運動阻尼系統(tǒng)及包括該系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體涉及運動阻尼系統(tǒng)，并且更具體地涉及被配置為阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的相對運動的運動阻尼系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以包括附接部件，該附接部件被配置為相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)移動(如以旋轉(zhuǎn)和/或平移)。在某些條件下，可以期望阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的相對運動和/或振動。
[0003]作為說明性的非排他性例子，飛行器可以包括外部附接部件，如襟翼，其可以被配置為如在飛行器的飛行期間和/或為了控制飛行器的飛行相對于飛行器的剩余部分被致動和/或移動。這些外部附接部件在飛行器的飛行期間可以經(jīng)受巨風(fēng)和/或拖曳力，并且這些力可以引起外部附接部件的振動和/或顫振。顫振是自給或共振的，在該條件下力與外部附接部件的固有頻率耦合，從而在外部附接部件和飛行器之間產(chǎn)生越來越大的振幅振動。
[0004]照慣例，飛行器包括液壓減震器，所述液壓減震器可以被用于阻尼外部附接部件的相對運動。當(dāng)這些液壓減震器可以對阻尼相對運動和/或振動有效時，它們可以是復(fù)雜的、笨重的和/或執(zhí)行和/或維護昂貴的。因此，存在改善運動阻尼系統(tǒng)的必要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]運動阻尼系統(tǒng)和方法包括在本文中公開的運動阻尼系統(tǒng)。運動阻尼系統(tǒng)可以被配置為阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的相對運動，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件限定其間的間隙。所述系統(tǒng)包括至少基本剛性的管狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)限定內(nèi)部容積并且在間隙內(nèi)延伸。所述系統(tǒng)還包括磁性組件和磁活性體。磁性組件和磁活性體中的一個位于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)并且磁性組件和磁活性體中的另一個被可操作地附接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的選定一個。磁性組件與磁活性體磁連通使得在它們之間的磁相互作用阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。
[0006]在一些實施例中，磁活性體包括鐵磁體。在一些實施例中，磁活性體包括導(dǎo)電體。在一些實施例中，磁活性體包括鐵磁體和導(dǎo)電體二者。在一些實施例中，導(dǎo)電體位于鐵磁體和磁性組件之間。在一些實施例中，磁性組件和鐵磁體被定向成使得它們之間的磁力在鐵磁體和導(dǎo)電體之間產(chǎn)生法向力。
[0007]在一些實施例中，磁性組件包括磁體。在一些實施例中，磁性組件包括一對磁體。在一些實施例中，鐵磁通量返回桿在一對磁體中的兩個磁體之間延伸。在一些實施例中，磁性組件包括多對磁體。在一些實施例中，電絕緣體在多對磁體的給定一對磁體和相鄰一對磁體之間延伸。
[0008]在一些實施例中，管狀結(jié)構(gòu)被可操作地附加到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的一個。在一些實施例中，磁活性體位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積之內(nèi)。在一些實施例中，磁性組件被可操作地附加到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的另一個。在一些實施例中，運動阻尼系統(tǒng)包括多個磁性組件和多個磁活性體。
[0009]本發(fā)明能夠涉及一種運動阻尼系統(tǒng)，該運動阻尼系統(tǒng)被配置為阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的相對運動，該系統(tǒng)可以包括:至少基本剛性的管狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)限定內(nèi)部容積，其中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件限定它們之間的間隙，并且進一步其中管狀結(jié)構(gòu)在間隙內(nèi)延伸；磁性組件；和磁活性體，其中:(i)磁性組件和磁活性體中的一個位于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)；(ii)磁性組件和磁活性體中的另一個被可操作地附接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附件部件中的選定一個；以及(iii)磁性組件與磁活性體磁連通使得在它們之間的磁相互作用阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。磁活性體可以包括由鐵磁材料形成的鐵磁體，并且進一步其中磁性組件和鐵磁體被定向成使得在它們之間的磁力阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。磁活性體可以包括由導(dǎo)電材料形成的導(dǎo)電體，并且進一步其中磁性組件和導(dǎo)電體被定向成使得通過導(dǎo)電體和磁性材料之間的相對運動在導(dǎo)電體內(nèi)產(chǎn)生的渦電流阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。磁活性體包括鐵磁體和導(dǎo)電體。導(dǎo)電體可以位于鐵磁體和磁性組件之間，并且進一步其中鐵磁體被定位成在附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動期間抵靠導(dǎo)電體滑動。磁性組件和鐵磁體可以被定向成使得它們之間的磁力在鐵磁體和導(dǎo)電體之間產(chǎn)生法向力，并且進一步其中法向力在鐵磁體和導(dǎo)電體之間產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。管狀結(jié)構(gòu)可以是剛性的管狀結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)進一步包括粘彈性材料，其位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積內(nèi)。該粘彈性材料可以與磁性組件和磁活性體中的一個物理接觸，并且進一步其中粘彈性材料被可操作地附加到管狀結(jié)構(gòu)的至少一部分內(nèi)表面。磁性組件可以包括限定北極和南極的磁體。磁性組件可以包括一對磁體，其包括第一磁體和第二磁體，其中第一磁體的第一北極指向磁活性體，其中第一磁體的第一南極背離磁活性體指向，其中第二磁體的第二北極背離磁活性體指向，其中第二磁體的第二南極指向磁活性體，并且進一步其中磁性組件進一步包括鐵磁通量返回桿，其中鐵磁通量返回桿在第一南極和第二北極之間延伸。磁性組件可以包括多對磁體，其中所述多對磁體中的每對包括對應(yīng)的鐵磁通量返回桿，并且進一步其中所述多對磁體沿間隙的縱向軸線對齊。電絕緣體可以在所述多對磁體中的給定一對磁體和所述多對磁體中的相鄰一對磁體之間延伸。管狀結(jié)構(gòu)被可操作性地附加到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的一個。磁活性體可以位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積之內(nèi)；以及磁性組件可以被可操作性地附加到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的另一個。磁性組件可以是第一磁性組件并且運動阻尼系統(tǒng)進一步包括第二磁性組件，其中磁活性體是第一磁活性體并且運動阻尼系統(tǒng)進一步包括第二磁活性體，其中第一磁性組件和第一磁活性體被定向成使得它們之間的第一磁相互作用阻止在第一磁性組件和第一磁活性體之間的相對運動，并且進一步其中第二磁性組件和第二磁活性體被定向成使得它們之間的第二磁相互作用阻止在第二磁性組件和第二磁活性體之間的相對運動。第一磁性組件被可操作性地附加到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其中第二磁性組件被可操作地附加到附接部件，其中第一磁活性體位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積之內(nèi)，并且進一步其中第二磁活性體位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積之內(nèi)。第一磁活性體可以包括第一導(dǎo)電體，其中第二磁活性體包括第二導(dǎo)電體，并且進一步其中該系統(tǒng)包括第三磁活性體和第四磁活性體，其中第三磁活性體包括第一鐵磁體，并且進一步其中第四磁活性體包括第二鐵磁體。第一導(dǎo)電體可以在第一鐵磁體和第一磁性組件之間延伸，并且進一步其中第二導(dǎo)電體可以在第二鐵磁體和第二磁性組件之間延伸。第一鐵磁體可以與第一導(dǎo)電體物理接觸，并且進一步其中第二鐵磁體與第二導(dǎo)電體物理接觸。管狀結(jié)構(gòu)可以限定第一凹陷區(qū)域和第二凹陷區(qū)域，其中第一導(dǎo)電體被容納在第一凹陷區(qū)域內(nèi)，其中第二導(dǎo)電體被容納在第二凹陷區(qū)域內(nèi)，其中管狀結(jié)構(gòu)、第一導(dǎo)電體和第二導(dǎo)電體一起限定復(fù)合結(jié)構(gòu)，該復(fù)合結(jié)構(gòu)限定內(nèi)表面，該內(nèi)表面限定至少基本圓形的內(nèi)直徑，并且進一步其中第一鐵磁體和第二鐵磁體被配置為在附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)運動期間沿內(nèi)表面滑動。第一鐵磁體和第一磁性組件可以被定向成使得它們之間的第一磁力壓縮第一導(dǎo)電體，并且進一步其中第二鐵磁體和第二磁性組件被定向成使得它們之間的第二磁力壓縮第二導(dǎo)電體。本發(fā)明能夠涉及一種機械系統(tǒng)，該機械系統(tǒng)可以包括運動阻尼系統(tǒng)、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件。
[0010]本發(fā)明能夠涉及阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的運動的方法，該方法可以包括提供運動阻尼系統(tǒng)并將運動阻尼系統(tǒng)定位在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間所限定的間隙內(nèi)使得運動阻尼系統(tǒng)阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。
[0011]本發(fā)明可以涉及使用在被限定在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的間隙內(nèi)延伸的運動阻尼系統(tǒng)阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的運動的方法，其中運動阻尼系統(tǒng)包括磁性組件和磁活性體，該方法可以包括相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)附接部件以使得磁性組件和磁活性體相對于彼此旋轉(zhuǎn)；以及使用運動阻尼系統(tǒng)消耗能量。消耗能量可以包括經(jīng)由在磁性組件和導(dǎo)電體之間的磁相互作用在形成磁活性體的一部分的導(dǎo)電體內(nèi)產(chǎn)生渦電流。該方法可以進一步包括使用渦電流阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。該運動阻尼系統(tǒng)可以包括管狀結(jié)構(gòu)，其中磁性組件和磁活性體中的一個位于管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，其中磁性組件和磁活性體中的另一個被可操作地附接到基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的選定一個，并且進一步其中旋轉(zhuǎn)包括允許管狀結(jié)構(gòu)相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件中的所述選定一個旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)可以包括使位于管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部容積內(nèi)的粘彈性材料變形。變形可以包括使用粘彈性材料阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。消耗能量可以包括經(jīng)由變形消耗能量。磁活性體可以包括鐵磁體和導(dǎo)電體，并且進一步其中旋轉(zhuǎn)包括使得鐵磁體抵靠導(dǎo)電體滑動。消耗能量可以包括經(jīng)由摩擦力消耗能量，該摩擦力是在滑動期間在鐵磁體和導(dǎo)電體之間產(chǎn)生的。該方法可以進一步包括使用摩擦力阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。磁活性體可以包括鐵磁體，并且進一步其中消耗能量包括經(jīng)由在磁性組件和鐵磁體之間的磁力消耗能量。
[0012]該方法包括在附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)期間使用運動阻尼系統(tǒng)消耗能量。在一些實施例中，消耗可以包括經(jīng)由渦電流的產(chǎn)生消耗能量。在一些實施例中，消耗可以包括經(jīng)由粘彈性材料的變形消耗能量。在一些實施例中，消耗可以包括經(jīng)由磁力消耗能量。在一些實施例中，消耗可以包括經(jīng)由摩擦力消耗能量。在一些實施例中，消耗可以包括阻止附接部件相對于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的運動。
【附圖說明】
[0013]圖1是可以被用于和/或包括根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法的飛行器的說明性的非排他性例子的示意圖。
[0014]圖2是根據(jù)本公開的運動阻尼系統(tǒng)的說明性的非排他性例子的示意圖。
[0015]圖3是根據(jù)本公開的運動阻尼系統(tǒng)的說明性的非排他性例子的示意剖視圖。
[0016]圖4是根據(jù)本公開的運動阻尼系統(tǒng)的說明性的非排他性例子的又一示意圖。
[0017]圖5是根據(jù)本公開的運動阻尼系統(tǒng)的一部分的說明性的非排他性例子的示意圖。
[0018]圖6是描繪阻尼在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附接部件之間的運動的根據(jù)本公開的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1-6提供機械系統(tǒng)18的根據(jù)本公開的運動阻尼系統(tǒng)100和/或利用運動阻尼系統(tǒng)100的方法的說明性的非排他性例子，機械系統(tǒng)18可以包括和/或利用運動阻尼系統(tǒng)100。用于類似的或至少基本類似的目的的元件在圖1-6中的每幅圖中被標(biāo)記有相同的附圖標(biāo)記，并且這些元件在本文中參照圖1-6中的每幅圖可以不被詳細討論。類似地，所有元件可以沒有在圖1-6中的每幅圖中均被標(biāo)記，但是與其相關(guān)的附圖標(biāo)記在本文中可以被一致地使用。在本文中參照圖1-6中的一幅或更多幅而被討論的元件、部件和/或特征可以被包括在和/或用于圖1-6中的任何一幅中而不用脫離本公開的范圍。
[0020]大體而言，可能被包括在給定(即，具體)實施例和/或方法中的元件以實線示出，而對于給定實施例和/或方法是可選的元件以虛線示出。然而，實線所示的元件并非對所有的實施例和/方法而言是必不可少的，并且可以從具體實施例和/或方法中省去實線所示的元件而不用脫離本公開的范圍。
[0021]圖1是如飛行器20的機械系統(tǒng)18的說明性的非排他性例子的示意圖，其可以被用于和/或包括根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法。飛行器20包括被附接到機身30的機翼22。飛行器20也包括被附接到尾翼28的水平穩(wěn)定器24和豎直穩(wěn)定器26。
[0022]飛行器20進一步包括多個附接部件40。附接部件40可以被配置為相對于飛行器20的剩余部分被致動、旋轉(zhuǎn)、平移和/或以其他方式移動，并且在本文中也可以被稱為致動部件40、移動部件40和/或可移動部件40。附接部件40可以包括、被關(guān)聯(lián)于、被可操作地附接到、被可操作地耦接到、被直接地耦接到和/或被附加到根據(jù)本公開的一個或更多個運動阻尼系統(tǒng)100。致動部件40的說明性的非排他性例子包括任何合適的主起落架艙門42、機頭起落架艙門43、襟翼44 (或后緣襟翼44)、舵46、升降舵48、縫翼50 (或前緣縫翼50)、副翼52和/或擾流片5