处于收藏配置，而当所述致动器处于所述第二运行状态时，所述流体动力装置处于展开配置，当所述流体动力装置不处于所述收藏配置并且所述外流体相对于所述流体沿着使所述第二板件引导所述第一板件的方向移动时，所述第二板件受到流体施加的压力。
2.根据权利要求I所述的外流系统，其中所述致动器包含线性致动器，其可枢转地耦合至所述外流体和所述第二板件，其中所述线性致动器在所述第一运行状态中缩回，在所述第二运行状态中延伸。
3.根据权利要求I所述的外流系统，其中所述致动器包含旋转式致动器，其耦合至所述外流体和所述第一板件，其中所述旋转式致动器在所述第一运行状态中未被致动，而在所述第二运行状态中被致动。
4.根据权利要求I所述的外流系统，其中所述外流体为飞机的升力体。
5.根据权利要求I所述的外流系统，其中所述外流体为潜艇或船只的一部分。
6.根据权利要求I所述的外流系统，其中在所述第二板件的第一位置范围内，由所述致动器输出的所述负载增加，而在所述第二板件的第二位置范围内，由所述致动器装置输出的所述负载减少，在所述流体动力装置从所述收藏配置到所述展开配置的移动过程中，在所述第一范围后出现所述第二位置范围。
7.根据权利要求I所述的外流系统，其中在所述流体动力装置从所述收藏配置到所述展开配置的移动过程中，耦合至所述外流体的所述第二板件的一部分沿着弯曲的导向路径移动。
8.根据权利要求I所述的外流系统，还包含弹性元件，其被定位为抵抗所述流体动力装置朝向所述展开配置的运动。
9.一种外流系统，其包含 外流体； 可展开式流体动力装置，其由所述外流体承载并且相对于所述外流体可移动，所述流体动力装置包含第一板件和第二板件以及第三板件，所述第一板件和所述第二板件沿着公共轴线可枢转地耦合至所述外流体，所述第三板件设置于所述第一板件和第二板件之间，并可移动地耦合至所述外流体；以及 致动器装置，其附装至所述第一板件、第二板件和第三板件，并且具有被致动和未被致动的状态，其中当所述致动器装置被致动时，所述致动器装置引起所述第一板件和第二板件相对于所述外流体沿同一方向旋转，同时引起所述第三板件沿相反方向旋转并且相对于外流体移位， 其中当所述致动器装置处于所述未被致动的状态时，所述流体动力装置处于收藏配置，而当所述致动器装置处于所述被致动状态时，所述流体动力装置处于展开配置。
10.根据权利要求9所述的外流系统，其中所述外流体为飞机的升力体。
11.根据权利要求9所述的外流系统，其中外流体包含直升飞机转子叶片。
12.根据权利要求9所述的外流系统，其中所述外流体为潜艇或船只的一部分。
13.根据权利要求9所述的外流系统，其中所述第一板件、第二板件和第三板件相对于所述外流体的角度响应于所述致动器装置的致动而增加。
14.一种用于装备具有可展开式流体动力装置的外流体的方法，其包含 将所述可展开式流体动力装置的第一板件和第二板件可枢转地耦合至所述外流体； 使用第一旋转式致动器将所述第一板件耦合至所述可展开式流体动力装置的第三板件； 使用第二旋转式致动器将所述第二板件耦合至所述第三板件；以及 将所述第三板件可移动地耦合至所述外流体， 其中布置所述第一板件、第二板件和第三板件以及所述第一旋转式致动器和第二旋转式致动器，以便所述第一旋转式致动器和第二旋转式致动器的致动引起所述第一板件和第二板件相对于所述外流体沿同一方向旋转，同时引起所述第三板件沿相反方向旋转并相对于外流体移位，从而展开所述可展开式流体动力装置。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一旋转式致动器为转矩管装置或形状记忆合金装置。
全文摘要
本发明涉及一种具有降低的致动器负载的可展开式气动装置，及相关系统和方法。根据特定实施例的外流系统包括外流体、由外流体承载和相对于外流体移动的可展开式装置、以及连接于外流体和可展开式装置之间的耦合器。该系统还能够包括致动器装置，其能够操作性地耦合于外流体和可展开式装置之间，且该致动器装置被定位为沿着在收藏位置和展开位置之间的运动路径移动可展开式装置。运动路径能够具有第一部分以及第二部分，在第一部分中当可展开式装置朝向展开位置移动时，由致动器装置传递的负载增加，在第二部分中当可展开式装置朝向展开位置移动时，由致动器装置传递的负载减小。
文档编号B64C9/02GK102806991SQ201210179508
公开日2012年12月5日 申请日期2012年6月1日 优先权日2011年6月1日
发明者G·S·布什内尔 申请人:波音公司