專利名稱：一種止回設備和用于確定該止回設備的表觀操作完整性的方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于防止?jié)L珠絲杠受到“輔助”負載時意外旋轉的止回設 備的技術領域，更具體地涉及一種用于確定與用來可控地移動機翼表面(例如，平衡調整 片)的滾珠絲杠相關聯(lián)使用的止回設備的操作完整性的改進方法和裝置。
背景技術：
滾珠絲杠目前普遍用于各種應用場合。其中一種應用場合是控制機翼表面(諸 如，平衡調整片)的移動。在這種應用中，驅動機構被裝配在飛行器上，并且被用來選擇性 地沿合適的角方向旋轉滾珠絲杠。螺母通過螺紋裝配在滾珠絲杠上，并且被設置成在偏心 的位置上接合機翼表面。因此，馬達可以選擇性地沿一個角方向相對于螺母旋轉滾珠絲杠 以使機翼表面沿一個方向移動或樞轉，或者選擇性地使?jié)L珠絲杠相對于螺母沿相反的角方 向旋轉以使機翼表面沿相反方向移動或樞轉。止回設備與這種機構一同使用以提供阻止?jié)L珠絲杠沿著將會導致機翼表面沿所 施加的氣動力(即，“輔助”負載)的方向移動的方向旋轉的作用力，同時施加阻止?jié)L珠絲杠 沿著將會導致機翼表面逆著所施加的氣動力(即，“反向”負載)移動的方向旋轉的微小作 用力或沒有該作用力。在本文中，滾珠絲杠指的是螺桿以及擰在其上的螺母?？梢愿鶕?要相對于螺母旋轉螺桿或相對于螺桿旋轉螺母。在第6，109，415號美國專利中示出和描述了這種止回設備的一個實例，因此該專 利文獻的全文參考并入本文中。這種飛行器的應用場合通常需要在“輔助”或“反向”負載作用于滾珠絲杠上之前 使機翼表面處于滑流中。通常希望能夠在飛行器處于地面上時和在機翼表面未受負載時檢查這種止回設 備的表觀操作完整性。在第6，631，791B2和7，672，540B1號美國專利中示出和描述了其它止回設備的細 節(jié)，這些專利文獻的全文因此參考并入本文中。

發(fā)明內容
僅以說明性而非限制性目的附帶參考公開實施例的相應部件、部分或表面，本發(fā) 明大致提供了改進的用于確定止回設備00)的操作完整性的方法和裝置。在一個方面，本發(fā)明提供了在具有滾珠絲杠的止回設備上的改進，所述絲杠 連接至具有可逆極性(士L)的可變負載并且具有貫穿殼體的部分，該設備包括制動機構 (29)，所述制動機構作用于殼體和滾珠絲杠之間，用于施加阻礙滾珠絲杠沿“輔助，，負載方 向移動、但基本不阻礙滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用力。該改進大致包括第一 彈簧(43)，其作用于殼體和制動機構之間以在制動機構上施加第一預加載力(Fl)，用于模 擬沿所述方向中的一個施加在滾珠絲杠上的外部負載；因此能夠在沒有外部負載作用于滾珠絲杠上時檢查止回設備的表觀操作完整性。 這種改進還可以包括第二彈簧(44)，其作用于殼體和制動機構之間以在制動機構 上施加第二預加載力(F2)，用于模擬沿所述方向中的另一個施加在滾珠絲杠上的外部負載。 預加載力之一大于預加載力中的另一個。該止回設備可被裝配在飛行器0 上。這種飛行器可以具有機翼表面(46)，其被 設置成在滾珠絲杠上施加作用力。第一預加載力允許在飛行器處于地面上時檢測止回設備 的操作完整性?！拜o助”和“反向”負載之一可以在止回設備上施加拉力，“輔助”和“反向”負載中 的另一個可以在止回設備的制動機構上施加壓縮力。第一預加載力要求向滾珠絲杠施加力矩閾值來移動滾珠絲杠。止回設備的操作完 整性可以根據力矩閾值和移動滾珠絲杠所需要的實際力矩來確定。電動馬達08)可被用于選擇性地沿合適方向轉動滾珠絲杠，止回設備的操作完 整性可以根據移動滾珠絲杠所需要的馬達電流實際值和移動滾珠絲杠所需要的馬達電流 理論值來確定。在另一方面，本發(fā)明提供一種改進的用于檢測裝配在飛行器0 上且被用來防 止連接機翼表面G6)的滾珠絲杠意外發(fā)生旋轉的止回設備00)的表觀操作完整性 的方法，該止回設備具有制動機構(四)，其作用于飛行器和滾珠絲杠之間以用于生成阻礙 滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但基本不阻礙滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用 力。該方法包括以下步驟提供第一彈簧^幻；使第一彈簧在制動機構上施加第一預加載 力(Fl)；在飛行器處于地面上時，確定移動滾珠絲杠需要的實際力矩(Ta)；將該實際力矩 與移動滾珠絲杠所需要的理論力矩(Tt)作比較；如果實際力矩小于理論力矩，則推斷止回 設備操作不正常；從而能夠在飛行器處于地面上時對止回設備的表觀操作完整性進行檢 測。因此，本發(fā)明的總體目標是提供改進的用于檢測或推斷止回設備的操作完整性的 方法和裝置。這些和其它目標及優(yōu)點將從上述和下列說明書、附圖和所附權利要求中變得顯而 易見。


圖1是改進的止回設備的局部縱向豎直視圖，其中部分為剖面，部分為立視圖，該 視圖示出了作用于殼體和制動結構之間的第一和第二預加載彈簧；圖2是局部橫向豎直視圖，該視圖是在除去滾珠絲杠的情況下沿圖1中的線2-2 截得的；圖3是局部示意圖，其示出了作用在制動結構上的各種作用力；圖4是示意圖，其示出了以可操作的方式安裝在作用于機翼表面和飛行器機身之 間的滾珠絲杠上的止回設備。
具體實施例方式首先，應清楚地認識到在所有附圖中，相似的附圖標記均用于標識相同的結構元 件、部分或表面，因為這些元件、部分或表面將通過整個書面說明書(該具體實施方式
部分 為其整體的一部分)得到進一步描述或解釋。除非另外說明，附圖將用于結合說明書來閱 讀(例如剖面線、部件結構、比例、角度等)，并且應被視為本發(fā)明的整個說明書的一部分。 在下列描述中，術語“水平”、“豎直”、“左”、“右”、“上”、“下”及其形容詞和副詞性衍生詞(例 如“水平地”、“向右地”、“向上地”等)僅是指所示結構在附圖面向讀者時的方位。同樣，術 語“向內地”和“向外地”通常指表面相對其延長軸線或者旋轉軸線(視情況而定)的方位?，F(xiàn)在參見附圖，具體參見圖1和圖2，本發(fā)明提供了在止回設備(其總體用20指 示)上的改進。該止回設備被示出具有滾珠絲杠(其總體上用21指示)，其由內部部件 22(即，拉桿)和固定連接在內部部件上的外部部件23構成。該滾珠絲杠連接具有可逆極 性(士L)的負載，并且具有貫穿殼體M的部分，在圖1中示出。該殼體被示出是由包括中 央部件25、上部部件沈和下部部件28在內的各種部件構成的組件。制動機構(其總體上用四指示)以可操作的方式被設置成作用于殼體和滾珠絲杠 之間，用于施加阻礙滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但基本不阻礙滾珠絲杠沿“反向”負載 方向移動的作用力。該制動機構四被示出包括作用在從滾珠絲杠外部部件沿徑向向外伸出 的環(huán)形凸緣30上的兩個不同的子組件。制動機構的右側部件被示出包括以下部件環(huán)形止推 端板31，其抵靠殼體并且通過防轉銷32被阻止相對于殼體發(fā)生旋轉；環(huán)形止推軸承33、；34 ； 環(huán)形棘輪板35 ；環(huán)形制動環(huán)36 ；以及另一環(huán)形構件38，其抵靠滾珠絲杠凸緣30并且通過防轉 銷39被阻止相對于滾珠絲杠凸緣發(fā)生旋轉。制動組件的左側部件是右側部件的鏡像。因此， 相同的附圖標記已被用于標識制動構件的左側部件的相應部件、部分或表面。如圖2中最佳示出的那樣，棘爪40、40被裝配在殼體上，并且以可操作的方式被設 置成接合棘輪35’。這些棘爪被裝配用于在銷41、42上旋轉，并且受到彈簧偏壓以接合合適 的棘輪。棘輪35的齒指向一個角度方向，棘輪35’的齒指向相反的角度方向。因此，與棘 輪相關的棘爪被布置成允許沿一個方向的運動，但阻止沿另一個方向的運動，盡管因為棘 輪方向發(fā)生翻轉，這兩套軸向隔開的棘爪發(fā)生翻轉。本發(fā)明的這部分內容總體上在第6，109，105號美國專利中得到教導和描述。這種改進提供第一彈簧43，其作用于殼體和制動機構之間以在制動機構上施加第 一預加載力(Fl)，用于模擬沿所述方向中的一個方向施加在滾珠絲杠上的外部負載，使得 能夠在沒有外部負載作用于滾珠絲杠上時檢查止回設備的操作完整性。這種改進還可以包 括第二彈簧44，其作用于殼體和制動機構之間以在制動機構上施加第二預加載力(F2)，用 于模擬沿所述方向中的另一個方向施加在滾珠絲杠上的外部負載。在優(yōu)選實施例中，第一 和第二預加載彈簧43、44為盤形彈簧，其被設置成作用于殼體和制動機構之間，并且被設 置成彼此相對。由彈簧43施加的作用力(Fl)可以大于由彈簧44施加的反向作用力(F2)。如在 圖3中最佳示出的那樣，第一彈簧43可以被設置成在制動機構上施加約7000磅的向右作 用力，而第二彈簧44可以被設置成在制動機構上施加約2000磅的向左作用力。如圖4所示，止回設備適于裝配在飛行器45上。這種飛行器可以具有在中間樞轉 的機翼表面46，其被設置成在滾珠絲杠上施加作用力。滾珠絲杠通過驅動設備(諸如電動馬達)選擇性地沿合適的角方向旋轉。第一預加載力(無論有第二預加載力與否)允許在 飛行器處于地面上時檢查止回設備的操作完整性。“輔助”和“反向”負載之一在制動機構上施加張力，“輔助”和“反向”負載中的另 一個在制動機構上施加壓縮力。第一預加載力要求向滾珠絲杠施加力矩閾值來移動滾珠絲 杠。止回設備的操作完整性可以根據移動滾珠絲杠所需要的實際力矩和力矩閾值來確定。 在一種形式中，如果移動滾珠絲杠所需要的實際力矩小于力矩閾值，則感測到缺陷或故障。在另一實施例中，電動馬達被用于選擇性地沿合適方向轉動滾珠絲杠。移動滾珠 絲杠所需要的電動馬達電流理論值是已知的。止回設備的操作完整性可以根據移動滾珠絲 杠所需要的電動馬達電流實際值和移動滾珠絲杠所需要的電動馬達電流理論值來確定。同 樣，如果移動滾珠絲杠所需要的電動馬達電流實際值小于電動馬達電流理論值，則表明存 在故障或缺陷。在另一方面，本發(fā)明提供一種改進的用于檢測裝配在飛行器上且被用來防止連接 機翼表面的滾珠絲杠意外發(fā)生旋轉的止回設備的操作完整性的方法。該止回設備具有制動 機構，其作用于飛行器和滾珠絲杠之間，用于生成阻礙滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但 基本不阻礙滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用力。該方法大致包括以下步驟提供第 一彈簧；使第一彈簧在制動機構上施加第一預加載力；在飛行器處于地面上時，確定移動 滾珠絲杠實際需要的力矩；將該實際力矩與移動滾珠絲杠所需要的理論力矩作比較；如果 實際力矩小于理論力矩，則推斷止回設備操作不正常；從而能夠在飛行器處于地面上時對 止回設備的操作完整性進行檢測。變型本發(fā)明明確考慮能夠實施多種改變和增加。例如，必要時能夠輕易地改變滾珠絲 杠的結構和配置。在所示形式中，滾珠絲杠為通過其間的花鍵連接被限制成共同旋轉的內 部部件22和外部部件23。可以采用其它類型的滾珠絲杠。例如，第6，109，415號美國專利 中示出了具有向外延伸的徑向凸緣的滾珠絲杠和作用于殼體與該滾珠絲杠之間的制動機 構的另一種結構。同樣，能夠根據需要改變殼體的結構和配置。在優(yōu)選實施例中，含有斜輥的制動環(huán)以可操作的方式被設置成制動機構的一部 分。獲得的并不總是這樣的需要，并且這種制動環(huán)根據需要可以被改變或變型，或者一起被 省略。因此，雖然已經示出和描述了這種改進的止回設備的當前優(yōu)選形式，并且討論了 它的幾種改變，但是本領域技術人員將輕易地意識到可以對其進行各種額外的改變和改 進，同時不脫離由以下權利要求限定和區(qū)分的本發(fā)明的精神。
權利要求
1.一種具有滾珠絲杠的止回設備，所述滾珠絲杠與具有可逆極性的可變負載相連并且 具有貫穿殼體的部分，所述止回設備包括制動機構，所述制動機構作用于所述殼體和所述 滾珠絲杠之間以用于產生阻礙所述滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但基本上不會阻礙所 述滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用力，所述止回設備包括第一彈簧，其作用于所述殼體和所述制動機構之間以在所述制動機構上施加第一預加 載力，用于模擬沿所述“輔助，，和“反向，，負載方向中的一個方向施加在所述滾珠絲杠上的 外部負載；由此在沒有外部負載作用于所述滾珠絲杠上時，所述止回設備的表觀操作完整性能夠 被檢查。
2.如權利要求1所述的止回設備，其還包括第二彈簧，其作用于所述殼體和所述制動機構之間以在所述制動機構上施加第二預加 載力，用于模擬沿所述“輔助，，和“反向，，負載方向中的另一個方向施加在所述滾珠絲杠上 的外部負載。
3.如權利要求2所述的止回設備，其中，所述第一和第二預加載力中的一個大于所述 第一和第二預加載力中的另一個。
4.如權利要求1所述的止回設備，其中，所述止回設備被裝配在飛行器上，其中所述飛 行器具有機翼表面，所述機翼表面被設置成在所述滾珠絲杠上施加作用力，并且所述第一 預加載力允許在所述飛行器處于地面上時檢查所述止回設備的操作完整性。
5.如權利要求1所述的止回設備，其中，所述“輔助”和“反向”負載中的一個在所述制 動結構上施加拉力，并且所述“輔助”和“反向”負載中的另一個在所述制動機構上施加壓 縮力。
6.如權利要求1所述的止回設備，其中，所述第一預加載力使得向所述滾珠絲杠施加 一力矩閾值來移動所述滾珠絲杠，所述止回設備的操作完整性根據所述力矩閾值和移動所 述滾珠絲杠所需要的實際力矩來確定。
7.如權利要求6所述的止回設備，其中，電動馬達被用于選擇性地沿合適方向轉動所 述滾珠絲杠，其中移動所述滾珠絲杠所需要的馬達電流理論值是已知的，所述止回設備的 操作完整性根據所述馬達電流理論值和移動所述滾珠絲杠所需要的馬達電流實際值來確 定。
8.一種用于檢測裝配在飛行器上且被用來防止連接至機翼表面的滾珠絲杠意外發(fā)生 旋轉的止回設備的操作完整性的方法，所述止回設備具有制動機構，所述制動機構作用于 所述飛行器和所述滾珠絲杠之間以用于生成阻礙所述滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但 基本上不會阻礙所述滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用力，所述方法包括以下步驟提供第一彈簧；使所述第一彈簧在所述制動機構上施加第一預加載力；在所述飛行器處于地面上時，確定移動所述滾珠絲杠需要的實際力矩；將所述實際力矩與移動所述滾珠絲杠所需要的理論力矩作比較；以及如果所述實際力矩小于所述理論力矩，則推斷所述止回設備操作不正常；由此能夠在所述飛行器處于地面上時對所述止回設備的表觀操作完整性進行檢驗。
全文摘要
本發(fā)明提供了在具有滾珠絲杠(21)的止回設備(20)的改進，所述滾柱絲杠連接至具有可逆極性(±L)的可變負載并且具有貫穿殼體(24)的部分。該設備包括制動機構(29)，其作用于殼體和滾珠絲杠之間，用于施加阻礙滾珠絲杠沿“輔助”負載方向移動、但基本不阻礙滾珠絲杠沿“反向”負載方向移動的作用力。該改進大致包括第一彈簧(43)，其作用于殼體和制動機構之間以在制動機構上施加第一預加載力(F1)，用于模擬沿所述方向中的一個施加在滾珠絲杠上的外部負載；因此能夠在沒有外部負載作用于滾珠絲杠上時檢查止回設備的表觀操作完整性。
文檔編號B64F5/00GK102066195SQ200880129746
公開日2011年5月18日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權日2008年6月13日
發(fā)明者D·J·曼扎納雷斯, F·L·伯恩哈德 申請人:莫戈公司