專利名稱：盤式轉(zhuǎn)子收縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開的實(shí)施例一般涉及旋翼飛行器領(lǐng)域并且更具體地涉及使用兩級(jí)式收縮系統(tǒng)的可收縮盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的實(shí)施例，所述兩級(jí)式收縮系統(tǒng)帶有一體的螺桿和液壓致動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
作為豎直起飛或降落(VTOL)飛行器的直升機(jī)的有效運(yùn)行一般受到巡航速度的限制，該巡航速度不能超過臨界前行和后退的轉(zhuǎn)子速度(advancing and receding rotorspeed)。雖然反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子和其他方法已經(jīng)被用來減少這種需要，但是，理想的是針對(duì)巡航使用固定翼升力的系統(tǒng)。允許轉(zhuǎn)子葉片部分或全部收縮的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)已經(jīng)被提出以允許針對(duì) 巡航轉(zhuǎn)換為機(jī)翼支持的飛行，由此允許更大的速度。現(xiàn)有方案和想法均不成熟并且使用例如線纜或滾珠螺桿的單個(gè)裝置來用于轉(zhuǎn)子葉片的收縮。這種現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)可能缺少或者需要被設(shè)計(jì)成防止失效的復(fù)雜的輔助安全機(jī)構(gòu)。線纜機(jī)構(gòu)需要相對(duì)重的線纜以支撐被施加在轉(zhuǎn)子葉片上的大離心負(fù)載。它還需要大型絞盤、齒輪減速器和怠速輪，以實(shí)現(xiàn)收縮葉片所需的較大的力。線纜在負(fù)載作用下經(jīng)受相對(duì)大的拉伸，這可能使得難以實(shí)現(xiàn)從ー個(gè)葉片到另一葉片的同步收縮位置。當(dāng)考慮大離心カ時(shí)，僅使用一個(gè)滾珠螺桿的裝置可能是不可靠的并且壽命較短，這是由于需要將其做的足夠小以適配到轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部。如果給滾珠螺桿提供動(dòng)カ的裝置失效，那么螺桿可能被反驅(qū)動(dòng)，直到它具有足夠大的制動(dòng)カ以抵制離心力的負(fù)載。反驅(qū)動(dòng)可導(dǎo)致單個(gè)葉片未被命令的伸展，這導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的不平衡。相似于滾珠螺桿的裝置(專用液壓汽缸)也必須足夠小以適配到轉(zhuǎn)子葉片的內(nèi)部。這種小尺寸需要使用在5000磅/平方英寸(psi)的范圍中的液壓壓力。這些大壓カ可能難以被密封在柔性組件中。因此，期望提供一種盤式轉(zhuǎn)子收縮系統(tǒng)，其能夠解決葉片收縮的同步性問題和未被命令的伸展，同時(shí)提供可被裝納在轉(zhuǎn)子葉片繩索內(nèi)的緊湊設(shè)置。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)示例實(shí)施例提供了具有主葉片翼梁的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，該主葉片翼梁包括液壓汽缸并且具有螺紋。滾珠螺桿被同心地承載在主葉片翼梁內(nèi)并且可操作地承載滾珠螺母，滾珠螺母具有連接至中間翼梁的外側(cè)末端且具有被接收在液壓汽缸中用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓活塞。第一齒輪致動(dòng)器接合滾珠螺桿并且第二齒輪致動(dòng)器接合主葉片翼梁螺紋。提供加壓液壓流體的液壓流體聚積器被連接至液壓汽缸的外側(cè)末端并且控制器致動(dòng)第一齒輪致動(dòng)器和第二齒輪致動(dòng)器。盤式轉(zhuǎn)子對(duì)于多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片使用盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，每個(gè)葉片具有尖端空氣翼板、中部空氣翼板和根部空氣翼板。每個(gè)葉片包括具有液壓汽缸和螺紋的主葉片翼梁。滾珠螺桿被同心地承載在主葉片翼梁內(nèi)并且可操作地承載滾珠螺母，滾珠螺母具有聯(lián)接至中間翼梁的外側(cè)末端并且具有被接收在液壓汽缸內(nèi)用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓活塞。第一齒輪致動(dòng)器接合滾珠螺桿并且第二齒輪致動(dòng)器接合主葉片翼梁螺紋。提供加壓液壓流體的液壓流體聚積器被連接至液壓汽缸的外側(cè)末端并且控制器針對(duì)盤式轉(zhuǎn)子的每個(gè)葉片來致動(dòng)第一齒輪致動(dòng)器和第二齒輪致動(dòng)器。盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)的運(yùn)行的實(shí)施例開始于命令多個(gè)葉片收縮。對(duì)于每個(gè)葉片，電磁閥被設(shè)置以用于流過止回閥的、來自聚積器的液壓流體。動(dòng)カ被提供至第一齒輪致動(dòng)器，第一齒輪致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿，并且在作用在活塞蓋上的來自聚積器的加壓液壓流體的協(xié)助下，第一齒輪致動(dòng)器使用連接至滾珠螺母和活塞蓋二者的中間翼梁將尖端空氣翼板伸縮地拉回到中部空氣翼板中。然后，嵌套的尖端和中部空氣翼板被拉回到根部空氣翼板中。一旦達(dá)到滾珠螺母在滾珠螺桿上的收縮限制，則動(dòng)カ從齒輪致動(dòng)器斷開并且應(yīng)用馬達(dá)制動(dòng)器。然后，動(dòng)カ被提供至用于每個(gè)葉片的第二齒輪致動(dòng)器，其旋轉(zhuǎn)接合主葉片翼梁(其承載根部空氣翼板)上的螺紋的螺母，以將主葉片翼 梁拉回到盤式整流罩中。另ー示例實(shí)施例提供了盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，每個(gè)葉片具有尖端空氣翼板、中部空氣翼板和根部空氣翼板，每個(gè)葉片具有由轉(zhuǎn)子轂(hub)支撐的收縮系統(tǒng)并且包括主葉片翼梁，主葉片翼梁承載根部空氣翼板并且包括液壓汽缸，主葉片翼梁具有螺紋；被同心承載在主葉片翼梁內(nèi)的滾珠螺桿，其可操作地支承滾珠螺母，滾珠螺母具有連接至中間翼梁的外側(cè)末端，中間翼梁支承中部空氣翼板并且還被連接至液壓活塞，液壓活塞被接收成在液壓汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，中間翼梁在外側(cè)末端處被連接至尖端空氣翼板；第一齒輪致動(dòng)器，其可操作接合滾珠螺桿；第二齒輪致動(dòng)器，其可操作接合主葉片翼梁螺紋；液壓流體聚積器，其被連接至液壓汽缸的外側(cè)末端；用于同時(shí)致動(dòng)與每個(gè)葉片關(guān)聯(lián)的第一齒輪致動(dòng)器和第二齒輪致動(dòng)器的控制器；以及，由轉(zhuǎn)子轂支撐的盤式整流罩。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，節(jié)距控制組件同心地接合主葉片翼梁。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，節(jié)距控制組件包括滾珠套管，所述滾珠套管接合主葉片翼梁上的滾珠花鍵內(nèi)的凹槽。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，節(jié)距控制組件被安裝成在由轉(zhuǎn)子轂承載的套環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，一旦收縮，則尖端空氣翼板可被伸縮地接收在中部空氣翼板中。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，中部空氣翼板可被收縮至根部空氣翼板中，并且根部空氣翼板可被收縮至盤式整流罩中。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，每個(gè)葉片的收縮系統(tǒng)還包括流體歧管，流體歧管結(jié)合在聚積器和液壓汽缸之間的止回閥；在聚積器和液壓汽缸之間的卸壓閥；以及用于將卸壓閥選擇性連接至液壓汽缸的電磁閥，電磁閥響應(yīng)控制器。在以上描述的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，每個(gè)葉片收縮系統(tǒng)的聚積器和流體歧管被安裝在結(jié)構(gòu)性托盤上，結(jié)構(gòu)性托盤被安裝至盤式整流罩內(nèi)的轂(hub)。已經(jīng)討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)能在本發(fā)明的各種實(shí)施例中被獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者可在其他實(shí)施例中被組合，其更多細(xì)節(jié)可通過參考以下說明和附圖看到。


圖IA是帶有伸展的轉(zhuǎn)子葉片的盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的示例實(shí)施例的局部截面等軸視圖；圖IB是兩級(jí)式收縮系統(tǒng)的運(yùn)行元件的示意圖；圖2A是盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中ー對(duì)葉片的俯視截面圖，其示出一個(gè)對(duì)置的葉片對(duì)；圖2B是盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的正視截面圖，其中各葉片對(duì)中的一個(gè)葉片為清晰起見被移除并且剩余下葉片被移位90° ;圖3A是盤式轉(zhuǎn)子的致動(dòng)部件的等軸局部截面圖；圖3B是滾珠花鍵、滾珠套管的示意截面末端視圖；以及圖4是圖I的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子轂的等軸視圖；圖5A是組合的滾珠螺桿致動(dòng)系統(tǒng)和第一級(jí)收縮系統(tǒng)的液壓活塞和汽缸的細(xì)節(jié)正視截面圖，其用于在伸展位置的中部空氣翼板和外部空氣翼板；圖5B是圖5A的第一級(jí)收縮系統(tǒng)的細(xì)節(jié)俯視截面圖；圖6A是用于第一級(jí)收縮系統(tǒng)和第二級(jí)收縮系統(tǒng)的滾珠螺桿系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的細(xì)節(jié)正視圖；圖6B是圖6A的第一級(jí)收縮系統(tǒng)和第二級(jí)收縮系統(tǒng)的元件的細(xì)節(jié)俯視圖；圖7是組合致動(dòng)系統(tǒng)的等軸視圖，其中轉(zhuǎn)子葉片元件為清晰起見被移除；圖8是第二級(jí)收縮系統(tǒng)的致動(dòng)元件的細(xì)節(jié)局部截面圖；圖9A、圖9B和圖9C是示出外部空氣翼板和中部空氣翼板處于完全伸展、部分收縮和完全收縮位置的等軸截面視圖；圖10是盤的正視圖，其中轉(zhuǎn)子完全被收縮；圖11是收縮系統(tǒng)的控制元件的示意圖；以及圖12A和圖12B是第一級(jí)收縮系統(tǒng)和第二級(jí)收縮系統(tǒng)的功能性操作的流程圖。
具體實(shí)施例方式在此描述的實(shí)施例指明了如在圖IA中示出的盤式轉(zhuǎn)子10的系統(tǒng)，盤式轉(zhuǎn)子10具有多個(gè)葉片12a、12b、12c和12d，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片均帶有三個(gè)伸縮件，即根部空氣翼板14a、中部空氣翼板14b和外部空氣翼板14c。葉片翼板使用收縮機(jī)構(gòu)被收縮到中央盤式整流罩16中，收縮機(jī)構(gòu)將在隨后以更加詳細(xì)地被說明，它以獨(dú)立的兩級(jí)來收縮轉(zhuǎn)子葉片。對(duì)于示例實(shí)施例，四個(gè)轉(zhuǎn)子葉片以對(duì)置對(duì)的形式被安裝在飛行器上的兩個(gè)不同水平，其中帶有葉片12a和12c的第一對(duì)位于帶有葉片12b和12d的第二對(duì)的上方，其豎直分開距離13a(如在圖2B中最佳示出)，在圖I中距離13a等于轉(zhuǎn)子直徑13b的大約4. 5%。對(duì)置葉片對(duì)水平分開距離13c (在圖2A中最佳示出)，為了收縮間隙(隨后將更加詳細(xì)地描述)，距離13c等于轉(zhuǎn)子直徑13b的大約6.8*%。兩級(jí)式收縮系統(tǒng)在圖IB中針對(duì)Iv葉片被不意性不出。具體 的機(jī)械實(shí)施例在隨后被描述。第一收縮級(jí)通過使用齒輪電子致動(dòng)器20的補(bǔ)充式推-拉動(dòng)作來運(yùn)轉(zhuǎn)，其中齒輪電子致動(dòng)器20驅(qū)動(dòng)高效滾珠螺桿24，滾珠螺桿24被同心地承載在主葉片翼梁22內(nèi)。套在滾珠螺桿24上的滾珠螺母60被連接至與中間翼梁26的內(nèi)側(cè)末端一體的活塞蓋62，中間翼梁26可伸縮地接納滾珠螺桿24。活塞蓋62被承載在與主葉片翼梁22 一體的液壓汽缸54內(nèi)。加壓的液壓流體被從聚積器74提供至液壓汽缸54內(nèi)。齒輪電子致動(dòng)器20的運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)向內(nèi)側(cè)拉動(dòng)在主葉片翼梁22內(nèi)的滾珠螺母60，同時(shí)作用在活塞蓋62上的液壓壓カ補(bǔ)充這種向內(nèi)移動(dòng)。如隨后將更加詳細(xì)描述的，尖端空氣翼板14c(在圖IA中示出)被連接至中部翼梁26的外側(cè)配件80并且中部空氣翼板14b (在圖IA中示出)由中間翼梁支承。中間翼梁26被收縮到主葉片翼梁22內(nèi)將尖端空氣翼板14c伸縮地拉進(jìn)中部空氣翼板14b內(nèi)并且將中部空氣翼板伸縮地拉進(jìn)根部空氣翼板14a內(nèi)，如隨后將更加詳細(xì)地描述。第二收縮級(jí)使用第二齒輪電子致動(dòng)器30，第二齒輪電子致動(dòng)器30旋轉(zhuǎn)ACME螺母36，該ACME螺母36接合主葉片翼梁22上的ACME螺紋34。ACME螺母的旋轉(zhuǎn)將主葉片翼梁22拉回，從而將根部空氣翼板14c (通過伸縮地嵌套的尖端和中部空氣翼板)收縮到盤式整流罩16中。如在圖2A和圖2B中示出的，對(duì)于每個(gè)葉片12a、12b、12c和12d，齒輪電子致動(dòng)器20被安裝到主葉片翼梁22上以便旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿24，從而收縮葉片尖端和中部空氣翼板。滾珠螺桿24在收縮期間伸縮到鈦中間翼梁26內(nèi)。如以上描述的，滾珠螺桿與聚積器供能的液壓系統(tǒng)串聯(lián)地(in tandem)工作，該液壓系統(tǒng)組合來將葉片的尖端空氣翼板和中部空氣 翼板推入，從而增強(qiáng)滾珠螺桿，如隨后將相對(duì)圖5A和圖5B更加詳細(xì)地描述。如在圖2B、圖3A和圖3B中示出的，每個(gè)葉片12a、12b、12c和12d的第二收縮級(jí)由安裝在轉(zhuǎn)子轂32上的第二齒輪電子致動(dòng)器30供能，它的細(xì)節(jié)將相對(duì)圖4被描述。如先前描述的，使用被機(jī)加工到主翼梁22上的ACME螺紋34來運(yùn)轉(zhuǎn)第二收縮級(jí)。ACME螺母36 (具有外部大齒輪37，其被示出并且隨后相對(duì)圖8被更多具體地描述)接合螺紋34以收縮和保持主葉片翼梁22及附接的根部空氣翼板14a。如在圖3A和圖3B中看到的，滾珠花鍵38的凹槽在主葉片翼梁22上縱向延伸，從而為每個(gè)主葉片翼梁22提供第二功能以便對(duì)相應(yīng)葉片12a、12b、12c或12d進(jìn)行節(jié)距控制。滾珠套管組件40通過內(nèi)部滾珠套管42和外部滾珠套管44與滾珠花鍵38接合并且用來將葉片負(fù)載從主葉片翼梁傳遞到節(jié)距軸承94和96中，節(jié)距軸承94和96繞套管組件40的外直徑安裝。對(duì)于每個(gè)葉片，葉片節(jié)距臂56被連接至滾珠套管組件40上的節(jié)距連桿58，該滾珠套管組件40在滾軸節(jié)距軸承94和96和具有滾軸47的離心保持軸承46中是可旋轉(zhuǎn)的。這通過使用主葉片翼梁22上的滾珠花鍵38與在節(jié)距軸承94和96以及保持軸承46中旋轉(zhuǎn)的滾珠套管組件40內(nèi)的滾珠套管42、44的接合，使得可以在任何收縮位置進(jìn)行節(jié)距控制。對(duì)于每個(gè)葉片，主葉片翼梁22和相關(guān)的滾珠套管組件40、節(jié)距軸承94和96被安裝轂32中對(duì)應(yīng)的轂套環(huán)48中，如在圖4中示出的。轂套環(huán)48由轉(zhuǎn)子軸50承載，轉(zhuǎn)子軸50在底部末端通過凸緣接ロ 52被連接至動(dòng)カ系53 (在圖I中示出的)。轉(zhuǎn)子軸50還在頂部末端提供了盤式整流附接架55。如在圖5A和圖5B的頂端和圖6A和圖6B的根部具體示出的，主葉片翼梁22是多功能部件。除了通過其外側(cè)表面上的ACME螺紋34和花鍵38提供螺紋收縮之外，由翼梁的內(nèi)部直徑產(chǎn)生的腔室還作為第一級(jí)收縮系統(tǒng)的液壓汽缸54。如在圖5A和圖5B示出的，其中葉片處于完全伸展位置，滾珠螺母60套在滾珠螺桿24上并且通過使用配合的栓接的凸緣的外殼63被附接至活塞蓋62，活塞蓋62延伸自中間翼梁26的內(nèi)側(cè)末端。插入到主葉片翼梁22的末端內(nèi)的液壓汽缸蓋64蓋住液壓汽缸54并且提供了液壓密封件65，通過該密封件65接收中間翼梁26。通過端ロ 66 (對(duì)于示出的實(shí)施例，其被附接穿過根部空氣翼板14a的根部鍛件68)引入的液壓流體，通過導(dǎo)管69流至汽缸蓋64和活塞蓋62之間的液壓汽缸內(nèi)。如在圖7中最好地看到的，每個(gè)液壓汽缸的液壓流體通過閥歧管70被控制，閥歧管70通過柔性管路72被連接至端ロ 66。被連接至歧管70的聚積器74存儲(chǔ)處于工作壓カ的液壓流體。返回至圖5A和圖5B，為了收縮尖端空氣翼板和中部空氣翼板，齒輪馬達(dá)致動(dòng)器20轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠螺桿24并且附接至液壓活塞蓋62的相關(guān)滾珠螺母60被拉到液壓汽缸中。加壓的液壓流體在葉片收縮期間從聚積器被排出，從而將活塞蓋從液壓汽缸的外側(cè)末端推到內(nèi)側(cè)末端。在外側(cè)末端處滾珠螺桿的對(duì)齊是通過自對(duì)齊穩(wěn)定靜止的滑動(dòng)軸承78提供的，其套在中間翼梁26的內(nèi)圓周上，中間翼梁26被伸縮地接收在滾珠螺桿之上且在主葉片翼梁內(nèi)。在葉片伸展期間，葉片離心力和驅(qū)動(dòng)滾珠螺桿24以用于伸展?jié)L珠螺母60和附接的活塞蓋62的齒輪致動(dòng)器20的動(dòng)カ用來再次向聚積器74供能，其中活塞蓋驅(qū)動(dòng)液壓流體通過導(dǎo)管69、柔性管路72和歧管70返回。 從圖9A示出的伸展位置，第一收縮級(jí)通過首先僅收縮葉片尖端空氣翼板14c使其伸縮地進(jìn)入葉片中部空氣翼板14b(如在圖9B中示出的)來隔離離心負(fù)載，其中該葉片尖端空氣翼板14c被附接至中間翼板26上的外側(cè)配件80。隨之的是，收縮折攏的尖端空氣翼板14c和中部空氣翼板14b到根部空氣翼板14a中，如在圖9C中示出的，此時(shí)葉片半徑已經(jīng)被減小并且尖端負(fù)載更低。如在圖7中示出的，歧管70包括了電磁閥82、液壓止回閥84和卸壓閥86，其中液壓止回閥84用于單向流入液壓汽缸中，卸壓閥86用于液壓系統(tǒng)中的交叉流動(dòng)從而提供向聚積器再次提供能量的裝置。每個(gè)歧管包括用于初始并保持對(duì)聚積器的填充的填充龍頭(cock) 83和壓カ計(jì)85。針對(duì)通過止回閥84的流動(dòng)設(shè)定通過電磁閥82，止回閥84作用為制動(dòng)器并且阻止?jié)L珠螺桿在電子致動(dòng)器失效的情況下由離心カ驅(qū)動(dòng)返回。卸壓閥86允許離心力和致動(dòng)器動(dòng)カ產(chǎn)生足夠壓カ以克服壓カ設(shè)定并且再次向聚積器供能。除了液壓制動(dòng)器之外，在示例實(shí)施例中，每個(gè)葉片的電子齒輪致動(dòng)器20還可以包括一體的馬達(dá)制動(dòng)器，其在液壓系統(tǒng)失效的情況下作用為液壓制動(dòng)器的備用系統(tǒng)。對(duì)于在附圖中示出的示例實(shí)施例，由風(fēng)洞模型定尺寸，Wittensten Motion Control的、零件編號(hào)為TPM-004S-021M-5PB1-053B-W1的齒輪致動(dòng)器被用作320伏致動(dòng)器，其具有21/1傳動(dòng)比并且包括編碼器、溫度傳感器和制動(dòng)器。對(duì)于在附圖中示出的實(shí)施例，聚積器74、液壓歧管70和相關(guān)的部件由結(jié)構(gòu)盤87支撐，該結(jié)構(gòu)盤87在盤式整流罩16內(nèi)被安裝至轂32。在第二收縮級(jí)期間，對(duì)于每個(gè)葉片，第二齒輪致動(dòng)器30通過軸88提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力至小齒輪90，如在圖6A和圖8中最好地看到，其驅(qū)動(dòng)接合ACME螺紋34 (僅示出翼梁長(zhǎng)度的一部分以允許清晰展示由滾珠套管42接合的花鍵38的凹槽)的ACME螺母36上的大齒輪37并且主葉片翼梁22通過滾珠套管組件40和軸套環(huán)48沿葉片的相反方向收縮，如在圖10中示出的。除了在帶有嵌套的尖端空氣翼板14c和中部空氣翼板14b在情況下將根部空氣翼板14a收縮到盤16中之外，這種配置在收縮的第二級(jí)期間還反向平衡了葉片。在第二級(jí)收縮系統(tǒng)的可替代實(shí)施例中，ACME-螺桿由更高效的滾珠螺桿替代，該滾珠螺桿能夠與滾珠花鍵組合以相似于第一級(jí)滾珠螺桿的方式作用。在第二級(jí)收縮完成時(shí)，第二齒輪致動(dòng)器30中的一體馬達(dá)制動(dòng)器被應(yīng)用以協(xié)助保持葉片處于收縮位置。對(duì)于在此公開的示例實(shí)施例，翼梁22是金屬和碳纖維復(fù)合材料構(gòu)成的層壓結(jié)構(gòu)。翼梁的外殼是金屬的并且提供了用于滾珠花鍵38的凹槽和用于中斷的ACME螺桿的螺紋34。ACME螺桿34固有地具有過大的摩擦以致于不能在負(fù)載下被反驅(qū)動(dòng)。在電子致動(dòng)器失效的情況下，馬達(dá)制動(dòng)器接合并且ACME螺桿用作摩擦制動(dòng)器從而將葉片保持在其最終的位置。如在圖11中示出的，電子控制器100提供動(dòng)カ至所有葉片的齒輪致動(dòng)器20、30并且能夠使用來自一體的溫度傳感器和編碼器(或者可替代實(shí)施例中的其他傳感器)的傳感器輸入來感測(cè)致動(dòng)器失效，其中該傳感器輸入指示出命令位置和實(shí)際編碼器位置之間的過量溫度或差異?？刂破?00能夠命令所有剰余致動(dòng)器在失效的單元處于計(jì)算的編碼器位置的情況下保持位置不變，從而防止任何的轉(zhuǎn)子不平衡?？刂破?00還控制電磁閥82，以用于穿過止回閥84的液壓流體的方向性流動(dòng)控制。返回圖5A、圖5B、圖6A和圖6B，該實(shí)施例使用內(nèi)部滾珠螺桿和葉片保持軸承組件92 (如在圖6A和圖6B中最好地看到的)，其被承載在主葉片翼梁22的內(nèi)部末端內(nèi)，這也提供了液壓汽缸的內(nèi)部密封。此外，軸承46對(duì)于滾珠套管組件40的旋轉(zhuǎn)支撐由內(nèi)部和外部葉片節(jié)距滾軸軸承94、96補(bǔ)充。收縮扭矩止動(dòng)環(huán)98 (在圖6A和圖6B中看到的)阻止?jié)L珠 螺桿在收縮期間的過度旋轉(zhuǎn)同時(shí)伸展扭矩止動(dòng)環(huán)99 (在圖5A和圖5B中看到的)阻止?jié)L珠螺桿在葉片伸展期間的過度旋轉(zhuǎn)。如在圖12A中展示的，盤式轉(zhuǎn)子收縮系統(tǒng)的運(yùn)行由控制器100引導(dǎo)，根據(jù)在步驟1200運(yùn)載工具駕駛員(或無人運(yùn)載工具的自動(dòng)命令系統(tǒng))收縮葉片的命令，在步驟1202，針對(duì)穿過止回閥84的流動(dòng)來設(shè)置歧管組件70內(nèi)的電磁閥82，從而允許液壓流體從聚積器流出并且在步驟1204提供動(dòng)カ至每個(gè)葉片的第一齒輪致動(dòng)器20。如先前相對(duì)圖9A、圖9B和圖9C描述的，在滾珠螺桿24響應(yīng)齒輪致動(dòng)器20旋轉(zhuǎn)時(shí)且在來自聚積器74、作用在活塞蓋62上的加壓液壓流體的協(xié)助下，在步驟1206，尖端空氣翼板14c被伸縮地拉到中部空氣翼板14b中。之后在步驟1208,嵌套的尖端翼板和中部翼板被拉到根部空氣翼板14a中并且一旦達(dá)到滾珠螺母60的收縮限制，則在步驟1209控制器從齒輪致動(dòng)器20斷開動(dòng)カ并且應(yīng)用馬達(dá)制動(dòng)器。然后，在步驟1210，控制器提供動(dòng)カ至每個(gè)葉片的第二齒輪致動(dòng)器30。第ニ齒輪致動(dòng)器30、軸88、小齒輪90和大齒輪37/ACME螺母36的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致在步驟1212通過ACME螺紋34將主葉片翼梁22拉回穿過滾珠套管組件40的滾珠套管42、44到盤式整流罩16中。在步驟1214，葉片的節(jié)距控制可由通過每個(gè)滾珠套管組件40上的節(jié)距連桿58通過節(jié)距臂56的輸入在任何時(shí)間完成，從而旋轉(zhuǎn)滾珠套管組件，并且通過滾珠花鍵38與滾珠套管42和44的接合來旋轉(zhuǎn)主葉片翼梁和葉片。在收縮到盤內(nèi)的第二級(jí)期間，葉片節(jié)距必須被保持恒定。葉片節(jié)距必須被保持恒定以阻止致動(dòng)器30在收縮過程期間被反驅(qū)動(dòng)并且在進(jìn)入盤式整流罩16的同時(shí)保持葉片間隙。在第二收縮級(jí)的完成吋，應(yīng)用馬達(dá)制動(dòng)器。在圖12B中繼續(xù)來伸展葉片，根據(jù)在步驟1216的命令，在步驟1217，控制器100釋放馬達(dá)制動(dòng)器并且提供動(dòng)カ至每個(gè)葉片的第二齒輪致動(dòng)器30。在步驟1218，第二齒輪致動(dòng)器30、軸88、小齒輪90和大齒輪37/ACME螺母36的反向旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致通過ACME螺紋34穿過滾珠套管組件40的滾珠套管42、44來伸展主葉片翼梁22，從而將根部空氣翼板從盤式整流罩16伸展出。在步驟1220，一旦根部空氣翼板完全伸展，則控制器100針對(duì)通過卸壓閥86的液壓流體的流動(dòng)來定位電磁閥82，在步驟1222釋放馬達(dá)制動(dòng)器并且提供動(dòng)カ至每個(gè)葉片的第二齒輪致動(dòng)器。在步驟1224，一旦滾珠螺桿26響應(yīng)齒輪致動(dòng)器20反向旋轉(zhuǎn)，嵌套的尖端翼板和中部翼板從根部空氣翼板14a伸展出，在步驟1226尖端空氣翼板14a從中部空氣翼板14b伸縮地伸展出，且在步驟1227通過離心力和齒輪致動(dòng)器的動(dòng)カ來加壓液壓流體以流至聚積器74中。一旦達(dá)到滾珠螺母60的伸展限制，則葉片被完全伸展并且在步驟1228控制器從齒輪致動(dòng)器20斷開動(dòng)カ并且應(yīng)用馬達(dá)制動(dòng)器?，F(xiàn)在已經(jīng)如專利法規(guī)需要的詳細(xì)描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將認(rèn)識(shí)到本文公開的具體實(shí)施例的變型和替代。這種變型是在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍和程度內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，包括 主葉片翼梁，其包括液壓汽缸并且具有螺紋； 滾珠螺桿，其被同心地承載在所述主葉片翼梁內(nèi)并且可操作地承載滾珠螺母和液壓活塞，所述滾珠螺母具有聯(lián)接至中間翼梁的外側(cè)末端，所述液壓活塞被接收成用于在所述液壓汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 第一齒輪致動(dòng)器，其可操作地接合所述滾珠螺桿； 第二齒輪制動(dòng)器，其可操作地接合所述主葉片翼梁螺紋； 液壓流體聚積器，其被連接至所述液壓汽缸的外側(cè)末端；以及 控制器，用于致動(dòng)所述第一齒輪致動(dòng)器和所述第二齒輪致動(dòng)器。
2.如權(quán)利要求I限定的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，還包括同心地接合所述主葉片翼梁的節(jié)距控制組件。
3.如權(quán)利要求2限定的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，其中所述節(jié)距控制組件包括滾珠套管，所述滾珠套管接合所述主葉片翼梁上的滾珠花鍵中的凹槽。
4.如權(quán)利要求2限定的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，其中所述節(jié)距控制組件被安裝成用于在轉(zhuǎn)子轂承載的套環(huán)中旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求I限定的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，其中所述中間翼梁支撐至少ー個(gè)外部空氣翼板。
6.如權(quán)利要求5所述的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，其中所述中間翼梁在外側(cè)末端被連接至尖端空氣翼板，所述尖端空氣翼板在收縮時(shí)可伸縮地接收在中部空氣翼板中。
7.如權(quán)利要求6所述的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，其中所述中部空氣翼板能收縮到由所述主葉片翼梁支撐的根部空氣翼板中，所述根部空氣翼板能收縮到盤式整流罩中。
8.如權(quán)利要求I所述的盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，還包括流體歧管，其包括 處于所述聚積器和所述液壓汽缸之間的止回閥； 處于所述聚積器和所述液壓汽缸之間的卸壓閥；以及 電磁閥，所述電磁閥將所述卸壓閥選擇性地連接到所述液壓汽缸，所述電磁閥響應(yīng)所述控制器。
9.一種盤式轉(zhuǎn)子葉片的運(yùn)行方法，包括 命令多個(gè)葉片收縮； 針對(duì)每個(gè)葉片， 針對(duì)通過止回閥的流動(dòng)，為了流自于聚積器的液壓流體設(shè)定電磁閥； 提供動(dòng)カ至第一齒輪致動(dòng)器； 響應(yīng)所述齒輪致動(dòng)器旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿并且在來自所述聚積器的、作用在活塞蓋上的加壓液壓流動(dòng)的協(xié)助下，伸縮地將連接至滾珠螺母的尖端空氣翼板拉回到中部空氣翼板中；將嵌套的尖端空氣翼板和中部空氣翼板拉回到根部空氣翼板中； 一旦達(dá)到所述滾珠螺母在所述滾珠螺桿上的收縮限制，則從所述齒輪致動(dòng)器斷開動(dòng)力； 提供動(dòng)カ至每個(gè)葉片的第二齒輪致動(dòng)器；并且 使用所述第二齒輪致動(dòng)器來旋轉(zhuǎn)螺母，所述螺母作用在承載所述根部空氣翼板的主葉片翼梁上的螺紋上，從而將所述主葉片翼板拉回到盤式整流罩中。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述主葉片翼梁包括槽式花鍵并且旋轉(zhuǎn)螺母的步驟還包括 穿過滾珠套管組件拉回所述主葉片翼梁； 通過節(jié)距臂的輸入來控制每個(gè)葉片上的節(jié)距，所述節(jié)距臂被連接至每個(gè)滾珠套管組件，從而旋轉(zhuǎn)所述滾珠套管組件，并且通過所述滾珠花鍵接合所述滾珠套管組件來旋轉(zhuǎn)所述主葉片翼梁和葉片。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括 命令所述葉片伸展； 對(duì)于每個(gè)葉片， 提供動(dòng)カ到所述第二齒輪致動(dòng)器以用于反向旋轉(zhuǎn)所述螺母； 通過所述螺紋來伸展所述主葉片翼梁，從而從所述盤式整流罩伸展所述根部空氣翼板； 一旦所述根部空氣翼板完全伸展，則針對(duì)通過所述調(diào)整器的液壓流體的流動(dòng)來定位所述電磁閥； 提供動(dòng)カ到所述第一齒輪致動(dòng)器以用于反向旋轉(zhuǎn)所述滾珠螺桿； 從所述根部空氣翼板伸展嵌套的尖端空氣翼板和中部空氣翼板； 通過離心力和來自所述齒輪致動(dòng)器的動(dòng)力，加壓流入所述聚積器的液壓流體； 一旦達(dá)到所述滾珠螺母的伸展限制，則從所述第一齒輪致動(dòng)器斷開動(dòng)力。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括一旦從所述齒輪致動(dòng)器斷開動(dòng)力，則應(yīng)用馬達(dá)制動(dòng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種盤式轉(zhuǎn)子葉片收縮系統(tǒng)，它包括主葉片翼梁，主葉片翼梁結(jié)合液壓汽缸并且具有螺紋。滾珠螺桿被同心地支承在主葉片翼梁內(nèi)并且被可操作地連接至滾珠螺母，滾珠螺母具有與中間翼梁連接的外側(cè)末端，其中液壓活塞被接收成用于在液壓汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第一齒輪致動(dòng)器接合滾珠螺桿并且第二齒輪致動(dòng)器接合主葉片翼梁螺紋。提供加壓液體流動(dòng)的液壓流體聚積器被連接至液壓汽缸的外側(cè)末端并且控制器致動(dòng)所述第一齒輪致動(dòng)器和第二齒輪致動(dòng)器。
文檔編號(hào)B64C27/12GK102649476SQ201210032548
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者D·M·波德古爾斯基 申請(qǐng)人:波音公司