Электромеханический привод с гидравлическим регулированием и шасси, оборудованное таким приводом для управления его перемещением

Электромеханический привод с гидравлическим регулированием и шасси, оборудованное таким приводом для управления его перемещением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электромеханическому приводу с гидравлическим регулированием, а также к шасси, оборудованному таким приводом для управления его перемещением.

Хотя заявленный привод предусмотрен для применения в области авиации, его можно также применять в других областях, в частности, когда вращение выходного вала необходимо контролировать в случае отключения питания или нарушения в работе электрического двигателя.

Уровень техники

Известны шасси летательных аппаратов, перемещение которых между выпущенным положением и убранным положением осуществляют при помощи привода гидравлического типа, например гидравлического домкрата. Часто выпуск шасси происходит под действием его силы тяжести, при этом домкрат используют в качестве регулятора для ограничения скорости опускания шасси. Для этого используют дросселирование жидкости, выталкиваемой из камеры домкрата, объем которой уменьшается во время опускания. Это торможение является автоматическим и происходит, даже если возникает сбой гидравлики, что обеспечивает высокий уровень защиты.

В частности, на легких летательных аппаратах используют также вращающиеся электромеханические приводы, которые взаимодействуют с шасси либо напрямую на уровне поворотной опоры шасси, либо опосредованно через шатун, подсоединенный между кривошипом, неподвижно соединенным с приводом, и кессоном шасси. В данном случае выпуск шасси тоже происходит под действием силы тяжести, и электромеханический привод используют как регулятор опускания. Для этого на электрический двигатель привода подают питание, чтобы он создавал противодействующий момент, что позволяет регулировать скорость выпуска шасси.

Однако в случае отключения питания или отказа электрического двигателя ни один элемент двигателя не позволяет производить торможение и, следовательно, контролировать выпуск шасси, что может создать проблему, так как неконтролируемый выпуск шасси может привести к его повреждению, когда шасси достигнет конца своего хода.

Чтобы ограничить этот риск, привод оборудуют несколькими электрическими двигателями на случай отказа одного двигателя привода, однако удвоение или утроение числа двигателей, необходимых для управления приводом, приводит к значительному увеличению веса и объема привода. Кроме того, проблема остается в случае общего электрического отключения.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в создании электромеханического привода, обеспечивающего пассивное регулирование скорости, когда привод приходит в движение от внешнего источника.

Поставленная задача решена в электромеханическом приводе, содержащем электрический двигатель для приведения во вращение вала через редуктор и средства регулирования, обеспечивающие контроль скорости вращения вала. Согласно изобретению средства регулирования являются пассивными и содержат тормозной орган, расположенный между выходом редуктора и вращаемым валом, при этом указанный тормозной орган выполнен с возможностью обеспечения двух разных уровней торможения в зависимости от направления вращения вала.

Такие образом, если электрический двигатель не работает, приводное устройство продолжает тормозить выходной вал, за счет чего происходит постоянный контроль скорости вращения вала.

Кроме того, средства торможения оказывают противодействие перемещению вала, которое различается в зависимости от направления его вращения. Этот отличительный признак представляет особый интерес в случае применения для привода шасси, в котором противодействие, позволяющее контролировать опускание, можно выбрать относительно большим, тогда как сопротивление подъему шасси можно выбрать ограниченным и даже нулевым, чтобы уменьшить количество энергии, потребляемой при подъеме.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения тормозной орган является гидравлическим устройством и содержит средства перепускания жидкости из одной камеры в другую под действием селективного органа дросселирования, который в зависимости от направления вращения привода создает два разных усилия, противодействующих перепусканию жидкости из одной камеры в другую.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет более очевидно из подробного описания неограничивающего примера осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показан привод в соответствии с изобретением, вид в продольном разрезе;

на фиг.2 - вид в разрезе по линии II-II фиг.1 на уровне регулирующей ступени привода, показанного на фиг.1.

на фиг.3 показан пример осуществления гидравлического контура привода, изображенного на фиг.1 и 2;

на фиг.4 и 5 схематично показаны два шасси, оборудованные приводом в соответствии с изобретением для обеспечения управления их перемещениями.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, привод 1 в соответствии с изобретением содержит приводную ступень 10, понижающую ступень 20, а также регулирующую ступень 30. Приводная ступень 10 содержит электрический двигатель 11, при этом показаны его статор 12 и ротор 13, содержащий выходной вал 14, заходящий в понижающую ступень 20 для взаимодействия с входным органом 21 редуктора, в данном случае редуктора 22 типа "harmonic drive" с деформирующимся кожухом 23. Этот редуктор хорошо известен своим большим понижающим передаточным отношением. Выходной вал 24, связанный с деформирующимся кожухом 23, заходит в регулирующую ступень 30 для взаимодействия с тормозным органом, который содержит выходной вал 4, образующий выходной вал привода 1.

Как показано на фиг.2, тормозной орган содержит картер 31 круглого сечения, в котором оборудованный лопаткой 33 ротор 32 вращается под действием выходного вала 24 редуктора 22. В картере 31 расположен неподвижный сектор 38, ограничивающий вместе с ротором 32 и лопаткой 33 две камеры 34 и 35, объем которых меняется при вращении ротора 32 и лопатки 33, при этом, когда объем одной из камер увеличивается, объем другой из камер уменьшается. Обе камеры 34, 35 гидравлически сообщаются с накопителем 36 (показан на фиг.1) через гидравлический блок 37, содержащий определенное число гидравлических компонентов, описание которых следует далее со ссылками на фиг.3, на которой каналы гидравлического сообщения показаны жирными линиями.

Камера 34 соединена первым гидравлическим каналом 40 с накопителем 36. Первый гидравлический канал 40 содержит два гидравлических компонента 41, расположенных последовательно и содержащих, каждый, дроссельное устройство 42, связанное с обратным клапаном 43, заставляющим жидкость проходить через дроссельные устройства 42, когда жидкость переходит из камеры 34 в накопитель 36. Камера 35 соединена вторым гидравлическим каналом 44 с накопителем 36. Второй гидравлический канал 44 содержит регулирующее дроссельное устройство 45.

Тормозной орган работает следующим образом. Когда под действием электрического двигателя 11 или по причине внешнего воздействия лопатка 33 вращается в направлении, показанном стрелкой на фиг.2, при котором объем камеры 34 уменьшается, из камеры 34 часть жидкости выталкивается в направлении накопителя 36 через первый гидравлический канал 40, проходя через дроссельные устройства 42, которые действуют усилием сопротивления прохождению жидкости, и способствует, таким образом, торможению вращения выходного вала 4 привода. Параллельно часть жидкости переходит из накопителя 36 в камеру 35 через дроссельное устройство 45 второго гидравлического канала 44. Однако это дроссельное устройство 45 в достаточной степени открыто, и давление накопителя 36 является достаточно высоким, чтобы в камере 35 не возникало никакой кавитации.

Когда лопатка вращается в другом направлении, уменьшается объем камеры 35 и часть жидкости выталкивается в накопитель 36 через дроссельное устройство 45 второго гидравлического канала 44, которое оказывает легкое сопротивление, что обеспечивает регулирование скорости вращения выходного вала 4. Параллельно часть жидкости выталкивается из накопителя 36 в камеру 34 через обратные клапаны 43 второго гидравлического канала, которые в этом направлении пропускают жидкость, за счет чего происходит шунтирование дроссельных устройств 42.

Таким образом, перепускание жидкости из одной камеры в другую (в данном случае через накопитель) происходит за счет принудительного пропускания жидкости через органы дросселирования, которые селективно дросселируют жидкость (сильное дросселирование в одном направлении и слабое или почти нулевое дросселирование в другом направлении), поэтому тормозной орган обеспечивает два разных уровня торможения в зависимости от направления вращения выходного вала 4 привода. Это торможение является исключительно пассивным и происходит, в частности, когда выходной вал 4 приводится во вращение от внешнего воздействия.

Предпочтительно такой привод можно использовать для управления перемещением шасси между его выпущенным положением и его убранным положением. Его можно расположить по шарнирной оси кессона, чтобы напрямую действовать на этот кессон, или параллельно шарнирной оси кессона для воздействия на него через зубчатый сектор, или его можно соединить с кессоном шасси через шатун, соединенный с кривошипом, приводимым в движением приводом. Разумеется, предусматривают, чтобы направление вращения, при котором торможение является более сильным, соответствовало направлению поворотного усилия, которым шасси действует на привод, когда шасси опускается в выпущенное положение под действием силы тяжести или относительного ветра. Это чисто пассивное торможение позволяет регулировать скорость падения привода, поэтому даже отключение электрического питания или поломка органа трансмиссии, не позволяющие электрическому двигателю развивать противодействующий момент, не мешает производимому таким образом торможению. В варианте, как показано на фиг.4 и 5, привод в соответствии с изобретением можно соединить с одним из элементов подпорки, если только соответствующий элемент совершает необратимое однообразное перемещение, когда шасси переходит из выпущенного положения в убранное положение. На фиг. 4 и 5 показано шасси 50, кессон 51 которого шарнирно соединен с конструкцией летательного аппарата. Складывающийся подкос 52, содержащий два шарнирно соединенных между собой плеча, шарнирно соединен с одной стороны с конструкцией летательного аппарата и с другой стороны с кессоном. Стопорный орган 53, в данном случае тоже содержащий два шарнирных плеча, расположен между подкосом 52 и конструкцией летательного аппарата, как показано на фиг.4 или кессоном шасси, как показано на фиг.5. На фиг.4 привод 1 в соответствии с изобретением соединен с одним из плеч подкоса 52 при помощи шатуна 54, который взаимодействует с кривошипом 55, приводимым во вращение выходным валом 4 привода.

Для подъема шасси в его убранное положение достаточно подать питание на электрический двигатель 11 привода, чтобы он создал момент сил, приводящий к подъему шасси. Необходимо отметить, что в конфигурации, показанной на фиг.4, следует предусмотреть привод разблокировки (не показан) для воздействия на стопорный орган 53 с целью разблокировки подкоса 52. Что же касается конфигурации, показанной на фиг.5, один и тот же привод разблокирует подкос и перемещает шасси в его убранное положение.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанным вариантом выполнения и охватывает любые версии, не выходящие за рамки объема защиты, определенные формулой изобретения. В частности, описанный тормозной орган регулирующей ступени выполнен с лопаткой, однако можно применять любой другой тормозной орган, если только он обеспечивает разные уровни торможения в зависимости от направления вращения привода, при этом один из уровней может быть, в случае необходимости, нулевым или ничтожным по сравнению с другим уровнем торможения.

1. Электромеханический привод, содержащий электрический двигатель (11) для приведения во вращение выходного вала (4) через редуктор (20) и пассивные средства (30) регулирования, обеспечивающие контроль скорости вращения выходного вала и содержащие тормозной орган (30), расположенный между выходом редуктора и приводимым во вращение выходным валом, при этом указанный тормозной орган выполнен с возможностью обеспечения двух разных уровней торможения в зависимости от направления вращения вала, отличающийся тем, что тормозной орган является гидравлическим и содержит средства (33) перепускания жидкости между двумя камерами (34, 35) под действием вращения выходного вала через селективный орган (41) дросселирования, выполненный с возможностью, в зависимости от направления вращения привода, создавать два разных усилия противодействия перепусканию жидкости из одной камеры в другую.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что тормозной орган содержит цилиндрический картер (31), в котором расположены неподвижный сектор (38) и вращающаяся лопатка (33), ограничивающие две камеры (34, 35) и выполненные с возможностью принудительного перепускания жидкости из одной камеры в другую во время своего вращения.

3. Привод по п.1, отличающийся тем, что жидкость переходит из одной камеры в другую, проходя через накопитель (36).

4. Привод по п.3, отличающийся тем, что одна из камер сообщается с накопителем через гидравлический канал, содержащий по меньшей мере один орган (41) дросселирования, содержащий дроссельное устройство (42), установленное параллельно с обратным клапаном (43), выполненным с возможностью принудительно направлять жидкость для прохождения через дроссельное устройство, когда она переходит из камеры в накопитель, и шунтировать дроссельное устройство, когда жидкость переходит из накопителя в камеру.

5. Шасси летательного аппарата, содержащее привод по одному из пп.1-4 для управления его перемещением между выпущенным положением и убранным положением, при этом привод выполнен так, что когда его приводной вал приходит во вращение при опускании шасси в выпущенное положение, тормозной орган создает наибольший уровень торможения.

6. Шасси по п.5, отличающееся тем, что выходной вал привода соединен с элементом (52, 53) подпорки шасси.