具有选择性断开件的驱动总成的制作方法_2

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果致动器用来控制可移动飞行控制表面,那么这种挤塞会造成无法控制飞行中的飞机。
[0024]图2A、图2B、图2C和图2D示出在接合(耦接)和分离(去耦)的各个阶段的具有选择性断开件的驱动总成。图2A是处于接合、锁定位置的具有选择性断开件的驱动总成的截面图;图2B是处于接合、解锁位置的具有选择性断开件的驱动总成的截面图;图2C是处于分离、解锁位置的具有选择性断开件的驱动总成的截面图;且图2D是处于分离、锁定位置的具有选择性断开件的驱动总成的截面图。
[0025]图2A至图2D的具有选择性断开件的驱动总成110包括电机112、电机驱动轴113、谐波驱动器114、输出轴116和回缩机构120。谐波驱动器114包括波生成器128、柔性齿轮130和环形齿轮132。回缩机构120包括螺线管134、锁定机构136、锁定滚珠护圈138、锁定滚珠轴承140、弹簧142和再连接套管143。在电机驱动轴113中,接合凹槽144和分离凹槽146在回缩机构120附近。具有选择性断开件的驱动总成110还包括限程式齿条(strokespline) 148和导引滚珠轴承150。
[0026]电机112从电机驱动轴113至少部分径向向外,其形成中心线,电机驱动轴113、谐波驱动器114和具有选择性断开件的驱动总成110的许多其它组件以所述中心线为中心。电机112从电机驱动轴113中间附近的区域径向向外且允许电机驱动轴113从电机112的两侧延伸出。电机112可以是提供呈使电机驱动轴113旋转的形式的机械能的任何电机,例如电动电机、燃料电机或另一类型的电机。
[0027]电机驱动轴113可以是圆柱形且由任何合适材料构成,例如金属、合金或能够处理因电机驱动轴113在高速下旋转造成的应力的其它材料。电机驱动轴113应在轴向方向上足够坚固以将能量从电机112传输到谐波驱动器114而不会实质变形。电机驱动轴113还应足够坚固而能够从一端被牵拉来轴向移动而不变形。此外,电机驱动轴越接近谐波驱动器114(其邻近电机驱动轴113的一端),电机驱动轴113的直径会沿着电机驱动轴113的轴向方向以阶梯方式递减。
[0028]限程式齿条148和导引滚珠轴承150径向位于电机112与电机驱动轴113之间,其阻止电机驱动轴113径向移动。限程式齿条148是环形,其具有在最远离谐波驱动器114的端部处径向向外延伸的凸缘且可由多种材料制成,包括金属或合金。限程式齿条148具有在圆周周围轴向对齐的多个孔洞来给导引滚珠轴承150提供空间,导引滚珠轴承150位于所述孔洞中且接触电机驱动轴113以便提供具有低摩擦系数的支撑表面。导引滚珠轴承150是球形滚珠轴承,其可由任何材料制成,所述材料足够硬而足以给电机驱动轴113提供支撑同时还具有与电机驱动轴113和限程式齿条148的低摩擦系数来减少磨损并提高效率。虽然图2A至图2D示出限程式齿条148中的两行导引滚珠轴承150,但如果不需要这些组件来阻止电机驱动轴113径向移动,那么其它实施方案可包括不同构造或甚至可不包括限程式齿条148或导引滚珠轴承150。
[0029]谐波驱动器114邻近一端且从电机驱动轴113径向向外。谐波驱动器114是熟悉本领域的技术人员已知的谐波驱动器或应变波传动装置且从径向向内到径向向外包括波生成器128、柔性齿轮130和环形齿轮132。电机驱动轴113连接到波生成器128使得如果电机驱动轴113轴向移动,那么波生成器128也轴向移动。波生成器128具有在每端上具有半圆形的矩形横截面。电机驱动轴113在波生成器128的径向内侧上且柔性齿轮130在径向外侧上。波生成器128与电机驱动轴113之间可以是润滑剂来减小波生成器128与柔性齿轮130之间的摩擦和磨损以便改进耐用性和效率。
[0030]柔性齿轮130在径向内侧上具有波生成器128且在径向外侧上具有环形齿轮132。柔性齿轮130可以或具有另一横截面,但在图2A至图2D中当波生成器128径向处于柔性齿轮130内时具有大体椭圆形或椭圆的横截面。柔性齿轮130在径向内表面上是平滑的以使波生成器128在波生成器128旋转时易于滑动,且在径向外表面上具有齿使得当旋转时配合到环形齿轮132内表面上的齿中。柔性齿轮130由挠性材料制成,例如弹簧钢或另一合适材料,以使当波生成器128径向处于柔性齿轮130内时,柔性齿轮130采取类似于椭圆形的形状。当波生成器128径向处于柔性齿轮130内时,仅在波生成器128的半圆形端部附近的柔性齿轮130的平滑内表面接触波生成器128。因此,对于柔性齿轮130采用大致椭圆形的横截面而言,仅从接触波生成器128的表面径向向外的柔性齿轮130的齿在任何一个时间接触环形齿轮132,但环形齿轮132具有圆形横截面。随着波生成器128旋转,波生成器128在柔性齿轮130内滑动使得柔性齿轮130不会随着波生成器128以相同角速度旋转(因此存在齿轮减速)。一般来说,当波生成器128旋转时,柔性齿轮130以较慢角速度旋转。
[0031]环形齿轮132是环形且在径向内侧上具有柔性齿轮130。因为当波生成器28处于柔性齿轮130内时,环形齿轮132是环形且柔性齿轮130具有大致椭圆形横截面,所以并非环形齿轮132的径向内表面上的全部齿同时接触柔性齿轮130上的齿。虽然图2A至图2D示出当环形齿轮132锚定时连接到输出轴116的柔性齿轮130,但柔性齿轮130或环形齿轮132可连接到输出轴116而另一个(柔性齿轮130或环形齿轮132)锚定在适当位置。
[0032]将谐波驱动器114用作为齿轮减速是有利的,因为期望其从谐波驱动器114和输出轴116分离/去耦电机驱动轴113且稍后将电机驱动轴113再接合/耦接到谐波驱动器114和输出轴116。如将在下文更详细地讨论,为了分离电机驱动轴113,电机驱动轴113和波生成器128从谐波驱动器114移除(如图2C中所示)使得波生成器128不再径向处于柔性齿轮130和环形齿轮132内。这防止了电机驱动轴113与输出轴116之间通过谐波驱动器114的能量传输。相反地,为了再接合电机驱动轴113,电机驱动轴113和波生成器128移动回到谐波驱动器114中以便将波生成器128径向定位在柔性齿轮130和环形齿轮132内。因为波生成器128的外表面和柔性齿轮130的内表面是平滑的且没有齿,所以波生成器128和柔性齿轮130不必特定对齐,使得将波生成器128插入到谐波驱动器114中大体比使用常规齿轮减速(在这两个表面上具有齿且需要齿完全对齐)来得更容易。下文描述了一种用以使电机驱动轴113和波生成器128与谐波驱动器114分离和再接合的系统。
[0033]如上文论述,输出轴116可在一端附接到柔性齿轮130或环形齿轮132且作为在与电机驱动轴113相反的方向上远离谐波驱动器114延伸的圆柱体或另一构造。输出轴116的另一端可附接到被装备来从输出轴116接收能量且将其转化到有用端(例如图1中的致动器18)的任何驱动器或其它装置。输出轴116可以是中空或实心且由多种材料制成,所述材料充分具有能够从谐波驱动器114接收旋转能并将其转化到致动器或另一装置的性质。输出轴116的直径可能大于电机驱动轴113的直径,这是由于输出轴116连接到柔性齿轮130或环形齿轮132。
[0034]回缩机构120邻近电机驱动轴113的另一端。回缩机构120包括弹簧142,其从电机驱动轴113径向向外且邻近限程式齿条148。弹簧142的一端应附接到电机驱动轴113以便造成电机驱动轴113可能轴向移动。弹簧142的另一端应被锚定。弹簧142可以是盘绕电机驱动轴113的一个螺旋弹簧、圆周地配置在电机驱动轴113周围的许多螺旋弹簧或能够在当允许或提示时推动电机驱动轴113远离谐波驱动器114的另一机械或其它装置。弹簧142应足够坚固来将电机驱动轴113和波生成器128从谐波驱动器114移出并克服因波生成器128与柔性齿轮130之间的摩擦造成的阻力。
[0035]回缩机构120还包括螺线管134,其定位成最远离回缩机构120全部组件的电机驱动轴113。螺线管134沿着与电机驱动轴113中心的相同中心线轴向居中并且延伸远离与谐波驱动器114相对的电机驱动轴113的端部。螺线管134可以是气动、电动机械或能够回缩和拉动锁定机构136使锁定机构136远离电机驱动轴113移动的另一构造。虽然图2A至图2D示出的螺线管134被构造成拉动锁定机构136来解锁电机驱动轴113且使弹簧142从谐波驱动器114移除电机驱动轴113和波生成器128 (如下文将讨论),但螺线管134还可被构造成从谐波驱动器114直接回缩和移除电机驱动轴113和波生成器128,且相反地将电机驱动轴113和波生成器128延伸和推动回到谐波驱动器114中。
[0036]锁定机构13
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