CN112081891B - 致动器下部附接件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了致动器下部附接件，并具体公开了螺杆致动器，其包括：主螺母；具有第一螺纹的第一次螺母；具有第二螺纹的第二次螺母；以及第一附接装置。第一螺母、第一次螺母和第二次螺母以第一次螺母与第二次螺母之间的第一初始轴向间距连接到第一附接装置。第一次螺母通过允许第一次螺母相对于第一附接件旋转的轴承安装到第一附接装置。第一次螺母通过具有小于螺杆致动器轴的螺纹的螺距的螺距的螺纹连接部连接到第二次螺母。当主螺母失效时，第一次螺母和第二次螺母的螺纹抵靠螺杆轴的螺纹负载从而相对于彼此旋转，并且第一次螺母和第二次螺母从两者之间的第一轴向间距移动成不同的第二轴向间距。

Description

致动器下部附接件
技术领域
本公开涉及一种用于致动器的下部附接件以及一种将致动器附接到诸如飞行期稳定器的另一部件的方法。
背景技术
致动器是将机械***的一个零件相对于另一零件移动的常用装置。例如，致动器在整个飞行器上广泛用于相对于飞行器的框架，移动襟翼和缝翼，以在飞行期间控制飞行器。一种安全关键致动器是控制飞行器上的可微调水平稳定器(THS)的可微调水平稳定器致动器(THSA)。螺杆致动器通常用于THSA布置。致动器需要在一个端部处连接到飞行器的框架，并且在另一端部处连接到THS。到飞行器框架的连接部通常称为上部附接件，并且到THS的连接部通常称为下部附接件。通常，螺杆致动器将具有通过上部附接件连接到框架的驱动部分(例如，马达)，并且所述驱动部分驱动螺杆轴的旋转。螺母(为冗余起见，其可包括多个螺母)设置在螺杆轴上，并且固持成无法旋转。这意味着螺杆轴的旋转致使螺母沿着轴平移。螺母连接到连接到THS的下部附接件(或其一部分)。
由于THSA是飞行器的安全关键零件，本领域已知在致动器布置中提供冗余，使得如果主负载路径(PLP)失效，则次负载路径(SLP)可接合，使得THS在飞行期间并不失控地移动。在下部附接件处，这通常通过提供PLP的主螺母以及连接到主螺母的次螺母提供。次螺母提供SLP并且相对于主螺母固持，使得次螺母在PLP接合时不经历负载(因此不经历磨损/疲劳)。通常，形成次负载路径的零件被设计成当SLP接合时(例如，当PLP由于磨损、疲劳等而失效时)阻塞(jam)致动器。这确保当PLP失效时THS不失控地摆动。
如果THS在飞行期间(即在空气动力负载下)颤振过多，这可对飞行器和THSA的其他零件造成冲击负载，有时甚至达到THS脱离飞行器的程度。因此，认证要求是THS的角度不应当颤振超过0.034°的角度范围，无论是PLP还是SLP接合。即，THS必须由THSA相当安全地固持，使得THS上的空气动力负载不致使THS移动超过0.034°。
当PLP接合时，本领域已知如何通过确定THSA部件在空气动力负载下的必要弹性、各种部件在预期工况下的热膨胀以及控制THSA***中的累计游隙量来满足此0.034°认证要求。即，设计者将部件在预期THS空气动力负载下可变形的总量组合在一起，并且添加由于热膨胀所致的游隙，并且添加主螺母与螺杆轴之间的游隙，而得到针对THS的以度测量的转换成最大颤振的累计游隙值。
如上所述，SLP在PLP接合时必须保持未负载，以便避免SLP中的磨损/疲劳。为了使SLP在PLP的预期变形/热膨胀等期间保持未负载，引入游隙以将SLP部件充分间隔开，使得它们在PLP接合时不经历负载。这在***中引入进一步游隙，并且当SLP接合时，此进一步游隙可导致不满足0.034°认证要求。
在下部附接件的一个已知实例中，次螺母具有相比主螺母更薄的螺纹，并且由主螺母固持，使得次螺母的螺纹在PLP接合时不触及螺杆轴的螺纹。因此，当SLP接合时在THSA中通常存在显著游隙。此游隙是必要的使得SLP在PLP接合时不经历磨损/疲劳，但这也意味着SLP接合时的游隙可超出前述0.034°认证要求。因此，期望在THSA中提供游隙减小***，使得SLP未接合时SLP中存在的初始游隙量在SLP接合时减小。
US2019/0107185 A1公开一种用于THSA的已知下部附接***，所述***在主螺母失效时致使两个次螺母远离/朝向彼此移动，以便消除次螺母的螺纹与螺杆轴的螺纹之间初始存在的游隙。
在上部附接件的一个已知实例中，提供连杆。连杆向下延伸到致动器的螺杆轴的中心并随螺杆轴旋转。连杆具有固持在连接到飞行器框架的轭架中的球状端部。轭架基本上包封连杆的球状端部，使得当杆在负载下(例如，当SLP接合时)移动时，连杆无法从轭架轴向地移出。当PLP接合时，球状端部在轭架内且相对于轭架旋转，并且在球与轭架之间存在空间(游隙)，使得对球状端部没有磨损。当SLP接合时(例如，在上部附接件的另一部分失效的情况下，诸如万向节)，连杆以压缩和/或伸展的方式(这取决于THS上空气动力负载的方向)抵靠轭架负载。由于将连杆的球状端部与轭架间隔开所需的初始游隙，当上部端部处的SLP接合时，在总体THSA***中存在进一步游隙。同样，这可导致当SLP接合时超出前述0.034°认证要求。
US10,239,603公开了一种当SLP接合时减小上部端部处的游隙的解决方案。本文档公开一种用于THSA的上部附接***，所述***在SLP接合时通过朝向连杆的顶部拧紧两部分轭架的内轭架来握持连杆的端部，以便减小游隙。
THSA中的总初始游隙量尤其包括上部附接件和下部附接件处的游隙。出于上述原因，当SLP接合在上部附接件和下部附接件中的一者或两者处时，游隙可增大，有时显著增大。因此，期望在THSA中提供当SLP接合时减小总体游隙的游隙减小***。
发明内容
根据第一方面，本公开提供一种具有螺母布置的螺杆致动器，所述螺母布置包括：主螺母；具有螺纹的第一次螺母；具有螺纹的第二次螺母；以及第一附接装置；其中所述第一螺母、所述第一次螺母和所述第二次螺母以所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的第一轴向间距连接到所述第一附接装置；并且其中所述第一次螺母通过允许所述第一次螺母相对于所述第一附接装置旋转的轴承安装到所述第一附接装置；并且其中所述第一次螺母通过具有不同于所述第一次螺母的螺纹的螺距的螺距连接到所述第二次螺母；并且其中，当任何主负载路径部件失效时，当主螺母失效时，所述第一次螺母和所述第二次螺母的所述螺纹抵靠所述致动器的螺纹负载，所述第一次螺母由于所述螺纹连接部而相对于所述第二次螺母旋转(阻止后者旋转)，以便从所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的所述第一轴向间距移动为所述螺母之间的不同的第二轴向间距。这减小所述第二次螺母与所述致动器的螺杆轴之间的游隙。
在任何本文所述的实例中，所述主螺母可以是滚珠螺杆螺母，而所述第一次螺母和所述第二次螺母可以是螺母。
在任何本文所述的实例中，在所述主螺母与所述第一附接装置之间可不存在游隙，并且在所述第一主螺母与所述第一附接装置之间可不存在游隙。
在任何本文所述的实例中，所述第二次螺母可由所述第一附接装置固持成无法旋转。
在任何本文所述的实例中，闩锁机构可被提供为将所述第一次螺母锁定成在所述第一次螺母已相对于所述第一附接装置旋转预定量之后无法进一步旋转。
在任何本文所述的实例中，所述闩锁机构可包括钩、棘轮或弹簧销。
在任何本文所述的实例中，所述固持装置可被提供为防止所述第一次螺母在所述第一次螺母抵靠所述螺杆轴的所述螺纹负载之前的旋转。
在任何本文所述的实例中，所述固持装置可包括剪切销或球形止动器。
本文所述的螺杆致动器可用于飞行器上，并且所述飞行器可包括框架和可微调水平稳定器以及本文所述的螺杆致动器。所述螺杆致动器由上部附接件连接到所述框架，并且所述第一附接装置可连接到所述可微调水平稳定器，并且所述螺杆致动器用于控制所述可微调水平稳定器相对于所述飞行器的取向。
本文还描述一种减小螺杆致动器的螺母布置中的游隙的方法，所述方法包括：将根据本文所述的螺母布置安装到致动器的螺杆轴上，其中所述第一次螺母和所述第二次螺母具有第一初始轴向间距；当所述主螺母失效时，抵靠所述螺杆轴的螺纹负载所述第一次螺母和所述第二次螺母；以及使所述第一次螺母相对于所述第二次螺母旋转，使得由于所述螺杆连接部，所述第一次螺母和所述第二次螺母移动成不同的第二轴向间距。
本文还描述一种制造具有螺杆轴和螺母布置的螺杆致动器的方法。所述方法包括：提供上文所述的螺母布置。即，所述螺母布置包括：主螺母；第一次螺母，具有第一螺纹的第一次螺母；具有第二螺纹(64)的第二次螺母；以及第一附接装置。所述方法还包括：以所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的第一初始轴向间距将所述第一螺母、所述第一次螺母和所述第二次螺母连接到所述第一附接装置。所述方法还包括：通过允许所述第一次螺母相对于所述第一附接装置旋转的轴承将所述第一次螺母安装到所述第一附接装置。所述方法还包括：通过具有小于所述螺杆致动器轴的螺纹的螺距的螺距的螺纹连接部将所述第一次螺母连接到所述第二次螺母。当所述主螺母在负载下失效时，所述第一次螺母和所述第二次螺母的螺纹抵靠所述螺杆轴的螺纹负载，这致使所述第一次螺母相对于所述第二次螺母旋转，并且由于所述螺纹连接部，所述第一次螺母和所述第二次螺母从所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的所述第一轴向间距移动成所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的不同的第二轴向间距。
所述制造方法可包括提供任何如上文和本文所述的特征和部件。
附图说明
现在将仅通过距离方式且参考附图来更详细地描述本公开的某些实施方案，在附图中：
图1示出已知致动器；
图2A和图2B示出用于将已知致动器附接到例如飞行器的框架的框架的已知上部附接件的视图；
图3示出用于致动器的已知螺母布置；
图4示出根据本公开的螺母布置；
图5示出根据本公开的螺母布置的剖面；并且
图6A和图6B示出根据本公开的螺母布置的次螺母的剖面。
具体实施方式
图1示出具有上部部分200和下部部分300的已知致动器100。例如，致动器100可以是用于飞行器的可微调水平稳定器致动器(THSA)。致动器100具有螺杆轴102。下部部分300响应于螺杆轴102的旋转而沿着螺杆轴移动。端部止动件104a、104b安装在螺杆轴102上，并且它们限制下部部分300沿着螺杆轴102的轴向移动范围。
上部部分200具有可附接到飞行器(未示出)的框架的万向节202和也可附接到飞行器的框架的上部附接件204。在正常工况期间，万向节202承受致动器100与飞行器之间的所有负载，即它提供主负载路径。如果万向节202失效，则上部附接件204承受致动器100与飞行器之间的所有负载。即，上部附接件204在致动器100与飞行器之间提供冗余连接(即，次负载路径)，所述冗余连接在主负载路径的万向节202(或其他零件)失效之前不负载。
下部部分300包括主附接件302和次附接件304。在正常工况期间，主附接件将负载从致动器100传递到可微调水平稳定器(THS)(未示出)。主附接件302在THS与致动器100的主螺母之间传递负载。主螺母安设在螺杆轴102上并且在主附接件302与螺杆轴102之间传递负载。如果主螺母失效，则连接到次附接件304的次螺母与螺杆轴102接合。次附接件304然后在致动器100与THS之间传递负载。即，次附接件304在致动器100与THS之间提供冗余连接，即次负载路径。“正常操作”在本文中通常定义为通过致动器100的负载遵循主负载路径的情况。
上部部分200中的主负载路径的失效通常与下部部分300中的次负载路径的失效无关。因此，例如，下部部分中的主螺母的失效使得次螺母必须承受负载，与万向节202是否负载或上部附接件204是否负载在上部部分200处无关。
图2A和图2B示出来自图1的已知致动器100的上部部分200的视图。上部部分200包括万向节202和上部附接件204。上部附接件204形成轭架206或直接连接到轭架206。连杆208沿着螺杆轴102的中心延伸并且被连接用于与之一起旋转。连杆208具有容纳在轭架206内部的球状端部210。即，轭架206限定大于球状端部的内腔212。轭架206具有尺寸被设定成使得球状端部210无法从轭架206移出的孔口206a。在致动器100的操作期间，螺杆轴102旋转，因此连杆208也旋转。在致动器100的操作期间，上部附接件204和轭架206不旋转。为了避免由于摩擦对轭架206和球状端部210的磨损，在球状端部210与轭架206之间存在间隙214。在正常操作期间，万向节202将所有负载从致动器100传递到飞行器的框架，并且由于此负载，万向节202可在一定程度上弹性地变形。此外，在不同操作温度下，万向节202和致动器100的其他零件可热膨胀/收缩。间隙214的尺寸被设定成使得即使在万向节204的前述热/负载变形下，球状端部201也不接触轭架206。
在正常操作期间，万向节202在致动器100与飞行器的框架之间提供主负载路径。如果万向节202例如由于磨损或疲劳而损坏或断裂，则上部附接件204提供致动器100与飞行器的框架之间的备用连接。即，上部附接件提供在正常操作期间不接合(负载)的次负载路径。如果万向节202失效，则从飞行器到THSA的(次)负载路径：从飞行器的框架；进入上部附接件204中；穿过轭架206；进入连杆208的球状端部210中；进入螺杆轴102中；进入一个或多个螺母中；进入主附接件302或次附接件304中(这取决于下部部分300中的任何失效)；并且进入THS中。
间隙214为球状端部210与轭架206之间的自由移动提供空间，并且此自由移动区域允许THS在次负载路径接合时在空气动力负载下颤振。
图3示出来自已知致动器100的下部部分300的放大视图。下部部分300包括主附接件302、次附接件304、主螺母306和次螺母308。主螺母306固定地连接到主附接件302。次螺母308连接到次附接件304但具有呈间隙314形式的游隙。次附接件304连接到主附接件但具有呈间隙316形式的游隙。
在正常操作期间，来自螺杆轴102(图3未示出)的负载传递到主螺母306中，由此传递到连接到THS的主附接件302中。
次螺母308相对于主螺母306固持处于固定轴向位置。次螺母具有内螺纹，所述内螺纹具有与螺杆轴102的螺纹相同的螺距和间距，但所述螺纹在轴向方向上是薄的，使得当主螺母306适当地运行时，次螺母308的螺纹不触及螺杆轴102的螺纹。这是为了防止在致动器100的正常操作期间对次螺母308的磨损。然而，当SLP/次螺母308接合时，这种薄螺纹导致总体致动器***中另外的游隙。
如果主螺母306例如由于磨损或疲劳而失效，则来自螺杆轴102的负载传递到次螺母306中，然后传递到次附接件304中，由此传递到主附接件302中，由此传递到THS中。当下部部分300中的次负载路径接合时，次附接件304与次螺母以及主附接件之间的间隙314、316进一步增加总体致动器100的游隙。
图4示出根据本公开的新类型的下部附接件50。本公开的上部附接组件50可与上述致动器100的许多零件(诸如螺杆轴102、连杆208、连杆的球状端部210等)一起使用。因此，在可使用相似件的地方，也将使用相似附图标号。如下文详细描述的，根据本公开的下部附接件50包括通过零件之间的间距允许次负载路径在正常操作期间未负载但当次负载路径接合时闭合所述间距的特征，这可在次负载路径接合在致动器的下部部分中时减小THS的颤振。
下部附接组件50包括固定地连接到主螺母54(更清晰地示于图5、图6A和图6B中)的第一附接装置52以及下文称为第一次螺母56和第二次螺母58的两个次螺母56、58。次螺母56、58连接到第一附接装置52而在此连接部中不具有任何间隙/游隙。即，在根据本公开的下部附接件50中，没有已知下部附接件300的间隙314、316的等效物，而是***中的所有游隙“存储”在次螺母56、58中。
螺杆轴102具有带有给定螺距(螺杆轴螺距)的螺杆螺纹62。主螺母54是具有与螺杆轴螺纹62和主螺母54的螺纹54a接合的滚珠55的滚珠螺杆螺母。在正常操作期间，负载从螺杆轴螺纹62通过滚珠55传递到主螺母54，由此传递到第一附接装置和THS。
在正常操作期间，次螺母56、58均相对于主螺母54固持处于固定轴向距离。在此位置，次螺母56、58均被固持成使得它们的螺纹60、64不与螺杆轴102的螺纹62接触。
第一次螺母56通过一对轴承59连接到第一附接装置52。轴承59允许第一次螺母56相对于第一附接装置52旋转。如下文详细描述的，第二次螺母58可相对于第一次螺母56轴向地移动(即沿着螺杆轴102)。第二次螺母58连接到第一附接装置52，使得第二次螺母58无法相对于第一附接装置52旋转。
第一次螺母56通过螺纹连接部66连接到第二次螺母58。螺纹连接部66具有与螺杆轴螺距相比更小的螺距。
当主负载路径失效(例如，主螺母54由于磨损或疲劳而断裂)时，次螺母56、58例如由作用在THS上的空气动力而沿着螺杆轴102的轴线负载(即压贴螺杆轴螺纹62)。由于压贴螺杆轴螺纹60，次螺母56、58均尝试相对于螺杆轴102转动。第二次螺母58固持成无法旋转，而第一次螺母56则不。由于次螺母56、58之间的螺纹连接部66，第一次螺母56相对于第二次螺母58旋转。这通过推动第二次螺母58远离第一次螺母56或通过朝向第一次螺母56拉动第二次螺母58来改变两个次螺母56、58之间的相对轴向间距。因此，第一次螺母56上的螺纹60将在第一轴向方向上(例如，朝向上部部分200)抵靠螺杆轴102的螺纹62向上推动，而第二次螺母58上的螺纹64在相反的第二轴向方向上(例如，远离上部部分200)抵靠螺杆轴102的螺纹向上推动。这改变次螺母56、58之间的轴向间距，从而占据当次负载路径未负载时存在的初始提供的游隙。因此，当次负载路径负载时，在次螺母56、58与螺杆轴螺纹62之间存在减小的游隙。因此，0.034°认证要求可在SLP负载时得到满足。
为了防止第一次螺母56在PLP接合时的旋转，可提供固持装置(诸如剪切销或球形止动器)以限制第一次螺母56的自由旋转，直到施加预定水平的力来通过次螺母螺纹60、64与螺杆轴螺纹60的接合使第一次螺母56旋转为止。
当第一次螺母螺纹60初始地抵靠螺杆轴螺纹62负载时，第一次螺母56将围绕螺杆轴102旋转，因此相对于第二次螺母58旋转。由于螺纹连接部66相比于螺杆轴螺纹62更小的螺距，第一次螺母56将继续相对于第二次螺母58旋转，直到第二次螺母58的螺纹64在与第一次螺母56的螺纹60邻接螺杆轴102的螺纹62的侧相反的侧上牢固地邻接螺杆轴102的螺纹62。即，如果第一次螺母螺纹60在螺纹的大体上面向上部部分200的侧上邻接螺杆轴102的螺纹62，则第一次螺母56旋转，直到第二次螺母58的螺纹64在螺纹的大体上背对上部部分200的侧上邻接螺杆轴的螺纹62为止。
当第一次螺母56已相对于第二次螺母58旋转以便减小次螺母56、58与螺杆轴螺纹66之间的游隙时，闩锁机构(未示出)可将第一次螺母56锁定处于此新位置。所述闩锁机构可以是例如钩、棘轮或弹簧销。这确保的是，即使次螺母56、58上的负载(例如，来自THS上的空气动力负载)方向改变方向，两个次螺母56、58也维持它们新的相对轴向定位。
图6A示出当朝向第二次螺母58推动(例如，在THS上的空气动力负载下)第一次螺母56时的两个次螺母56、58。第一次螺母56相对于第二次螺母58旋转，并且由于螺纹连接部66而与之更靠近。这种运动减小第一次螺母56的螺纹60与第二次螺母58的螺纹64之间的间距，因此减小这两个螺纹60、64与螺杆轴102的螺纹62之间的游隙。
图6B示出当远离第二次螺母58拉动(例如，在THS上的空气动力负载下)第一次螺母56时的两个次螺母56、58。第一次螺母56相对于第二次螺母58旋转，并且由于螺纹连接部66而与之更远。这种运动增大第一次螺母56的螺纹60与第二次螺母58的螺纹64之间的间距，因此减小这两个螺纹60、64与螺杆轴102的螺纹62之间的游隙。
虽然主螺母54在附图中被视为滚珠螺杆螺母，但它可以是螺母。由于第一次螺母56的螺纹60和第二次螺母58的螺纹64的螺距与螺杆轴102的螺距相同，因此螺纹连接部60的螺距小于第一次螺母56的螺纹60和第二次螺母58的螺纹64的螺距。
本文所述的轴布置和螺母布置可通过提供上文所述的螺母布置(即包括主螺母、具有第一螺纹60的第一次螺母56、具有第二螺纹64的第二次螺母58以及第一附接装置52)来制造。所述方法还包括：以第一次螺母与第二次螺母之间的第一初始轴向间距将第一螺母、第一次螺母和第二次螺母连接到第一附接装置；以及通过允许第一次螺母相对于第一附接装置旋转的轴承59将第一次螺母安装到第一附接装置；以及通过具有小于螺杆致动器轴的螺纹62的螺距的螺距的螺纹连接部66将第一次螺母连接到第二次螺母；并且其中，当主螺母在负载下失效时，第一次螺母8的螺纹60和第二次螺母58的螺纹64抵靠螺杆轴102的螺纹负载，这致使第一次螺母相对于第二次螺母旋转，并且由于螺纹连接部66，第一次螺母56和第二次螺母58从第一次螺母与第二次螺母之间的第一轴向间距移动成第一次螺母与第二次螺母之间的不同的第二轴向间距。

Claims (11)

1.一种具有螺杆轴(102)和螺母布置的螺杆致动器，所述螺母布置包括：
主螺母(54)；
具有第一螺纹(60)的第一次螺母(56)；
具有第二螺纹(64)的第二次螺母(58)；以及
第一附接装置(52)；
其中所述主螺母、所述第一次螺母和所述第二次螺母以所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的第一初始轴向间距连接到所述第一附接装置；并且
其中所述第一次螺母通过允许所述第一次螺母相对于所述第一附接装置旋转的轴承(59)安装到所述第一附接装置；并且
其中所述第一次螺母通过具有小于所述螺杆轴的螺纹(62)的螺距的螺距的螺纹连接部(66)连接到所述第二次螺母；并且
其中，当所述主螺母在负载下失效时，所述第一次螺母(56)的所述第一螺纹(60)和所述第二次螺母(58)的所述第二螺纹(64)抵靠所述螺杆轴(102)的螺纹负载，这致使所述第一次螺母相对于所述第二次螺母旋转，并且由于所述螺纹连接部(66)，所述第一次螺母(56)和所述第二次螺母(58)从所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的所述第一初始轴向间距移动成所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的不同的第二轴向间距。
2.根据权利要求1所述的螺杆致动器，其中所述主螺母(54)是滚珠螺杆螺母，并且其中所述第一次螺母(56)和所述第二次螺母(58)是螺母。
3.根据权利要求1或2所述的螺杆致动器，其中在所述主螺母(54)与所述第一附接装置(52)之间不存在游隙，并且其中在所述第一次螺母(56)与所述第一附接装置(52)之间不存在游隙。
4.根据权利要求1或2所述的螺杆致动器，其中所述第二次螺母(58)由所述第一附接装置(52)固持成无法旋转。
5.根据权利要求1或2所述的螺杆致动器，其中闩锁机构被提供为将所述第一次螺母(56)锁定成在所述第一次螺母已相对于所述第一附接装置(52)旋转预定量之后无法进一步旋转。
6.根据权利要求5所述的螺杆致动器，其中所述闩锁机构包括钩、棘轮或弹簧销。
7.根据权利要求1或2所述的螺杆致动器，其中固持装置被提供为防止所述第一次螺母(56)在所述第一次螺母(56)的螺纹(60)抵靠所述螺杆轴(102)的螺纹(62)负载之前的旋转。
8.根据权利要求7所述的螺杆致动器，其中所述固持装置包括剪切销或球形止动器。
9.一种飞行器，所述飞行器包括框架和可微调水平稳定器以及根据权利要求1至8中任一项所述的螺杆致动器，
其中所述螺杆致动器由上部附接件(200)连接到所述框架，并且第一附接装置(52)连接到所述可微调水平稳定器，并且所述螺杆致动器用于控制所述可微调水平稳定器相对于所述飞行器的取向。
10.一种减小螺杆致动器的螺母布置中的游隙的方法，所述方法包括：
将根据权利要求1至8中任一项所述的螺杆致动器中的主螺母(54)、第一次螺母(56)、第二次螺母(58)布置安装到致动器的螺杆轴(102)上，其中所述第一次螺母(56)和所述第二次螺母(58)具有第一初始轴向间距；
当所述主螺母失效时，抵靠所述螺杆轴(102)的螺纹(62)负载所述第一次螺母(56)和所述第二次螺母(58)；以及
使所述第一次螺母(56)相对于所述第二次螺母(58)旋转，使得由于所述螺纹连接部(66)，所述第一次螺母和所述第二次螺母移动成不同的第二轴向间距。
11.一种制造具有螺杆轴(102)和螺母布置的螺杆致动器的方法，所述方法包括：
提供螺母布置，所述螺母布置包括：
主螺母(54)；
具有第一螺纹(60)的第一次螺母(56)；
具有第二螺纹(64)的第二次螺母(58)；以及
第一附接装置(52)；
以所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的第一初始轴向间距将所述主螺母、所述第一次螺母和所述第二次螺母连接到所述第一附接装置；并且
通过允许所述第一次螺母相对于所述第一附接装置旋转的轴承(59)将所述第一次螺母安装到所述第一附接装置；并且
通过具有小于所述螺杆轴的螺纹(62)的螺距的螺距的螺纹连接部(66)将所述第一次螺母连接到所述第二次螺母；并且
其中，当所述主螺母在负载下失效时，所述第一次螺母(56)的所述第一螺纹(60)和所述第二次螺母(58)的所述第二螺纹(64)抵靠螺杆轴(102)的螺纹负载，这致使所述第一次螺母相对于所述第二次螺母旋转，并且由于所述螺纹连接部(66)，所述第一次螺母(56)和所述第二次螺母(58)从所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的所述第一初始轴向间距移动成所述第一次螺母与所述第二次螺母之间的不同的第二轴向间距。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11820631B2 (en) 2019-04-05 2023-11-21 Oshkosh Corporation Actuator failure detection and scissor lift load sensing systems and methods
CA3136205C (en) * 2019-04-05 2024-05-28 Oshkosh Corporation Actuator failure detection systems and methods
US20200317488A1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Oshkosh Corporation Fully-electric scissor lift
EP3789294B1 (en) * 2019-09-04 2023-05-03 Goodrich Actuation Systems SAS Actuator
EP4145018B1 (en) * 2021-09-02 2024-06-26 Goodrich Actuation Systems Limited Lead screw assembly

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB664824A (en) * 1948-04-20 1952-01-16 Victoria Machine Tool Company Improvements in or relating to means for eliminating back lash in transmission mechanisms
CN1699792A (zh) * 2004-05-14 2005-11-23 浜国际有限公司 移动体和带有移动体的动力传动装置
CN102537252A (zh) * 2010-12-06 2012-07-04 梅西耶-布加蒂-道提公司 机电式可伸缩致动器
CN106458315A (zh) * 2014-01-20 2017-02-22 赛峰电子与防务公司 用于对飞行器的水平稳定器进行控制的致动器
CN106574699A (zh) * 2014-05-16 2017-04-19 庞巴迪公司 用于飞行器飞行控制表面的致动器和方法
EP3282146A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-14 Ratier-Figeac SAS Secondary load path dectection

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1068231A (en) * 1964-01-23 1967-05-10 British Aircraft Corp Ltd Improvements in screw-and-nut mechanisms incorporating recirculating ball screws
DE1550657B2 (de) * 1966-02-03 1971-06-09 Blohm, Robert, 2000 Hamburg Berge dorf Getriebe mit einer vertikal schraubbeweglich angeordneten gewindespindel
US3857547A (en) * 1974-03-18 1974-12-31 Templeton Kenly & Co Automatically compensating jack construction
US8033500B1 (en) * 2008-04-28 2011-10-11 Rockwell Collins, Inc. Actuator load path monitoring system
US8291782B1 (en) * 2009-09-30 2012-10-23 Rockwell Collins, Inc. Actuator assembly for stabilizers
WO2011096913A1 (en) 2010-02-03 2011-08-11 Moog Inc. Structurally-redundant actuators
US8496204B1 (en) * 2011-07-06 2013-07-30 Rockwell Collins, Inc. Method and system for minimizing axial backlash in a dual load path fail-safe aircraft actuator system
EP3072808B1 (en) 2015-03-26 2017-10-25 Goodrich Actuation Systems SAS Upper attachment for trimmable horizontal stabiliser actuator
EP3072809B1 (en) * 2015-03-27 2020-07-15 Goodrich Actuation Systems SAS Lower attachment for trimmable horizontal stabiliser actuator
EP3296593B1 (en) * 2016-09-15 2023-06-14 Ratier-Figeac SAS A screw actuator for a flight control surface and a method of monitoring the operation of the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB664824A (en) * 1948-04-20 1952-01-16 Victoria Machine Tool Company Improvements in or relating to means for eliminating back lash in transmission mechanisms
CN1699792A (zh) * 2004-05-14 2005-11-23 浜国际有限公司 移动体和带有移动体的动力传动装置
CN102537252A (zh) * 2010-12-06 2012-07-04 梅西耶-布加蒂-道提公司 机电式可伸缩致动器
CN106458315A (zh) * 2014-01-20 2017-02-22 赛峰电子与防务公司 用于对飞行器的水平稳定器进行控制的致动器
CN106574699A (zh) * 2014-05-16 2017-04-19 庞巴迪公司 用于飞行器飞行控制表面的致动器和方法
EP3282146A1 (en) * 2016-08-12 2018-02-14 Ratier-Figeac SAS Secondary load path dectection

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