[发明专利]致动器旋转对准装置

说明书

诸如流体动力式线性致动器(30)设置有相对于第一部件(32)处于固定角度位置的螺旋定向表面(40)；以及相对于第二部件(33)处于固定角度位置的从动件(50)。当第一部件和第二部件随着致动器缩回而朝向彼此移动时，从动件(50)接合螺旋定向表面(40)并沿着螺旋定向表面(40)移动，以将第一部件(32)和第二部件(33)旋转到预定的相对角度位置。

本发明涉及用于线性致动器的旋转对准装置，该类型的线性致动器包括部件，所述部件当致动器延伸时围绕延伸轴线相对于彼此自由扭转或可以自由扭转，除非采取附加的措施来防止这种扭转。

由流体操作的线性致动器通常包括在气缸中可滑动的活塞，在这些部件之间需要流体密封性密封件。为了使密封更容易，活塞和气缸通常具有匹配的圆形横截面。这使得活塞在气缸中自由扭转，除非受到部件或机构的约束，在所述部件或机构之间活塞和气缸进行操作。除非特别规定，否则这种约束并不总是可获得的，而这种扭转并不总是合乎期望的。例如，当致动器是用于紧急释放或用于将有效载荷从飞行器中弹出的高速、高压气体操作的致动器时，一旦载荷已经被释放或弹出，用于推压该载荷的活塞的端部自由地伸出，并且可以通过围绕活塞轴线旋转而采取基本上随机的定向。活塞通常装备有成形的弹出靴(ejector shoe)或轭，其用于推压该载荷。一旦载荷已消失，弹出靴将在飞行器滑流中随机且不可预测地旋转，从而导致阻力、雷达横截面、振动和机身应力的不可预测的变化，并且在缩回时表现出旋转未对准。作为另一示例，致动器可以可缩回地悬挂飞机起落架的自位轮。如果自位轮保持围绕致动器活塞轴线自由旋转，则当试图将起落架缩回到飞行器主体内时可能出现困难。类似的问题可以出现在其他类型的线性致动器中，例如具有围绕其操作轴线自由旋转的电枢的电动线性马达。

已知使用特别设置的约束臂来防止流体操作的致动器活塞在其气缸中扭转，该约束臂在一端枢转地连接到气缸或另一合适的固定点，并且在另一端枢转地连接到活塞的自由端。该臂具有中心铰链或肘部，以允许其与致动器一起延伸和缩回。然而，即使该臂由轻质、高强度材料例如钛合金制成，也增加了致动器组装件的总重量。这些材料往往是昂贵的。当活塞缩回时，该臂的肘部横向突出相当大的距离，其可能难以容置在飞行器上可用的有限空间内，并且可能显著地增加阻力。

根据本发明，解决了这些问题，本发明提供了一种线性致动器，其包括沿着操作轴线相对于第二部件可延伸和可缩回的第一部件；第一部件和第二部件围绕操作轴线相对于彼此自由地可旋转；其中螺旋定向表面被布置成围绕操作轴线并且相对于第一部件处于固定的角度位置；其中从动件被布置在围绕操作轴线相对于第二部件的固定角度位置；并且其中当第一部件和第二部件相对于彼此朝向操作轴线的端部移动时，从动件从允许第一部件和第二部件自由相对旋转的脱离状态移动到一种状态，在所述状态中从动件接合螺旋定向表面并沿着螺旋定向表面移动以使第一部件和第二部件围绕操作轴线相对于彼此旋转，直到从动件沿着螺旋定向表面到达预定位置。从而使第一部件和第二部件围绕操作轴线相对于彼此处于预定角度定向。

第一部件和第二部件移动朝向的操作轴线的端部可以是第一部件和第二部件相对于彼此延伸所在的端部，或者可以是第一部件和第二部件相对于彼此缩回所在的端部。实际上，在需要时，第一部件和第二部件可以分别设置有附加的螺旋定向表面和附加的从动件，所述附加的螺旋定向表面和附加的从动件被定位并布置成类似于前述螺旋定向表面和从动件进行操作，以使得第一部件和第二部件在相对于彼此的延伸和缩回位置中围绕操作轴线相对于彼此进入预定角度取向。

从动件可以包括与螺旋定向表面互补的螺旋表面。这可以有助于减小对螺旋定向表面和从动件二者的冲击力和磨损。从动件和/或螺旋定向表面可以被弹性地安装，以便沿着操作轴线进行受限移动，以帮助缓冲冲击力和减少磨损。