用于将运动传送到位置传感器的装置以及用于感测位置的对应装置

摘要

一种用于将运动传送到带齿元件(2)的装置(10)，该带齿元件(2)形成位置传感器(1)的输入，该传送装置包括：输出轴(11)；第一带齿扇部(12)，其可旋转地连结到所述输出轴；第二带齿扇部(22)，其同轴地安装到该第一带齿扇部以具有相对于第一带齿扇部的角位移，返回构件安装在各带齿扇部之间，用以将第二带齿扇部返回到预定位置，其特征在于，所述返回构件布置成磁性地产生力，所述力倾向于将所述第二带齿扇部移动到所述预定位置。

说明书

本发明涉及位置检测领域，并且特别地，涉及一种用于将运动传送到位置 检测器的装置和包括此类传送装置的位置检测装置。

在航空学领域，已知藉由位置传感器来检测诸如控制杆的飞行控制仪器的 位置，所述位置传感器包括由带齿元件形成的输入。运动传送装置安装在带齿 元件和控制仪器之间，使得飞行控制仪器的预定运动引起该带齿元件的对应运 动。在可枢转安装的控制仪器的情形下，传送装置包括例如输入轴，该输入轴 可旋转地连结到该仪器和输出轴，该输出轴支承带齿扇部，该带齿扇部与形成 位置传感器的输入的带齿小齿轮啮合。

由于高精度控制要求，在带齿扇部和带齿元件之间的运动传送装置内的游 隙是不允许存在的。已通过将带齿扇部拆分为可旋转地连结到输出轴的第一带 齿扇部和同轴地安装到第一带齿扇部以具有相对于第一带齿扇部的角位移的 第二带齿扇部，而解决了所述问题。返回弹簧安装在带齿扇部之间以将第二带 齿扇部返回到预定位置中，使得已啮合的带齿元件的齿被夹在分别属于一个所 述带齿扇部的两个齿之间。返回弹簧定尺寸成使得待传送到带齿元件的切向力 小于该返回力。由此，在带齿扇部和带齿元件之间没有游隙。

然而，存在弹簧中的一个可能损坏、零件变松并影响诸如其它位置传感器 等周围装置运行的风险。这些弹簧藉由钩部附连到带齿扇部：以防止钩部损坏 和零件变松，已经预见要用树脂来覆盖所述各部分。为了防止转动变松，已知 将一芯插入所述弹簧。所述方案使得可以有效地去除上述风险，但是所述方案 的实施例需要手动操作，而手动操作对于生产该传送装置来说更贵。

第二带齿扇部通常由轴向邻抵部保持在第一带齿扇部上，该轴向邻抵部藉 由螺钉附连到第一带齿扇部。重要的是，所述螺钉不变松，以确保轴向邻抵部 的稳定性，并且防止所述螺钉中的一个脱落并影响周围装置的运行。由于所述 螺钉具有较小直径，用于防止螺钉变松的唯一已知方法是胶粘它们。当手动执 行时，所述运行也增加生产该装置的成本。

本发明的一个目标是提供一种可靠且便宜的传送装置。

为此目的，本发明提供了一种用于将运动传送到带齿元件的装置，该带齿 元件形成位置传感器的输入。该传送装置包括输出轴、可旋转地连结到该输出 轴的第一带齿扇部和同轴地安装到第一带齿扇部以具有相对于第一带齿扇部 的角位移的第二带齿扇部。返回构件安装在各带齿扇部之间以将第二带齿扇部 返回到预定位置。该返回构件布置成磁性地产生力，该力倾向于将第二带齿扇 部移动到该预定位置。

由此，该返回构件不包括当机械偏置时连接带齿扇部的任何元件。该返回 构件因此仅轻微地承受磨损和疲劳，使得它的损坏风险是较低的。

该力优选是吸引力。

所述吸引力有将第二带齿扇部移动到它的角位置并且将各带齿扇部沿轴 向更靠近彼此移动的效果，由此使得在制造期间更容易地操作带齿扇部，并且 一旦安装就将带齿扇部保持在合适位置。

有利地，返回构件包括磁铁，每个磁铁接纳在位于一个带齿扇部的表面中 的敞开凹部中，以面向另一个带齿扇部。

每个带齿扇部的每个凹部将磁铁容纳在该凹部的面向另一带齿扇部的开 口中，使得即使磁铁的附连是错的，该磁铁也不会脱离该凹部。

优选地，第一带齿扇部包括具有一个自由端的毂，该自由端设置有侧向伸 出的凸耳，而第二带齿扇部包括凹部，该凹部设置有轴向槽，使得该毂可枢转 地插入该凹部中，其中，凸耳从该凹部延伸出以形成轴向邻抵部，所述轴向邻 抵部在第二带齿扇部处在相对于第一带齿扇部的预定角范围内时防止各带齿 扇部分离，该预定返回位置位于该预定角范围中。

由此通过卡口式联接，获得位于第一带齿扇部上的第一带齿扇部的组件， 而不需要增加螺纹式轴向邻抵部。由此限制了各部件分离的风险。

本发明也涉及一种位置检测装置，该位置检测装置包括上述运动传送装 置。

另外，通过阅读对本发明的非限制性具体实施例的以下描述，本发明的特 征和优点将会体现出来。

参照附图，附图中：

-图1是根据本发明的检测装置的示意性立体图；

-图2是传送装置的局部示意性平面图，其以透视方式显示；

-图3是所述传送装置的示意性立体图；

-图4是示出了第一带齿扇部的示意性立体图；

-图5是示出了第二带齿扇部的示意性立体图。

本文描述了根据本发明的检测装置，此时该检测装置用于检测飞行器的飞 行控制仪器的位置。该控制仪器例如是意图用于控制该飞行器的沿至少一个轴 线的运动。本文中的控制仪器呈杠杆100的形状，该杠杆100可枢转地安装在 框架101上，该框架101固定到飞行器的结构上并且位于该飞行器的驾驶舱中。

参照附图，该检测装置包括位置检测器1，该位置检测器1通过总体标示 为10的用于将运动传送到杠杆100的装置来连接，从而形成该控制仪器。

该位置传感器1是RVDT型的，并且以本身已知的方式具有输入，该输入 由带齿元件构成，更精确地，在本文中由小齿轮2构成。

该传送装置10具有输入，该输入布置成可枢转地联结到该杠杆100。在此， 该输入是轴11，该轴11刚性连结到杠杆100。明显的是，该传送装置的输入 可以藉由诸如夹具、齿轮、旋转滑块曲柄或者其它的任何运动传送装置而连结 到该杠杆100。

本文中的该轴11构成该传送装置10的输入轴和输出轴。

该传送装置10也包括与小齿轮2啮合的第一带齿扇部12和第二带齿扇部 22。

第一带齿扇部12藉由适配套筒15可旋转地连结到轴11，该适配套筒15 固定到第一带齿扇部12。第一带齿扇部12包括与适配套筒14同轴的毂13， 该适配套筒14在第一带齿扇部12的与所述套筒15相对的一侧上，该毂13具 有自由端，该自由端设置有凸耳14，凸耳14从侧面向外伸出。在此设置有四 个凸耳14，它们布置成彼此成90°。

第二带齿扇部22安装成与第一带齿扇部12同轴，以具有相对于第一带齿 扇部12的角位移。第二带齿扇部22包括设置有轴向槽24的凹部23，轴向槽 24能够实现毂13和凸耳14的接合。在此设置有四个轴向槽24，它们布置成 彼此成90°。凹部23比毂13的长度短，使得当毂13容纳在凹部23中时，凸 耳14位于凹部23之外。应当理解的是，当凸耳14定位成与轴向槽24对准时， 毂13可以沿轴向插入该轴向槽24中，并且从该轴向槽24中移除。另一方面， 当毂13容纳在凹部23中并且凸耳14不与轴向槽24对准时，凹部23可以在 一角度范围内绕毂13枢转，使得凸耳14形成轴向邻抵部，所述邻抵部防止毂 13脱离凹部23，并且因此防止带齿扇部12、22彼此分开。

该传送装置还包括返回构件，该返回构件安装在带齿扇部12、22之间， 并且布置成磁性地产生力，该力倾向于将第二带齿扇部22朝向相对于第一带 齿扇部12的预定角位置移动。在此，该返回力是吸引力。该预定返回位置在 上述预定角度内。

该返回构件包括安装在第一带齿扇部12上的第一对磁铁31.1、31.2和安 装在第二带齿扇部22上的第二对磁铁32.1、32.2。磁铁31.1、31.2间隔的距离 等于磁铁32.1、32.2间隔的距离。

这些磁铁定位成使得：

-当第二带齿扇部位于预定返回位置附近时，第一对磁铁中的第一磁铁 31.1和第二对磁铁中的第一磁铁32.1具有相互作用的磁场；

-当第二带齿扇部与预定返回位置相邻时，第一对磁铁中的第二磁铁31.2 和第二对磁铁中的第二磁铁32.2具有相互作用的磁场。

磁铁31.1、31.2分别都容纳在一凹部33.1、33.2中，所述凹部33.1、33.2 在第一带齿扇部12的表面35上是敞开的，以面向第二带齿扇部22。

磁铁32.1、32.2分别都容纳在一凹部34.1、34.2中，所述凹部34.1、34.2 在第二带齿扇部22的表面36上是敞开的，以面向第一带齿扇部12。

磁铁31.1、31.2、32.1、32.2根据分别在第一带齿扇部12和第二带齿扇部 22的径向平面中延伸的轴线被极化。特别地，极化轴线根据带齿扇部12、22 的半径延伸：磁铁31.1具有与磁铁32.1相反的磁极，而磁铁31.2具有与磁铁 32.2相反的磁极.

由此，第一对磁铁的第一磁铁31.1吸引第二对磁铁的第一磁铁32.1，并且 第一对磁铁的第二磁铁31.2沿相同的枢转方向吸引第二对磁铁的第二磁铁 32.2，使得第二带齿扇部22被朝向预定角位置吸引，该预定角位置对应于磁铁 31.1、31.2分别面向磁铁32.1、32.2的位置。

在所述预定位置处，第一带齿扇部12的齿与第一带齿扇部22的齿对齐。 根据以下限定预定返回位置：

-齿切削公差，

-磁铁定位公差，

-借助磁铁获得的返回力。

例如，需要各带齿扇部之间的相对运动以使得可以补偿四分之一齿和二分 之一齿之间的游隙。

由磁铁提供的返回力必须大于以下力中的较大者：

-由待传送到小齿轮2的扭矩导致的力，以及

-可能分开各齿的伴生力(例如由加速和/或振动引起的力)。

对于组装，第二带齿扇部22与预定位置分离，小齿轮2与带齿扇部12、 22啮合，使得与小齿轮2接合的齿夹在两个相邻的齿之间，所述两个相邻的齿 分别都属于带齿扇部12、22中的一个。

本发明明显地不限于所述实施例，而是包括落入权利要求书所限定的本发 明范围内的所有其它可替换实施例。

该检测装置可以包括多个传感器和用于传送运动的装置。

传感器可以是不同的类型，并且传感器的输入可以例如是可平移的带齿元 件。

各磁铁可以安装成施加它们之间的排斥力，该排斥力使第二带齿扇部相对 于第一带齿扇部居中。

各磁铁可以安装成使得所述两对磁铁中的一对磁铁在两对磁铁中的另一 对磁铁之间延伸。

磁铁的数量可以不是四个，而是具体地取决于待施加的返回力和尺寸。返 回构件因此可以包括固定到一带齿扇部的一个磁铁和固定到第二带齿扇部的 一个磁铁或者铁磁部，或者包括固定到一带齿扇部的一个磁铁或铁磁部和固定 到第二带齿扇部的一个磁铁。

带齿扇部可以在360度的角度上延伸。

凸耳和轴向槽的数量与它们的尺寸一样可以根据需要进行修改，并且具体 地，根据各角形扇段相对于彼此的角位移范围进行修改。

本发明可以应用于任何需要精确知道移动元件位置的应用中。