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1、(10)申请公布号 CN 103732491 A(43)申请公布日 2014.04.16CN103732491A(21)申请号 201180070998.7(22)申请日 2011.05.19B64C 13/30(2006.01)(71)申请人里尔喷射机公司地址美国堪萨斯州(72)发明人哈里斯巴特勒(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司 11219代理人蔡石蒙 车文(54) 发明名称用于保持电缆控制系统内张力的装置和方法(57) 摘要一种用于飞机电缆控制系统的电缆支撑装置，其包括至少一个电缆支撑单元（20）。所述电缆支撑单元包括：滑轮（21），其适于支撑所述飞机电缆控制系统的电缆。
2、（11）；支撑连杆（22），其具有位于所述滑轮和所述支撑连杆之间的第一接头（23）及位于所述支撑连杆和所述飞机的结构（10）之间的第二接头（24）；补偿连杆（30），其与所述飞机的所述结构相连。所述补偿连杆的热膨胀导致所述支撑连杆发生位移。也提供了用于保持飞机的电缆控制系统的电缆张力的飞机和方法。(85)PCT国际申请进入国家阶段日2013.11.19(86)PCT国际申请的申请数据PCT/IB2011/001084 2011.05.19(87)PCT国际申请的公布数据WO2012/156772 EN 2012.11.22(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书5页 附图3页(19)中华人。
3、民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书5页 附图3页(10)申请公布号 CN 103732491 ACN 103732491 A1/2页21.一种用于飞机电缆控制系统的电缆支撑装置，其包括：至少一个电缆支撑单元，其包括：滑轮，其适于支撑飞机电缆控制系统的电缆；支撑连杆，其将所述滑轮连接至飞机的结构；第一接头，其位于所述滑轮和所述支撑连杆之间，用于所述滑轮围绕所述支撑连杆的旋转；第二接头，其位于所述支撑连杆和所述飞机的所述结构之间，允许所述滑轮的旋转中心作为所述支撑连杆移动的结果相对于所述结构发生位移；和补偿连杆，其连接于所述飞机的所述结构和所述电缆支撑单元之间，用于所。
4、述补偿连杆的热膨胀以导致所述支撑连杆的位移。2.根据权利要求1所述的电缆支撑装置，其中所述补偿连杆连接至所述支撑连杆的第一端，且所述滑轮连接至所述支撑连杆的第二端，其中所述第二接头被定位在所述支撑连杆的所述第一端和所述第二端之间。3.根据权利要求1和2中任一项所述的电缆支撑装置，其还包括用于单一所述补偿连杆的两个所述电缆支撑单元。4.根据权利要求3所述的电缆支撑装置，其中所述两个电缆支撑单元的所述支撑连杆通过接合连杆进行布置和旋转互连，以形成准四杆机构。5.根据权利要求4所述的电缆支撑装置，其中所述补偿连杆连接至所述支撑连杆和所述接合连杆之一。6.根据权利要求4所述的电缆支撑装置，其中所述接合。
5、连杆由复合材料制成。7.根据权利要求1所述的电缆支撑装置，其中所述支撑连杆为伺服机构的本体，其中所述滑轮的旋转由所述伺服机构驱动。8.根据权利要求7所述的电缆支撑装置，其中所述补偿连杆连接于所述伺服机构的所述本体的相对端，并连接至输出扇形体的旋转中心。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电缆支撑装置，其中所述补偿连杆由金属合金制成。10.根据权利要求1至9中任一项所述的电缆支撑装置，其中所述补偿连杆通过旋转接头连接至所述结构并连接至所述支撑连杆。11.根据权利要求1至10中任一项所述的电缆支撑装置，其中所述第一接头和所述第二接头为旋转接头。12.一种飞机，其包括：结构元件；电缆控制系统；电缆支。
6、撑单元，其包括：滑轮，其支撑所述电缆控制系统的电缆；支撑连杆，其将所述滑轮连接至所述结构元件；第一接头，其位于所述滑轮和所述连杆之间，用于所述滑轮围绕所述连杆的旋转；第二接头，其位于所述支撑连杆和所述结构元件之间，允许所述滑轮的旋转中心作为所述支撑连杆移动的结果相对于所述结构发生位移；和权 利 要 求 书CN 103732491 A2/2页3补偿连杆，其连接于所述结构元件和所述电缆支撑单元之间，用于所述补偿连杆的热膨胀以导致所述支撑连杆的位移。13.根据权利要求12所述的飞机，其中所述补偿连杆连接至所述支撑连杆的第一端，且所述滑轮连接至所述支撑连杆的第二端，其中所述第二接头被定位在所述支撑连杆。
7、的所述第一端和所述第二端之间。14.根据权利要求12和13中任一项所述的飞机，其还包括用于单一所述补偿连杆的两个所述电缆支撑单元。15.根据权利要求14所述的飞机，其中所述两个电缆支撑单元的所述支撑连杆通过接合连杆进行布置和旋转互连，以形成准四杆机构。16.根据权利要求15所述的飞机，其中所述补偿连杆连接至所述支撑连杆和所述接合连杆之一。17.根据权利要求15所述的飞机，其中所述接合连杆由复合材料制成。18.根据权利要求12所述的飞机，其中所述支撑连杆为伺服机构的本体，其中所述滑轮的旋转由所述伺服机构驱动。19.根据权利要求18所述的飞机，其中所述补偿连杆连接于所述伺服机构的所述本体的相对端，。
8、并连接至输出扇形体的旋转中心。20.根据权利要求12至19中任一项所述的飞机，其中所述补偿连杆由金属合金制成。21.根据权利要求12至20中任一项所述的飞机，其中所述补偿连杆通过旋转接头连接至所述结构元件并连接至所述支撑连杆。22.根据权利要求12至21中任一项所述的飞机，其中所述第一接头和所述第二接头为旋转接头。23.一种用于保持飞机电缆控制系统的电缆张力的方法，所述方法包括：可旋转支撑至少一个电缆支撑单元上的所述电缆绷紧装置；响应于热变化，改变所述电缆的长度和补偿连杆的长度，所述补偿连杆可操作地连接于所述飞机的结构和所述至少一个电缆支撑单元之间；和根据所述补偿连杆所述长度的所述变化按比例改。
9、变所述至少一个电缆支撑单元的位置。24.根据权利要求23所述的方法，其中改变所述至少一个电缆支撑单元的位置包括根据所述补偿连杆长度的所述变化改变两个所述电缆支撑单元的位置。权 利 要 求 书CN 103732491 A1/5页4用于保持电缆控制系统内张力的装置和方法0001 申请领域0002 本申请涉及电缆控制系统，例如在交通工具（如飞机）中所见的类型，并涉及用于通常维持其中张力的装置和方法。0003 领域背景0004 在飞机中，电缆控制系统通常用于引导飞行员操纵副翼、升降舵和/或方向舵。由于随着飞机在不同高度飞行时温度的变化，飞机内存在热不稳定性，并且通过集入称为热补偿器的装置，电缆控制系统。
10、的电缆与周围结构之间的热不稳定性已经被解决。现有技术的热补偿器使用机械装置（例如，使用弹簧）对热不稳定性作出反应，并从而使电缆控制系统的电缆中的张力保持相对稳定。这种装置的缺点在于应用的成本、重量和灵敏度。0005 1946年10月22日发布于Rockafellow的美国专利No.2,409,800公开了一种温度变化补偿装置。该装置使用剪切机构向电缆控制系统的电缆上施加剪切力。剪切力由电缆长度和滑轮总成的变化而引致，所述变化由热变化而导致。电缆拉至剪切机构上。0006 Rockafellow的装置庞大，因而对使用相同装置的交通工具增加了不可忽视的重量。它不提供使用电缆控制系统的一些现有部件的可。
11、能性。0007 就现在飞机而言，其通常包含对热变化反应不相类似的不同类型的材料，例如复合材料和金属部件，从而导致用于广泛温度范围的材料之间的热不稳定性增加。利用上述示例，复合材料特别地具有小的热膨胀系数，而高强度轻质合金具有中等至大的系数，从而导致不同的膨胀和收缩，进而可能增强热不稳定性。0008 申请概述0009 因上，本公开的一个目的是提供一种新颖的电缆支撑装置，用于保持电缆控制系统内的张力。0010 本公开的另一个目的是提供一种新颖的方法，用于保持电缆控制系统内的张力。0011 因而，根据第一实施方案，提供有用于飞机电缆控制系统的电缆支撑装置，其包括：至少一个电缆支撑单元，所述电缆支撑单。
12、元包括：滑轮，其适于支撑飞机电缆控制系统的电缆；支撑连杆，其将滑轮连接到飞机的结构；第一接头，其位于滑轮和支撑连杆之间，用于滑轮围绕支撑连杆的旋转；第二接头，其位于支撑连杆和飞机的结构之间，允许作为支撑连杆移动的结果使得滑轮的旋转中心相对于所述结构发生位移；和补偿连杆，其连接于飞机的结构和电缆支撑单元之间，用于补偿连杆的热膨胀导致支撑连杆的位移。0012 进一步根据第一实施方案，补偿连杆连接至支撑连杆的第一端，且滑轮连接至支撑连杆的第二端，同时第二接头被定位在支撑连杆的第一端和第二端之间。0013 仍进一步根据第一实施方案，提供用于单一补偿连杆的两个电缆支撑单元。0014 仍进一步根据第一实施。
13、方案，两个电缆支撑单元的支撑连杆通过接合连杆进行布置和旋转互连，以形成准四杆机构。0015 仍进一步根据第一实施方案，补偿连杆连接至支撑连杆和接合连杆之一。0016 仍进一步根据第一实施方案，接合连杆由复合材料制成。0017 仍进一步根据第一实施方案，支撑连杆为伺服机构的本体，其中滑轮的旋转通过说 明 书CN 103732491 A2/5页5伺服机构来驱动。0018 仍进一步根据第一实施方案，补偿连杆连接在伺服机构本体的相对端，并连接至输出扇形体的旋转中心。0019 仍进一步根据第一实施方案，补偿连杆由金属合金制成。0020 仍进一步根据第一实施方案，补偿连杆通过旋转接头连接至所述结构和支撑连。
14、杆。0021 仍进一步根据第一实施方案，第一接头与第二接头为旋转接头。0022 根据第二实施方案，提供有飞机，其包括：结构元件；电缆控制系统；电缆支撑单元，所述电缆支撑单元包括：滑轮，其支撑电缆控制系统的电缆；支撑连杆，其将滑轮连接到所述结构元件；第一接头，其位于滑轮和连杆之间，用于滑轮围绕连杆的旋转；第二接头，其位于支撑连杆和所述结构元件之间，允许作为支撑连杆移动的结果使得滑轮的旋转中心相对于所述结构发生位移；和补偿连杆，其连接于所述结构元件和电缆支撑单元之间，用于补偿连杆的热膨胀导致支撑连杆的位移。0023 进一步根据第二实施方案，补偿连杆连接至支撑连杆的第一端，且滑轮连接至支撑连杆的第二。
15、端，同时第二接头被定位在支撑连杆的第一端和第二端之间。0024 仍进一步根据第二实施方案，提供用于单一补偿连杆的两个电缆支撑单元。0025 仍进一步根据第二实施方案，两个电缆支撑单元的支撑连杆通过接合连杆进行布置和旋转互连，以形成准四杆机构。0026 仍进一步根据第二实施方案，补偿连杆连接至支撑连杆和接合连杆之一。0027 仍进一步根据第二实施方案，接合连杆由复合材料制成。0028 仍进一步根据第二实施方案，支撑连杆为伺服机构的本体，其中滑轮的旋转通过伺服机构来驱动。0029 仍进一步根据第二实施方案，补偿连杆连接在伺服机构本体的相对端，并连接至输出扇形体的旋转中心。0030 仍进一步根据第二。
16、实施方案，补偿连杆由金属合金制成。0031 仍进一步根据第二实施方案，补偿连杆通过旋转接头连接至所述结构元件和支撑连杆。0032 仍进一步根据第二实施方案，第一接头与第二接头为旋转接头。0033 根据第三实施方案，提供一种用于保持飞机的电缆控制系统的电缆张力的方法，该方法包括：可旋转支撑至少一个电缆支撑单元上的电缆绷紧装置；响应于热变化，改变电缆的长度和补偿连杆的长度，所述补偿连杆可操作地连接于飞机的结构和至少一个电缆支撑单元之间；和根据补偿连杆长度的变化按比例改变至少一个电缆支撑单元的位置。0034 进一步根据第三实施方案，改变至少一个电缆支撑单元的位置包括根据补偿连杆长度的变化改变两个电缆。
17、支撑单元的位置。0035 附图简述0036 为了更好地理解本发明，以及其它方面及其进一步特征，请参考下列描述，其与附图结合使用，其中：0037 图1为根据本申请第一实施方案的电缆支撑装置的示意图，所述电缆支撑装置具有一对电缆支撑单元；说 明 书CN 103732491 A3/5页60038 图2为用于保持电缆控制系统的电缆内张力的方法的流程图；和0039 图3为根据本公开第二实施方案的电缆支撑装置的示意图，所述电缆支撑装置具有用作电缆支撑单元的伺服机构。0040 优选实施方案描述0041 参考附图，且尤其更多地参考图1，示出了相对于飞机的结构件10的电缆控制系统的电缆11。在图1中，电缆11可。
18、以为电路的一部分，且因而包括电缆部分11A和11B。应指出，电缆控制系统可用于通过电缆操作且其中热变化可能影响电缆张力的任何可能的交通工具或设备。0042 电缆11在输入部件（例如，控制杆、踏板等）和输出部件（例如，副翼机构、升降舵机构、方向舵机构等）之间延伸。尽管没有示出，电缆11相对于飞机结构10通过滑轮和类似部件进行支撑，以允许电缆11上的输入传递至输出。0043 电缆支撑装置12也将电缆11接合至飞机结构10。电缆支撑装置12调节电缆11内的张力，以作为对电缆11的热膨胀/收缩的响应。为了说明，示出了与电缆11接合的扇形体13（代表输入）。应理解，也可以示出其它部件（支撑滑轮、输出等）。
19、，但为了简化未予示出。0044 仍参考图1，电缆支撑装置12具有一对电缆支撑单元20，分别示为单元20A和20B，利用附加的字母“A”和“B”表示相对于电缆部分11A和11B的功能。尽管在图1中示出了一对单元2，但电缆支撑装置12可以具有单一或多个电缆支撑单元20。为了简化，对图1中电缆支撑单元20的参考将在下文进行，并将参考电缆支撑单元20A和电缆支撑单元20B两者。0045 电缆支撑单元20中的每一个都有滑轮21，其安装在支撑连杆22的端部。接头23可操作地将滑轮21连接至支撑连杆22，并且一般为轴承或允许滑轮21相对于支撑连杆22旋转的任何其它部件或配置（例如，枢轴、轴等）。此外，接头2。
20、4将支撑连杆22关联至飞机结构10。因而，支撑连杆22围绕接头23作回转运动，在这种情况下，滑轮21相对于接头24处的飞机结构10为卫星关系。接头23和24被示出为旋转接头，但如果电缆支撑单元20相对于电缆11被充分配置，则所述接头23和24可以为其它类型的接头。0046 共用于两个电缆支撑单元20的接合连杆26通过接头27A和27B使支撑连杆22A和22B互相关联。因此，支撑连杆22A和22B以及接合连杆26通常与接头一起形成四杆机构的等效机构，其中支撑连杆22通常彼此平行并同时移动。接合连杆26可因热变化而伸长或收缩，其可能导致支撑连杆22之间的相对运动，从而影响支撑连杆22之间的平行关系。
21、-藉此四杆机构可指准四杆机构。在一个实施方案中，接合连杆26可以由具有相对低的热膨胀系数的材料制成，以减轻对四杆机构的任何影响。例如，接合连杆26可以由复合材料制成。然而，接合连杆26也可以由具有较大热膨胀系数的材料制成。另外，接头27被示出为旋转接头，但如果电缆支撑单元20相对于电缆11被充分配置，则所述接头27可以为其它类型的接头。0047 补偿连杆30在其第一端连接至接头之一（图1中接头27A），且在相对端通过第二接头31连接至结构10。补偿连杆30由特选材料制成以便膨胀/收缩而使滑轮21发生位移，并补偿由于电缆11中长度变化引起的张力。表述“补偿”用于表示连杆30也将通过膨胀或收缩来补。
22、偿电缆11因热变化而导致的膨胀/收缩。说 明 书CN 103732491 A4/5页70048 参考图1，以上提及的电缆支撑装置12将以下述方式发生作用：0049 L11=L11-AT11(1)0050 L30=L30Tr30(2)0051 0052 其中：0053 L11=电缆11随温度变化发生的长度变化0054 L11=电缆11的长度0055 AL30=补偿连杆30随温度变化发生的长度变化0056 L30=补偿连杆30的长度0057 T=温度变化0058 A1=作用力臂0059 A2=电缆力臂0060 11=电缆11的热膨胀系数0061 30=补偿连杆30的热膨胀系数。0062 电缆支撑装。
23、置12因而考虑公式（1）、（2）和（3）中的多个参数进行设计、选取尺寸和安装。在一个实施方案中，电缆11和补偿连杆30可以具有同样的热膨胀系数。例如，如果缺乏空间，补偿连杆30的材料可以选择为具有比电缆11的热膨胀系数更大的热膨胀系数。作为另一种选择，如图1所示，可以同时采用多个电缆支撑单元20，以施加多个反作用力来平衡长度的变化。0063 相应地，同时参考图1和图2，用于调节飞机电缆控制系统的电缆11内张力的方法40包括下述顺序。在图1中，电缆11通过一对电缆支撑单元20支撑，尽管其它实施方案可能使用单一电缆支撑单元20或两个以上电缆支撑单元20。为了简化，方法40将作为与图1的电缆支撑装置。
24、12一起工作进行描述。而且，方法40将作为功能步骤进行描述。尽管本文公开的方法和系统将参考以特定顺序执行的特定步骤进行描述和示出，但应理解，在不偏离本发明教旨的前提下，这些步骤可以合并、拆分或重新组序以形成等效方法。相应地，这些步骤的顺序和组合不对本发明构成限制。0064 根据步骤41，电缆11通过由电缆支撑单元20并由电缆控制系统的多个部件进行旋转支撑而处于绷紧状态。在图1中，电缆11通过一对电缆支撑单元20支撑，尽管其它实施方案可能使用单一电缆支撑单元20或两个以上电缆支撑单元20。0065 当发生热变化时，如在步骤42中所示，其会导致电缆11中给定量级的长度变化（即，热膨胀或收缩）和补偿。
25、连杆30的长度变化。0066 然而，如在步骤43所示，由于补偿连杆30长度的变化，电缆支撑单元20的位置被改变，并与补偿连杆30的长度变化成比例。其将导致电缆11的张力被保持。根据以上提及的公式（1）-（3），补偿连杆30的尺寸和材料作为电缆11的特定函数被选择，以不管热变化而保持电缆内的张力相对一致。应指出，尽管如此，保持张力的举措仍可以包括电缆张力的一些变化。0067 在图1的实施方案中，电缆支撑装置有利共享相同的补偿连杆30。这通过接合连说 明 书CN 103732491 A5/5页8杆26来实现，亦不排除其它可行性。可以采用任何其它合适的连杆布置来共享单一补偿连杆30，例如剪切机构等。。
26、0068 参考图3，其示出了电缆支撑装置12的替代实施方案。在图3的实施方案的电缆控制系统中，扇形体13示出为输出，而伺服机构50为输入（例如，自动驾驶仪伺服机构），电缆11形成扇形体13与伺服机构50之间的电路。电缆支撑单元20具有其为伺服机构50的一部分的部件。图1和图3的实施方案中的相同元件将以相同的参考数字来表示。0069 电缆支撑单元20的滑轮21为伺服机构50的一部分。伺服机构50在接头24处通过枢轴安装到飞机结构10上，籍其伺服机构50的本体形成连杆22。滑轮21与伺服机构50之间的接头23允许滑轮旋转。接头23通常为驱动接头，例如电动机的输出轴，其为伺服机构50的一部分。也考虑。
27、其它实施方案。0070 补偿连杆30从飞机结构10的连接点延伸至伺服机构50。如图3中示意性所示，补偿连杆30连接至伺服机构50，以使伺服机构的本体22围绕接头24发生位移。尽管在图示的实施方案中未示出，但补偿连杆30可以连接至滑轮21的中心，而不干涉滑轮21的旋转。另外，在图示的实施方案中，补偿连杆30的接头31与扇形体13共享旋转轴。在此情况下，补偿连杆30的热膨胀系数大于电缆11的热膨胀系数，考虑此点电缆11将具有两个部分11A和11B的膨胀/收缩。0071 在图1-3的实施方案中，滑轮21可以已被要求作为电缆控制系统的一部分来旋转支撑电缆11。相应地，电缆支撑单元20可被用于替代惰轮（。
28、即，与飞机结构为固定关系的滑轮），所述惰轮为现有电缆控制系统的一部分。此外，补偿连杆30使用的材料通常为高强度轻质金属合金。在两种情况下，电缆支撑单元20均被配置以减小其对飞机重量的影响。0072 应指出，在本公开中，术语“连杆”一般用于指示刚性部件。应理解，“连杆”可以指一对通过不活动接头等互连的刚性部件。0073 本发明的上述实施方案的修改和改善对于本领域技术人员应是显而易见的。前面的描述意为示例性的而非限制性的。因此，本发明的范围只能通过所附权利要求的范围来限制。说 明 书CN 103732491 A1/3页9图1说 明 书 附 图CN 103732491 A2/3页10图2说 明 书 附 图CN 103732491 A10。