專利名稱：雙輸出電動機械馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙輸出電動機械馬達(dá)，這些輸出依次致動兩個不同的機構(gòu)。
另外，該馬達(dá)優(yōu)選地用在一種自動裝置上，這種自動裝置是用來折疊/展開旋翼機的主升力及推進(jìn)旋翼槳葉的。當(dāng)槳葉沿著旋翼機機身折疊時，這種旋翼機可以大大減小所占用的空間，從而易于存放在機庫中，例如在船上的機庫中。
當(dāng)旋翼機為飛行配置時，其槳葉通過緊固裝置連接在主旋翼輪轂上，該緊固裝置將槳葉鎖定在展開位置上。
為了折疊槳葉，必須解鎖槳葉，使其可以大幅度移動，通常是向后移動。
為了展開槳葉，需要反過來執(zhí)行上述特定順序的操作。槳葉可以通過大幅度的移動返回到飛行配置，通常朝向前方，然后被鎖定在展開位置上。
背景技術(shù)：
公知的用于折疊/展開槳葉的第一種裝置是利用兩個單輸出馬達(dá)分別通過第一和第二傳動系統(tǒng)來執(zhí)行鎖定功能以及折疊功能。各單輸出馬達(dá)包括外殼體，其包圍著帶線圈的定子，且轉(zhuǎn)子位于其內(nèi)。通電后，定子產(chǎn)生磁場，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，隨后驅(qū)動所連接的傳動系統(tǒng)。
這種解決方案是有效的，但笨重且實施起來較困難。
公知的用于折疊/展開槳葉的第二種裝置，稱作一種“互鎖”裝置，其利用一具有單輸出的單獨馬達(dá)，該單輸出馬達(dá)同時控制鎖定/解鎖機構(gòu)以及折疊/展開機構(gòu)。由緊固裝置的位置以及通過與傳動系統(tǒng)相關(guān)的“機械邏輯”來決定，或者驅(qū)動鎖定/解鎖機構(gòu)，或者驅(qū)動折疊/展開機構(gòu)。盡管表面上看第二種裝置很有優(yōu)勢，但是其由于大量的機械部件而導(dǎo)致開發(fā)起來很難且重量很高。
如上文所述，為了折疊/展開旋翼機的主旋翼槳葉，上述已知裝置需要驅(qū)動兩個不同的傳動機構(gòu)，例如，利用一個或兩個具有單一輸出的馬達(dá)。在這種情況下，為了避免上文提到的、與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的限制，應(yīng)當(dāng)利用一種新的馬達(dá)，下文稱作雙輸出馬達(dá)，來驅(qū)動兩個傳動系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因而本發(fā)明的一個目的是提出一種雙輸出電動機械馬達(dá)，其可以依次致動兩個不同的機構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明，一個電動機械馬達(dá)具有致動器，其有外殼體包圍著定子，該定子具有線圈。另外，轉(zhuǎn)子布置在該定子內(nèi)。本發(fā)明特征在于該致動器具有兩個不同的且獨立的輸出，其分別可以依次致動第一及第二傳動裝置。
為了致動第二傳動裝置，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子被制動時所述定子可以圍繞軸線自由轉(zhuǎn)動。
類似地，為了致動第一傳動裝置，當(dāng)所述定子被制動時所述轉(zhuǎn)子可以圍繞軸線自由轉(zhuǎn)動。
為此，并且由于其由處理器裝置供電，該處理器裝置可選地可集成在馬達(dá)內(nèi)并布置成靠著該致動器的外殼體，該定子通過其線圈產(chǎn)生了一個磁場。當(dāng)定子保持在固定位置上時，轉(zhuǎn)子在磁場的作用下開始轉(zhuǎn)動。否則，通過反作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子被保持在固定位置上時，定子被驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
這樣，該電動機械馬達(dá)具有兩個不同的輸出，且可以依次驅(qū)動兩個不同的傳動系統(tǒng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時轉(zhuǎn)子驅(qū)動第一傳動系統(tǒng)，定子驅(qū)動第二傳動系統(tǒng)。
優(yōu)選地，定子具有第一圓盤。該第一圓盤被第一副制動裝置壓向主制動裝置，從而防止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
類似地，設(shè)置在定子上的第二圓盤被第二副制動裝置保持在主制動裝置上，從而防止定子轉(zhuǎn)動。
由于通過主、副制動裝置來制動轉(zhuǎn)子和定子，本發(fā)明的電動機械馬達(dá)包括脫開裝置來使轉(zhuǎn)子和定子可以開始轉(zhuǎn)動。
因此，第一脫開裝置，例如至少一個電磁鐵，在被處理器裝置通電時，用來分開第一副制動裝置與所述第一圓盤。由于第二圓盤夾在主制動裝置和第二副制動裝置之間，所以當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子產(chǎn)生磁場的作用下開始轉(zhuǎn)動時，定子保持固定不動。
類似地，第二脫開裝置，例如至少一個電磁鐵，在被處理器裝置通電時，用來分開所述第二副制動裝置與所述第二圓盤。
最后，為了使處理器裝置可以在所有的配置即無論定子轉(zhuǎn)動還是固定的情況下都能給定子供電，所以在外殼體和定子之間設(shè)置至少一個集電環(huán)。
另外，本發(fā)明還提供一種利用上述雙輸出電動機械馬達(dá)來折疊/展開槳葉的自動裝置，從而可優(yōu)化該裝置的緊湊程度、定位、調(diào)節(jié)以及重量。
盡管該雙輸出馬達(dá)在折疊/展開槳葉的自動裝置中非常有用，但是其也可以用在任何需要致動兩個不同機構(gòu)的系統(tǒng)中，例如在可伸縮起落架中。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于折疊/展開一旋翼機主旋翼槳葉的裝置，該裝置具有至少一個鎖定裝置和至少一個折疊裝置，分別由第一和第二傳動裝置控制。
該裝置特征在于所述第一和第二傳動裝置分別由一個單獨的本發(fā)明雙輸出電動機械馬達(dá)依次制動。
使用一個單獨的馬達(dá)和兩個相對簡單的傳動系統(tǒng)使得可以得到一個緊湊、可靠且易于調(diào)節(jié)的裝置。
另外，由于兩個傳動系統(tǒng)互相獨立，所以傳動系統(tǒng)其中一個或另一個遇到的影響運轉(zhuǎn)的機械故障不會阻礙另一傳動系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。這保證了更便利的維修操作。
另外，本發(fā)明的該裝置優(yōu)選包括第一和第二監(jiān)測裝置，用于分別通知馬達(dá)的處理器裝置關(guān)于鎖定裝置以及折疊裝置的位置。根據(jù)所述第一第二監(jiān)測裝置發(fā)出的信息，處理器裝置選擇性地控制該電動機械馬達(dá)以致動該第一和第二傳動系統(tǒng)。
操作者例如該旋翼機的駕駛員，可以通過利用控制裝置向處理器裝置發(fā)出一個折疊指令或展開指令來指示進(jìn)行折疊/展開操作。
最后，為了解決折疊/展開操作期間遇到的問題，各傳動系統(tǒng)中包括至少一個轉(zhuǎn)矩限制器。


本發(fā)明機器優(yōu)點將通過下文結(jié)合附圖對實施例的詳細(xì)說明而變得更清楚，這些實施例僅僅是用于解釋說明而不是對本發(fā)明的限制，附圖中圖1是一旋翼機的平面圖；圖2是槳葉鎖定裝置的視圖；圖3是本發(fā)明槳葉折疊/展開裝置的方塊圖；和圖4是本發(fā)明的雙輸出電動機械馬達(dá)的剖面圖。
在多幅附圖中示出的同一元件分別用相同的附圖標(biāo)記表示。
具體實施例方式
圖1是旋翼機1的平面圖。其具有四個槳葉P，各槳葉P通過支架3與旋翼機主旋翼的槳轂2相連。
為了使旋翼機1可以容納在比較小的機庫內(nèi)，例如，船上的機庫，葉片P要向后折疊沿尾梁F延伸。
圖2示出了鎖定槳葉P的裝置。槳葉P根部P’通過常規(guī)的緊固裝置例如螺栓5’與配件5相連。
另外，配件5通過銷4’和鎖定裝置M1固定到支架3上，鎖定裝置M1具有兩個可收縮螺栓4。
通過解鎖一對螺栓4，可以釋放槳葉P，從而使折疊裝置M’(在圖2中未示出)通過使槳葉P繞著銷4’沿尾梁F轉(zhuǎn)動來定位槳葉P。
圖3示出了本發(fā)明折疊/展開旋翼機主旋翼槳葉的自動裝置。
該裝置包括用于鎖定/解鎖旋翼機槳葉控制裝置C、一具有處理器裝置T以及帶有雙輸出S1和S2的致動器A的電動機械馬達(dá)M、第一和第二傳動裝置C1和C2、鎖定裝置M1、折疊裝置M2和第一及第二裝置7和8。
該電動機械馬達(dá)M的致動器A是通過處理器裝置T用三相電流供電的。其運轉(zhuǎn)方式類似于同步電機。另外，致動器A的兩個輸出S1和S2可以順時針轉(zhuǎn)動或逆時針轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動方向取決于所供給電流的相位。在這種情況下，很顯然各輸出S1、S2的轉(zhuǎn)動方向可根據(jù)槳葉是折疊還是要展開而不同。這樣，如果在折疊操作過程中給致動器A供電使其輸出S1、S2逆時針轉(zhuǎn)動，則需要在展開操作過程中給其供電使輸出S1和S2順時針轉(zhuǎn)動。
為了在地面上或者其它任意直升機降落場上折疊槳葉，即，為了從飛行配置轉(zhuǎn)換為停泊配置，操作人員用控制裝置C來啟動由最初的解鎖循環(huán)以及隨后的折疊循環(huán)構(gòu)成的折疊操作程序。
在解鎖循環(huán)時，處理裝置T給致動器A供電，從而通過與致動器A第一輸出S1相連的第一傳動裝置C1來驅(qū)動鎖定裝置M1。
鎖定裝置M1通過螺栓4來使支架3與槳葉P構(gòu)成的組件脫離嚙合，從而釋放出槳葉P并使其向后移動。
隨后，第一監(jiān)測裝置7，例如一行程末端微型開關(guān)(end-of-strokemicroswitch)T通知處理器裝置7槳葉已被解鎖，從而可結(jié)束第一循環(huán)。
然后可以開始折疊槳葉P。處理器裝置T給致動器A供電，從而可以通過與致動器A第二輸出S2相連的第二傳動裝置C2開始啟動折疊裝置M2。
折疊裝置M2然后對槳葉P施加作用，以沿著旋翼機尾梁F將其收藏。一旦槳葉P就位，第二監(jiān)測裝置8，例如一行程末端微型開關(guān)(end-of-strokemicroswitch)T給處理器裝置T發(fā)送信號，通知其槳葉已經(jīng)正確就位。然后致動器A不再通電，操作終止。
根據(jù)同樣的原理可以展開槳葉P。然而，如上所述，致動器A輸出S1、S2的轉(zhuǎn)動方向與折疊操作期間所用的方向相反。
這樣，處理器裝置T給致動器A通電，從而可以通過與致動器A第二輸出S2相連的第二傳動裝置C2開始驅(qū)動折疊裝置M2。
然后折疊裝置M2對槳葉P施加作用，以將其返回至飛行配置。一旦槳葉P就位，第二監(jiān)測裝置8給處理器裝置T發(fā)送信號，通知其槳葉已經(jīng)正確就位。
隨后，處理器裝置T給致動器A供電以通過與致動器A第一輸出S1相連的第一傳動裝置C1來驅(qū)動鎖定裝置M1。
鎖定裝置M1使螺栓4可以將槳葉P牢牢地緊固到支架3上。
第一檢測裝置7隨后通知處理器裝置6槳葉已被鎖定。
最后，各傳動裝置優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)矩限制器6，用來在裝置的外部元件阻礙了折疊/展開操作時，防止傳動裝置C1、C2制動。
圖4示出了本發(fā)明的電動機械馬達(dá)M，其具有帶雙輸出S1、S2的致動器A和處理器裝置T。
該致動器A包括定子、轉(zhuǎn)子10和外殼體，定子具有底部20’和帶有第一線圈24的頂部20，轉(zhuǎn)子10具有鼠籠式的第二線圈14，外殼體具有主體部分30、中間部分30’和蓋部分30”。另外，轉(zhuǎn)子10和定子圍繞軸線X呈圓形對稱。
定子頂部20布置在外殼體的主體部分30內(nèi)，第一滾珠軸承51位于這兩部分20和30之間。類似地，轉(zhuǎn)子10插在定子內(nèi)，第二滾珠軸承52設(shè)置在分別與轉(zhuǎn)子10及定子頂部20相關(guān)的第一肩部16和第二肩部25之間。
第三滾珠軸承53的內(nèi)環(huán)接觸并頂著轉(zhuǎn)子10上的突起17。其還通過外環(huán)與定子底部20’相接觸，定子底部通過常規(guī)裝置例如螺釘27緊固到頂部20上。
因此通過第二和第三滾珠軸承52和53以及定子支撐的轉(zhuǎn)子10被限制為只能圍繞X軸轉(zhuǎn)動。
類似地，定子由被布置成頂著底部20’的第四滾珠軸承54和隔板31支撐，該隔板本身通過傳統(tǒng)的緊固裝置(未示出)夾緊固定在外殼體上的主體部分30和中間部分30’之間。這樣，定子也同樣被限制成只能圍繞X軸轉(zhuǎn)動。
當(dāng)轉(zhuǎn)子10繞著X軸轉(zhuǎn)動時，致動器A的第一輸出S1用于驅(qū)動第一傳動裝置C1。類似地，當(dāng)定子轉(zhuǎn)動時，致動器A的第二輸出S2驅(qū)動第二傳動裝置C2。
在圖4中，傳動裝置C1和C2圍繞著X軸布置。然而，顯然輸出S1和S2也允許與傳動裝置C1、C2的連接是繞著與X軸成一定角度的軸線，例如垂直于X軸的。
此外，處理器裝置T通過集電環(huán)集電環(huán)(slip ring)41來給定子提供三相電，該集電環(huán)與例如由石墨制成的電刷40相接觸，并且布置在外殼體頂部30內(nèi)。因而電流可以流入到第一線圈24中，于是形成在致動器A內(nèi)的磁場。
如果定子被制動，制動方式下文將要描述，那么磁場使轉(zhuǎn)子10轉(zhuǎn)動以驅(qū)動第一傳動裝置C1。相反，如果轉(zhuǎn)子10被制動，那么定子自身就開始旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)部制動系統(tǒng)被設(shè)置在致動器A的底部區(qū)域上，即在中間部分30’和蓋30”內(nèi)。
另外，轉(zhuǎn)子10和定子分別具有第一圓盤11和第二圓盤21。通過夾緊分別位于主制動裝置32與副制動裝置12和22之間的圓盤11和21中的一個或另一個，都可以阻止轉(zhuǎn)子或定子的轉(zhuǎn)動，如上文所述。
為此，下列元件依次從上至下布置·隔板31；·第二副制動裝置22；·第二圓盤21；·因為其肩部位于中間部分30’上而固定在外殼體上的主制動裝置32；·第一圓盤11；·第一副制動裝置12；和·蓋30。
另外，第一、第二副制動裝置12和22通過常規(guī)裝置分別連接到隔板31和蓋30”上，從而被限制成隨外殼體一同轉(zhuǎn)動。由于外殼體是固定的，第一和第二副制動裝置12和22不能轉(zhuǎn)動。然而，常規(guī)裝置，例如支腿13，可以使第一及第二副制動裝置12和22沿著X軸移動一段較短的距離。
彈簧(圖4中未示出)也可以插入到隔板31和蓋30”之間。這樣，當(dāng)致動器A未供電時，這些彈簧促使第一和第二副制動裝置12和22分別頂住第一、第二圓盤11和21。這些圓盤就被堵在主制動裝置和副制動裝置之間。在這種狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子10和定子都不能繞著X軸轉(zhuǎn)動。
為了使馬達(dá)M可以實現(xiàn)其功能，即依次驅(qū)動第一和第二傳動裝置C1和C2，則致動器A包括第一和第二脫開裝置15和25，其由處理器裝置T根據(jù)需要來控制。
該第一、第二脫開裝置15和25包括分別布置在蓋30”和隔板31中的電磁鐵。
因此，利用處理器裝置T，該電動機械馬達(dá)M或者用于通過由轉(zhuǎn)子帶動的第一輸出S1來驅(qū)動第一傳動裝置C1，或者用于通過由定子帶動的第二輸出S2來驅(qū)動第二傳動裝置C2。靜止時，即，當(dāng)處理器裝置T未給致動器A輸送電力時，兩個輸出都不會被驅(qū)動。內(nèi)部制動系統(tǒng)總是處于工作狀態(tài)的，因而兩個輸出S1和S2在靜止時是被阻擋的，然而在操作狀態(tài)下兩個輸出依次被阻擋，因此一次只能阻擋住其中一個。
馬達(dá)M及其兩個輸出S1和S2用在例如上文所述的裝置中，來折疊槳葉，按照下述方式操作。
開始操作時，致動器A未供電，轉(zhuǎn)子和定子被制動系統(tǒng)擋住。
處理器裝置T然后給第一脫開裝置15供電，例如用直流電(DC)。隨后電磁鐵作為一磁體工作，從而第一副制動裝置12被吸向第一脫開裝置15，從而釋放了對第一圓盤11的限制。
接下來，處理器裝置T通過集電環(huán)41及石墨電刷40給定子的第一線圈24供電，從而產(chǎn)生磁場。由于圓盤11被釋放，轉(zhuǎn)子開始在磁場作用下轉(zhuǎn)動，并使第一傳動裝置C1解鎖槳葉。當(dāng)螺栓4縮回時，監(jiān)測裝置7通知處理器裝置T解鎖操作已經(jīng)終止。
當(dāng)?shù)谝谎h(huán)結(jié)束時，處理器裝置T不再給致動器A供電，更具體地說，是不再給第一脫開裝置15供電。在彈簧的作用下，第一副制動裝置12返回到其初始位置，所以轉(zhuǎn)子被制動。
然而，處理器裝置T隨后給第二脫開裝置25供電，例如通過直流電DC。第二副制動裝置22因此朝第二脫開裝置25移動，從而釋放了第二圓盤21。
在第一循環(huán)期間，處理器裝置T也給定子的第一線圈24供電，從而產(chǎn)生磁場。由于圓盤21沒被制動，所以定子開始轉(zhuǎn)動，從而使第二傳動裝置開始折疊槳葉P。
當(dāng)然，本發(fā)明可以有多種變型作為其實施方式。盡管上文僅描述了一個實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解不可能窮舉出所有可能的實施例。顯然可以想到用等效裝置來替換上文所述的裝置也不會超出本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電動機械馬達(dá)(M)，具有一個致動器(A)，其有外殼體(30-30’-30”)包圍著定子(20-20’)，轉(zhuǎn)子(10)布置在其內(nèi)，該馬達(dá)特征在于所述致動器(A)具有兩個不同的且獨立的輸出(S1，S2)，其分別可以依次致動第一及第二傳動裝置(C1和C2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動機械馬達(dá)，其特征在于當(dāng)所述轉(zhuǎn)子(10)被制動時所述定子(20-20’)可以圍繞軸線(X)自由轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述第二傳動裝置(C2)。
3.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的電動機械馬達(dá)，其特征在于當(dāng)所述定子(20-20’)被制動時所述轉(zhuǎn)子(10)可以圍繞軸線(X)自由轉(zhuǎn)動，以驅(qū)動所述第一傳動裝置(C1)。
4.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子(10)包括夾在第一副制動裝置(12)和主制動裝置(32)之間的第一圓盤(11)。
5.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述定子(20-20’)包括夾在第二副制動裝置(22)和主制動裝置(32)之間的第二圓盤(21)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述致動器(A)包括第一脫開裝置(15)，其在通電時可分開所述第一副制動裝置(12)與所述第一圓盤(11)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述致動器(A)包括第二脫開裝置(25)，其在通電時可分開所述第二副制動裝置(22)與所述第二圓盤(21)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述第一脫開裝置(15)包括至少一個電磁鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述第二脫開裝置(25)包括至少一個電磁鐵。
10.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述定子(20-20’)是通過至少一個集電環(huán)(41)供電的，其中該集電環(huán)布置在所述外殼體(30)和所述定子(20-20’)之間。
11.根據(jù)前面任意一個權(quán)利要求的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述致動器(A)由處理器裝置(T)供電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電動機械馬達(dá)，其特征在于所述處理器裝置(T)集成在所述馬達(dá)(M)內(nèi)，并靠著所述致動器(A)的外殼體(30)。
13.一種用于折疊/展開一旋翼機(1)主旋翼槳葉(P)的自動裝置，該裝置具有至少一個鎖定裝置(M1)和至少一個折疊裝置(M2)，分別由第一和第二傳動裝置(C1，C2)控制，該裝置特征在于所述第一和第二傳動裝置(C1，C2)分別由一個根據(jù)權(quán)利要求1至12任意一個的電動機械馬達(dá)(M)依次制動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于所述馬達(dá)(M)具有處理器裝置(T)，該裝置包括第一監(jiān)測裝置(7)，用來通知所述處理器裝置(T)所述鎖定裝置(M1)的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于包括第二監(jiān)測裝置(8)，用來通知所述處理器裝置(T)所述折疊裝置(M2)的位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或權(quán)利要求15的裝置，其特征在于包括控制裝置(C)，用于給所述處理器裝置(T)發(fā)出折疊或展開命令。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16的任意一個的裝置，其特征在于所述第一傳動裝置(C1)包括至少一個轉(zhuǎn)矩限制器(6)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17的任意一個的裝置，其特征在于所述第二傳動裝置(C2)包括至少一個轉(zhuǎn)矩限制器(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電動機械馬達(dá)(M)，具有一個致動器(A)，其有一個外殼體(30－30’－30”)包圍著一個定子(20－20’)，該定子有一個線圈(24)將馬達(dá)(1)安置在定子(20－20’)之內(nèi)。將馬達(dá)(1)安置在定子(20－20’)之內(nèi)。本發(fā)明特征在于所述致動器具有兩個不同的且獨立的輸出(S1，S2)，其分別可以依次致動第一及第二傳動裝置(C1，C2)。
文檔編號H02K11/00GK1801582SQ200510023100
公開日2006年7月12日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月27日
發(fā)明者C·路易, P·凱因, J·蒙代 申請人:歐洲直升機公司, 阿蒂斯公司