性运动转换为围绕旋转轴线的旋转运动的线性到旋转转换器。这两个线性致动器相对于旋转轴线彼此物理上相对。在所描述的实施方案中，每个线性致动器是具有两个基本部件的电磁线性致动器，即:包括永磁体的磁性定子组件，该永磁体产生与致动器的轴大致垂直的磁场；以及线圈组件，该线圈组件包括围绕磁性定子组件的线圈和永磁体，线圈组件的绕组与磁体产生的磁场交叉。旋转驱动器子组件还包括轴承组件，该轴承组件限制线圈相对于它们各自的磁性定子组件的线性运动，并且限制磁性定子组件相对于旋转驱动器的支撑结构的运动，如下面更加详细描述的。
[0036]图1A和图1B分别示出了旋转驱动器子组件1的俯视图和侧视图，该旋转驱动器子组件1具有两个自由度，其中一个自由度与旋转驱动器10的转子叶片14的旋转相对应(图2)，并且另一个自由度与用于控制转子叶片14的周期桨距的控制臂7的运动相对应。参照图1A，旋转驱动器子组件1包括:两个线性致动器2L和2R，其中一个在左边(2L)并且另一个在右边(2R);左端磁性定子组件3L和右端磁性定子组件3R，其在旋转驱动器子组件内刚性地耦合在一起从而使得它们被限制为一起运动。每个磁性定子组件3L和3R包括一组永磁体8 (图1C)，该组永磁体8布置为提供为其各自的线圈4L和4R的运动供能的磁场，如下面更加详细描述的。左端线圈4L相对于由左端磁性定子组件3L产生的磁场运动，并且右端线圈4R相对于由右端磁性定子组件3R产生的磁场运动。
[0037]由向在磁场中的线圈施加电流所引起的洛仑兹力为每个线圈的运动供能。表达洛仑兹力的一种方式是作为响应于供应至线圈4L的第一电流^的在线圈4L上的向右的力h以及在磁性定子组件3L上的向左的相等的并且相反的力。同样，具有响应于供应至线圈4R的第二电流丨2的在线圈4R上的向左的力F2以及在磁性定子组件3R上的向右的相等的并且相反的力。来自每个磁性定子组件上的力的在耦合的磁性定子组件上的净力为h - F2，得到对于耦合的磁性定子组件的“共模”位移X?。机械地耦合至线圈4L和在曲柄上的附接点6L的臂5L，以及机械地耦合至线圈4R和在曲柄上的附接点6R的臂5R，当由它们各自的线圈向内推动时，向曲柄(或者其他线性到旋转转换器)施加转矩τκ，该转矩τκ使转子驱动轴9旋转。曲柄和臂还将线圈4L和4R的运动限制为相对于穿过转子驱动轴9的中心的平面彼此对称，从而使得线圈4L的向右的XDM的“差模”位移相应于线圈4R的向左的相同的位移XDM。
[0038]参照图1B，在侧视图中，磁性定子组件3L的运动使控制臂7运动，控制臂7使旋转斜盘19倾斜，以控制转子叶片14的桨距。旋转斜盘19包括在底部上的非旋转圆盘21和在顶部上的旋转圆盘23，二者均与旋转驱动轴9同轴。在两个圆盘之间的一组轴承使旋转圆盘23能够旋转，而静态圆盘21能够倾斜但却不旋转。圆盘21和23也均能够响应于多个控制臂的运动而使转子驱动轴9上下滑动。控制臂7还响应于控制输入(例如，基于飞行员的控制)使旋转斜盘19倾斜为期望的取向。最少三个控制臂用于把旋转斜盘19相对于转子驱动轴9定位。
[0039]附接至磁性定子组件的杆11与磁性定子组件3L—起运动以平移控制臂7的下部分，这使角形支架13围绕附接至支撑结构20的枢转点15旋转(见图3)。支撑结构20还包括旋转轴承17，转子驱动轴9在该旋转轴承17内旋转。当角形支架13由于磁性定子组件的向左(右)的运动向下(向上)枢转时，其使旋转斜盘的非旋转圆盘19向下(向上)倾斜。突耳(每个转子叶片有一个突耳)将旋转斜盘的旋转圆盘21机械地耦合至转子叶片23以施加转矩τ Ρ，该转矩τ Ρ改变转子叶片23的桨距。整个旋转斜盘的竖直运动导致叶片发生总桨距变化，其将增加或者降低旋转驱动器的推力。旋转斜盘的倾斜导致转子叶片在旋转期间翻动，这使推力矢量倾斜。
[0040]将图1Α和图1Β的元件图案化以指示不同元件如何在操作期间相对于彼此运动。空白的元件与转子叶片一起旋转。被以45度的对角线填充的元件作为磁性定子组件的一部分一起运动。被以-45度的对角线填充的元件(线圈4L和4R)相对于彼此对称地运动，并且与转子驱动轴9的旋转同步。
[0041]控制器25配置为控制由电流源27向左致动器2L的线圈4L供应的电流h、和由电流源27向右致动器2R的线圈4R供应的电流i2，以便选择共模位移X?和差模位移XDM的期望的值，其分别被所得到的共模力Fcm= F 1-匕和差模力F DM= F 1+F2决定。洛仑兹力与电流成比例，如下:
[0042]Fi= κ i !
[0043]F2= k i 2
[0044]其中，κ是线圈位置的函数(例如，在中心位置处更大，并且远离中心更小)。因此，在期望的共模力和差模力的方面表达的电流如下。
[0045]ii= (F dm+Fcm) /(2k)
[0046]i2= (F DM_FCM) / (2 κ )
[0047]参照图2，旋转驱动器10的一个实施例包括配置为驱动具有五个转子叶片14的转子叶片组件的三个旋转驱动器子组件12A、12B和12C的布置。旋转驱动器子组件共同提供使转子叶片14围绕中心轴线旋转的转矩。旋转驱动器10包括旋转斜盘16，该旋转斜盘16通过将每个转子叶片14连接至在旋转斜盘16上的不同位置的分别的棒18的运动来设置转子叶片14的周期桨距和总桨距。每个旋转驱动器子组件包括将由控制器25提供的电磁能转换为线圈组件的线性运动的两个线圈组件。曲柄(在该图中不可见)然后将线圈组件的线性运动转换为转子叶片的旋转运动，如下面更加详细描述的。每个旋转驱动器子组件还具有通过控制臂组件(图3的元件30、32、34、36)起作用以控制旋转斜盘16上的相应的连接点的竖直位置的另外的机械自由度，在下文更详细地描述。线圈组件的线性运动被由控制器25提供至控制接口(例如从线圈组件中的每个的线)的第一信号控制。控制臂的竖直运动被由控制器25提供至控制接口的第二信号控制。图3、图4、图5A至图5C、和图6A至图6C更加详细地示出了旋转驱动器子组件12A的功能性的不同方面。
[0048]参照图3，包括被组装为力学上刚性的框架的多重的节段的支撑结构20支撑两个轴承组件，两个轴承组件中的每一个支撑在支撑结构内的对应线性致动器的磁性定子组件和线圈组件。每个轴承组件使得磁性定子组件和线圈组件均能够在支撑结构内独立于彼此地运动。另外，两个磁性定子组件刚性地连接至彼此，从而使得它们作为磁性定子单元22的一部分一起运动。这两个轴承组件包括轴承表面，该轴承表面共同形成使得磁性定子单元22能够相对于支撑结构运动的另一轴承组件。
[0049]虽然图3示出了支撑结构20，该支撑结构20包括与旋转驱动器子组件12A相关联的框架的节段，但是整个支撑结构还包括与其他两个旋转驱动器子组件12B和12C相关联的另外的部分。如将在下文更详细地描述的，这三个节段及其线性致动器操作以使用具有两个曲拐51A和51B的曲柄50使转子驱动轴48旋转(图4)。换言之，在本实施方案中，曲柄50作为把被线性致动器产生的线性运动转换为转子驱动轴48的旋转运动的线性到旋转转换器起作用。
[0050]每个轴承组件包括四个圆柱滑动轴承，对于每个轴承组件，仅仅其中两个在图3中可见(轴承24A和24B用于左轴承组件，并且轴承24C和24D用于右轴承组件)，其他的两个则被该结构遮蔽。这些滑动轴承提供在支撑结构20的不同节段与相应线性致动器的磁性定子组件之间的轴承表面(第一支撑结构节段用于一个线性致动器，并且刚性地连接至第一支撑结构节段的第二支撑结构节段用于另一个线性致动器)。每个轴承组件还包括两个滑动杆，对于每个轴承组件，仅仅其中一个滑动杆在图3中可见(滑动杆26A用于左轴承组件，并且滑动杆26B用于右轴承组件)，这两个滑动杆连接至对应的磁性定子组件并且沿着对应的一对圆柱滑动轴承滑动。在图3中示出的左轴承组件中，这包括滑动杆26A，该滑动杆26A沿着滑动轴承24A和24B滑动，并且在图3中示出的右轴承组件中，这包括滑动杆26B，该滑动杆26B沿着滑动轴承24C和24D滑动。相同的滑动杆被包括在背侧上，并且由此在图3中不可见。
[0051]磁性定子单元22还包括突出穿过在支撑结构20的顶部中的矩形的开口的杆28。杆28附接至这两个线性致动器中的一个的磁性定子组件。附接至杆28的是控制臂组件，该控制臂组件包括一起耦合在相应的接头处的三个运动零件:连接至杆28的平移杆30、通过支柱36连接至支撑结构20的角形支架32、和用于将角形支架32中的一端耦合至在旋转斜盘16上的对应突耳的回转连接器34(在图3中未示出)。随着磁性定子单元22沿着这两个轴承组件的轴承在支撑结构20内运动，其把平移杆30水平地运动。平移杆30所连接的角形支架32将平移杆30的水平运动转换为角形支架32的另一端的竖直运