起落架驅動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了用于使飛行器起落架(10)的一個或更多個輪(16)旋轉以進行地面滑行和/或在著陸之前自旋加快的驅動系統(tǒng)。該驅動系統(tǒng)包括能夠操作成經由第一驅動路徑使第一驅動小齒輪旋轉的馬達(52)以及適于固定至輪(16)的從動齒輪(20)。該驅動系統(tǒng)具有第一構型，在第一構型中，第一驅動小齒輪能夠與從動齒輪(20)嚙合以允許馬達(52)經由第一驅動路徑驅動從動齒輪(20)。第一驅動小齒輪和從動齒輪(20)中的一者包括第一鏈輪(60)并且第一驅動小齒輪和從動齒輪(20)中的另一者包括設置成兩排或更多排的一系列滾子，每排滾子均設置成形成圈，每個滾子(36)均能夠分別繞距第一驅動小齒輪或從動齒輪(20)的旋轉軸線固定距離的滾子軸線旋轉。一些實施方式包括第二驅動小齒輪并且馬達(52)能夠操作成經由第二驅動路徑使第二驅動小齒輪旋轉。這種驅動系統(tǒng)能夠在第一構型與第二構型之間進行切換，在第二構型中，第二驅動小齒輪能夠與從動齒輪(20)嚙合以允許馬達(52)經由第二驅動路徑驅動從動齒輪(20)。第二驅動小齒輪和從動齒輪(20)中的一者包括第二鏈輪(62)并且第二驅動小齒輪和從動齒輪(20)中的另一者包括所述一系列滾子(36)。第一驅動路徑的傳動比大于第二驅動路徑的傳動比。
【專利說明】起落架驅動系統(tǒng)

【技術領域】
本發(fā)明涉及用于使飛行器起落架的一個或更多個輪旋轉以在著陸之前進行自旋加快和/或進行地面滑行的驅動系統(tǒng)。

【背景技術】
飛行器需要在飛機場上的各地點之間進行地面滑行。一個示例為跑道與飛行器的乘客上飛行器或下飛行器的位置(例如，登機口)之間的滑行。通常，這種滑行通過使用來自飛行器的發(fā)動機的推力向前推進飛行器使得起落架輪發(fā)生旋轉來實現(xiàn)。由于地面滑行速度必需相對較低，因此發(fā)動機必須以非常低的功率運行。這意味著:由于這種低功率下的低推進效率而使得存在相對較高的燃料消耗。這導致了機場周圍局部大氣污染和噪音污染的程度增加。此外，即使當發(fā)動機以低功率運行，通常仍需要應用輪制動器來限制地面滑行速度，從而導致制動器的高度磨損。
使用民用飛行器的主發(fā)動機使民用飛行器進行例如遠離登機口的倒行是不被允許的。當必需倒行時或者在不能夠實施經由主發(fā)動機推力的地面滑行的其他情況下，使用拖吊車來調動飛行器四處移動。這個過程是費力且成本高昂的。
因此，需要一種驅動系統(tǒng)在地面滑行操作期間向飛行器起落架的輪提供動力。還需要在著陸之前使用這種驅動系統(tǒng)來對輪進行預自旋，使得輪在著地時已經以其初始著陸速度或接近該著陸速度自旋。這種預著陸自旋加快被認為可以減小著陸時的輪胎磨損，并且可以減小著陸期間傳輸至起落架的載荷。
近年來，已經提出了用于在飛行器處于地面上的同時驅動輪以及在著陸之前使輪自旋加快的若干個自主的地面滑行系統(tǒng)。US2006/0065779中公開了一個示例，其提出了一種被供以動力的前飛行器輪系統(tǒng)，在該飛行器輪系統(tǒng)中，使用離合器來在輪可以自由地自旋的模式與輪可以由電馬達驅動的模式之間進行切換。離合器還可以操作成使馬達能夠在著陸之前對輪進行預自旋。
這種現(xiàn)有技術的系統(tǒng)通常被限制于前起落架，因為其占據(jù)太多的空間而不能夠結合到主起落架中，主起落架中輪周圍的大部分空間被制動系統(tǒng)占據(jù)。然而，前起落架在地面滑行操作期間僅支承整體上由起落架支承的豎向載荷的一小部分載荷(飛行器重量的大約5%)0因此，被驅動的前起落架輪與地面之間存在的牽引力可能不足以進行可靠的飛行器地面滑行。這在飛行器的重心朝向其尾部極限時以及在地表面光滑時特別緊要。
W02011/023505中描述了不限于前起落架的現(xiàn)有技術布置。所公開的系統(tǒng)使用致動器來將從動的帶齒小齒輪移入及移出與輪上的帶齒環(huán)形齒輪的驅動接合。該系統(tǒng)限于地面滑行操作。


【發(fā)明內容】

本發(fā)明的第一方面提供了一種用于使飛行器起落架的輪旋轉的驅動系統(tǒng)，該驅動系統(tǒng)包括能夠操作成經由第一驅動路徑使第一驅動小齒輪旋轉的馬達以及適于固定至輪的從動齒輪，其中，該驅動系統(tǒng)具有第一構型，在第一構型中，第一驅動小齒輪能夠與從動齒輪嚙合(即，能夠與從動齒輪驅動接合)以允許馬達經由第一驅動路徑驅動從動齒輪，并且其中，第一驅動小齒輪和從動齒輪中的一者包括第一鏈輪，第一驅動小齒輪和從動齒輪中的另一者包括設置成兩排或更多排的一系列滾子，每排滾子均設置成形成圈，每個滾子均能夠分別繞距第一驅動小齒輪或從動齒輪的旋轉軸線固定距離(且大致平行于所述旋轉軸線)的滾子軸線旋轉。
經由鏈輪和設置成圈的一系列滾子實現(xiàn)馬達-輪連接的關鍵優(yōu)勢在于，這種機構本身比較堅固并且可容忍環(huán)境污染。因此，可能并非必須將驅動系統(tǒng)封裝在殼體內來防止碎片和其他污染物的進入。與之相比，例如W02011/023505中公開的驅動系統(tǒng)布置之類的采取嚙合帶齒齒輪的驅動系統(tǒng)布置必須適當?shù)乇苊馕廴疚?，所需的保護殼體增加了重量和費用并且使常規(guī)檢查困難。
鏈輪-滾子布置的另一優(yōu)勢在于，其比嚙合帶齒齒輪布置更加耐受輪變形以及小齒輪與從動齒輪之間的未對準。起落架輪在地面滑行期間受到高載荷及所產生的變形，并且固定至輪的從動齒輪將響應于這種輪變形而不可避免地變形。嚙合帶齒齒輪對這種變形不耐受并且典型的帶齒輪輞齒輪可能需要經由軸承、柔性界面或者類似物而與輪隔離。與之相t匕，本發(fā)明的鏈輪和滾子布置在沒有這種修改的情況下能夠容忍變形。
在第一構型中，每排鏈輪齒能夠與相應的成排滾子嚙合。就給定節(jié)距(pitch)的鏈輪而言，可應用的載荷將是有限的，因此，增加同軸鏈輪和同軸滾子圈的數(shù)目增加了接合的額定載荷。
在一些實施方式中，所述一系列滾子可以由滾子齒輪提供。因此，所述一系列滾子中的每個滾子能夠繞銷旋轉，銷可選擇地由環(huán)形支承構件支承或者支承在兩個環(huán)形支承構件之間。這種布置具有重量輕和高結構強度的優(yōu)勢。滾子的主要失效模式在于銷的剪切失效；通過在沒有中間套筒、襯套或其他部件的情況下將每個滾子直接地安裝在其相應的銷上，銷的直徑可以被最大化以使剪切強度最大。
可以在環(huán)形支承構件的每側各設置所述成排滾子中的兩排滾子中的一排滾子。滾子齒輪還可以包括兩個環(huán)形圈，其中，所述成排滾子在環(huán)形支承構件與環(huán)形圈中的相應一個環(huán)形圈之間延伸。每個銷可以具有位于相反兩端之間的中央部，并且每個銷的中央部可以固定至環(huán)形支承構件。替代性地，每個銷可以在一端處固定至環(huán)形支承構件。
相鄰成排的滾子和相鄰成排的鏈輪齒可以為同相，或者可以以滾子/齒節(jié)距的任何一部分的方式呈異相。
每個鏈輪可以包括具有以兩個平行排的方式設置的一系列齒的單個輪。替代性地，每個鏈輪可以包括同軸設置的兩個輪，每個輪具有一系列齒。鏈輪可以具有位于相鄰成排的齒之間的凹槽。
在其他實施方式中，所述一系列滾子可以由圍繞支承構件的外周延伸并固定至支承構件的滾子鏈(也稱作附接鏈或附接滾子鏈)提供。這種布置可能實現(xiàn)起來比以上討論的滾子齒輪結構更便宜。滾子鏈通常被利用以使得其圍繞一個或更多個鏈輪輪延伸，從而使得該鏈能夠相對于這些鏈輪輪移動。通過將滾子鏈設置成使得其固定至支承構件，滾子鏈不需要彎曲(即，不存在相鄰連桿之間的相對運動)，從而鏈受到較小的磨損。這轉而使得鏈的使用壽命更長并且維護費用減少。此外，滾子鏈在失效的情況下幾乎不可能與支承構件分離。然而，保持了鏈分離的小風險，從而使?jié)L子鏈實施方式潛在地次優(yōu)選于滾子齒輪實施方式。在滾子鏈實施方式中，第一鏈輪優(yōu)選地包括針齒輪鏈輪。
從動齒輪優(yōu)選地具有比驅動小齒輪的直徑更大的直徑。這種布置提供了扭矩放大的傳動比和有效的利用空間。
第一驅動小齒輪優(yōu)選地包括第一鏈輪并且從動齒輪優(yōu)選地包括所述一系列滾子。這種布置用作使?jié)L子的數(shù)目最大，并且因此這種布置用作使每個滾子的磨損最小從而延長從動齒輪的壽命。此外，由于很可能鏈輪將比所述一系列滾子更快地屈服于磨損并且驅動小齒輪比從動齒輪更容易更換，因此這種布置提供了更容易的維護。
驅動系統(tǒng)優(yōu)選地能夠在第一構型與第三構型之間進行切換，在第三構型中，第一驅動小齒輪不能夠與從動齒輪嚙合。因此，驅動系統(tǒng)能夠在處于第一構型中時被用于地面滑行，以及在處于第三構型中時被用于起飛、著陸、或者輪的自由旋轉更重要的其他操作。替代性地，可以在第一驅動小齒輪與馬達之間設置離合器。
在一些實施方式中，驅動系統(tǒng)包括第二驅動小齒輪并且馬達能夠操作成經由第二驅動路徑使第二驅動小齒輪旋轉，其中，驅動系統(tǒng)能夠在所述第一構型與第二構型之間進行切換，在第二構型中，第二驅動小齒輪能夠與從動齒輪嚙合以允許馬達經由第二驅動路徑驅動從動齒輪，其中，第二驅動小齒輪和從動齒輪中的一者包括第二鏈輪，第二驅動小齒輪和從動齒輪中的另一者包括所述一系列滾子，并且其中，第一驅動路徑具有比第二驅動路徑的傳動比更大的傳動比。
第一驅動路徑的較大的傳動比在處于第一構型的從動齒輪的驅動期間提供了輪的較低旋轉速度，而第二驅動路徑的較小的傳動比在處于第二構型的從動齒輪的驅動期間提供了輪的較高的旋轉速度。因此，這種實施方式使驅動系統(tǒng)能夠在處于第一構型中時用于低速度、高扭矩的地面滑行操作以及在處于第二構型中時用于高速度、低扭矩的預著陸自旋加快操作。
優(yōu)選地，第二驅動小齒輪包括第二鏈輪并且從動齒輪包括所述一系列滾子。這種布置用作使?jié)L子的數(shù)目最大，并且因此這種布置用作使每個滾子的磨損最小從而延長從動齒輪的壽命。此外，由于很可能鏈輪將比所述一系列滾子更快地屈服于磨損并且驅動小齒輪比從動齒輪更容易更換，因此這種布置提供了更容易的維護。
驅動系統(tǒng)優(yōu)選地能夠在第一構型、第二構型與第三構型之間進行切換，在第三構型中，第一驅動小齒輪和第二驅動小齒輪都不能夠與從動齒輪嚙合。因此，驅動系統(tǒng)可以在第一構型中用于地面滑行，在第二構型中用于預著陸自旋加快以及在第三構型中用于諸如起飛之類的需要輪自由旋轉的操作。
本發(fā)明還提供了一種具有輪和根據(jù)第一方面的驅動系統(tǒng)的飛行器起落架，其中，驅動系統(tǒng)的從動齒輪固定至輪。

【專利附圖】

【附圖說明】
現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行描述，在附圖中:
圖1示出了根據(jù)第一實施方式的驅動系統(tǒng)的等距視圖；
圖2示出了圖1的驅動系統(tǒng)的平面圖；
圖3示出了圖1的驅動系統(tǒng)的側視圖； 圖4示出了圖1的驅動系統(tǒng)的所選擇的部件的等距視圖；
圖5示出了圖1的驅動系統(tǒng)的所選擇的部件的另一等距視圖；
圖6示出了圖1的驅動系統(tǒng)的所選擇的部件的側視圖；
圖7A至圖7C示出了圖1的帶有替代性從動齒輪的驅動系統(tǒng)的所選擇的部件的側視圖，該驅動系統(tǒng)以地面滑行構型(A)、空擋構型(C)和自旋加快構型(B)示出；
圖8A和圖SB示出了圖1的驅動系統(tǒng)的替代性從動齒輪的等距視圖；
圖9示出了根據(jù)第二實施方式的驅動系統(tǒng)的等距視圖，其中，為清楚起見而省略一些部件；
圖10示出了圖9的驅動系統(tǒng)的等距視圖；
圖11示出了圖9的驅動系統(tǒng)的等距視圖；
圖12示出了圖9的驅動系統(tǒng)的細節(jié)圖；
圖13示出了適于第一實施方式和第二實施方式的替代性驅動小齒輪和從動齒輪的細節(jié)圖；
圖14A至圖14C示出了用于第一實施方式或第二實施方式的驅動系統(tǒng)的替代性驅動小齒輪的等距視圖；
圖15A至圖15C示出了用于第一實施方式或第二實施方式的驅動系統(tǒng)的替代性從動齒輪的等距視圖；
圖16A至圖16C示出了用于第一實施方式或第二實施方式的驅動系統(tǒng)的替代性致動系統(tǒng)的示意性側視圖；
圖17示出了根據(jù)第三實施方式的驅動系統(tǒng)的等距視圖，為清楚起見省略了一些部件； 圖18為圖17的處于分開位置的驅動系統(tǒng)的側視圖；
圖19為圖17的處于接合位置的驅動系統(tǒng)的側視圖；
圖20示出了圖17的驅動系統(tǒng)的等距視圖；
圖21示出了圖17的驅動系統(tǒng)的等距視圖；
圖22A至圖22D示出了圖17的驅動系統(tǒng)的從動齒輪的構型；以及圖23示出了滾子/鏈輪進行異相的第三實施方式的替代性示例。

【具體實施方式】
本發(fā)明的第一實施方式在圖1至圖8中示出。在示出的實施方式中，起落架具有兩個輪，但是該實施方式的原理可以應用于具有四個或更多個輪的起落架。由于由主起落架支承的重量被認為提供了輪與地面之間的最好的牽引以能夠進行可靠的飛行器地面滑行，因此該實施方式示出了主起落架(即，附接至機翼的區(qū)域中的機身結構或機翼結構的起落架)。然而，本發(fā)明的驅動系統(tǒng)可以替代性地應用于前起落架(即，朝向飛行器前部的可轉向的起落架)。
起落架10包括伸縮式減振主腿部12，該伸縮式減振主腿部12包括上伸縮式部件12a (主配件)和下伸縮式部件12b (滑動件)。上伸縮式部件12a通過其上端部(未示出)附接至飛行器機身或機翼(未示出)。下伸縮式部件12b支承承載一對輪16的軸14，在主腿部的每側各有一個輪(為清楚起見，在圖1和圖2中示出僅一個輪16)。輪16設置成繞軸14旋轉以能夠進行飛行器的諸如滑行或著陸之類的地面運動。 每個輪16均包括由輪轂18 (也稱作輪輞)支承的輪胎17。從動齒輪20附接至輪轂18以能夠隨著輪16旋轉，從動齒輪20包括由通過一系列滾子36連接在一起的兩個剛性的環(huán)狀圈35形成的滾子齒輪34，所述一系列滾子36圍繞圈延伸以形成連續(xù)的軌道。滾子36各自均能夠繞銷(未示出)旋轉，該銷在環(huán)狀圈35之間延伸以形成環(huán)狀圈35之間的剛性連接。環(huán)狀圈35中的一個環(huán)狀圈包括提供與輪轂18的剛性連接的多個連接延伸突出部37。
圖7A至圖7C和圖8示出了用于從動齒輪20的替代性布置，在該替代性布置中，滾子鏈30圍繞剛性的環(huán)狀延伸圈21延伸。延伸圈21 (或筒狀物)經由多個延伸突出部22剛性地附接至輪轂18使得該延伸圈21從輪轂18的外周朝向腿部12延伸。滾子鏈30圍繞延伸圈21的外周固定使得該滾子鏈30在圈21周圍形成連續(xù)的軌道。圖8A示出了延伸圈21和滾子鏈30 (也稱作附接鏈或者附接滾子鏈)的細節(jié)圖，其中可以看出，滾子鏈30包括多個互連的鏈元件31，每個鏈元件包括安裝在平行軸上的兩個滾子32的子組件。每個滾子32均能夠繞自身安裝在銷(未示出)上的襯套(未示出)旋轉。每個鏈元件31均通過一對連桿元件33樞轉地安裝至其相鄰的元件以使得滾子32設置成形成連續(xù)的軌道或串，并且每個元件31因此設計成能夠相對于其相鄰的元件旋轉。當然，由于滾子鏈30固定至延伸圈21，因此防止了鏈元件31相對于彼此樞轉。
[0055]用于從動齒輪20的兩種可能的布置的共同之處在于:滾子32、36均能夠繞保持在距輪16的旋轉軸線(該旋轉軸線與延伸圈21或環(huán)狀圈35的旋轉軸線對應)固定距離處的滾子軸線(未示出)旋轉。圖8A的滾子齒輪布置可以是優(yōu)選的，因為其可以具有用于滾子齒輪34的每個滾子36的比用于鏈30的每個滾子32的銷的直徑更大的銷，使得每個滾子一銷組件的剪切強度在滾子齒輪34中比在鏈30中更大。這是因為由于銷自身用作襯套而使得滾子齒輪34的滾子36與銷之間不需要額外的襯套。
驅動系統(tǒng)50包括使輸入軸54旋轉的馬達52，輸入軸54自身經由變速箱70使第一輸出鏈輪60和第二輸出鏈輪62旋轉。第一輸出鏈輪60和第二輸出鏈輪62均為帶有可以與滾子鏈30的滾子32 (或者滾子齒輪34的滾子36)互鎖的徑向延伸齒的輪型鏈輪。盡管附圖僅示出了用于驅動輪16中的一個輪的驅動系統(tǒng)50的特征，但是意在這些特性可以反映于另一個輪16。也就是說，意在每個輪16可設置有一個驅動系統(tǒng)50。就具有四個或更多個輪16的起落架10而言,驅動系統(tǒng)50可以設置用于輪16中的每個輪或者設置用于輪16中的僅兩個輪。在輪16中的僅兩個輪設置有驅動系統(tǒng)50的實施方式中，可能有必要提供另外的馬達(未示出)來實現(xiàn)未被驅動的輪的預著陸自旋加快以及通過所述兩個驅動系統(tǒng)50實現(xiàn)地面滑行。在另外的實施方式中，可以具有在兩個驅動系統(tǒng)50之間共享的一個馬達52。也就是說，馬達52可以設置成使每個驅動系統(tǒng)的輸入軸54旋轉。
驅動系統(tǒng)50由支架56支承，支架56剛性地連接至起落架的軸14并且繞樞轉軸線57樞轉地連接至馬達52，樞轉軸線57大致位于鏈輪60的旋轉軸線61與鏈輪62的旋轉軸線63之間(見圖3)。驅動系統(tǒng)50可以替代性地安裝在上伸縮式部件12a(主配件)或下伸縮式部件12b (滑動件)上。諸如直驅動滾子螺桿機電式線性致動器之類的線性致動器58在支架56 (在最接近軸14的端部處)與馬達52之間延伸。因此，致動器58的線性運動轉換成驅動系統(tǒng)50的旋轉運動。由于樞轉軸線57在鏈輪60的軸線61與鏈輪62的軸線63之間的位置，所以驅動系統(tǒng)50可以在僅第一鏈輪60接合滾子鏈30(圖7A)的位置與僅第二鏈輪62接合滾子鏈30(圖7C)的位置之間旋轉。在上述兩個極限位置之間的位置中，鏈輪60、62兩者都不接合滾子鏈30 (圖7B)。這種樞轉布置確保第一鏈輪60和第二鏈輪62兩者不可能同時接合滾子鏈30。
變速箱70包括第一配合帶齒齒輪71、第二配合帶齒齒輪72和第三配合帶齒齒輪73。第一齒輪71固定至輸入軸54使得其與所述軸一起旋轉。第三齒輪73連接至第一鏈輪60，并且第二齒輪72將第一齒輪71和第三齒輪73相互連接。因此，第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪在輸入軸54與第一鏈輪60之間提供了第一驅動路徑。在不出的實施方式中，第二驅動路徑的傳動比為40: I。輸入軸54直接連接至第二鏈輪62以提供有效地繞過變速箱的第二驅動路徑。在示出的實施方式中，第二驅動路徑的傳動比為5: 1，S卩，比第一驅動路徑的傳動比更小。因此，驅動系統(tǒng)50設置成具有三個構型:低速度、高扭矩的滑行構型，其中，馬達52經由第一驅動路徑和第一鏈輪60驅動輪16 (圖7A);高速度、低扭矩的自旋加快構型，其中，馬達52經由第二驅動路徑和第二鏈輪62驅動輪16(圖7C);以及空擋(斷開)構型，其中，不管是第一鏈輪60還是第二鏈輪62都不接合滾子鏈(圖7B)?；袠嬓瓦m于在地面滑行期間使輪16加速至175rmp的速度(相當于20節(jié))，而自旋加快構型適于在降落在陸地之前使輪16加速至1400rpm的旋轉速度(相當于160節(jié)地面速度)。
馬達52、變速箱70以及第一鏈輪60和第二鏈輪62封裝在殼體內以防止其中的部件受到可能引起故障的由碎片等造成的環(huán)境污染。
在滑行構型中，可以對線性致動器58(其可以為可反向驅動的)進行扭矩控制(或電流控制)以在第一鏈輪60與從動齒輪20之間施加大致恒定的載荷，從而允許驅動系統(tǒng)50的各個部件部分的某種變形同時防止不必要的分離。盡管分離載荷在自旋加快期間比在地面滑行期間更低，所以這應該反映在控制邏輯中，但是線性致動器58可以在自旋加快的構型中以類似的方式控制。在空擋構型中，線性致動器58可以進行位置控制以實現(xiàn)空擋位置，由此鏈輪都不與從動齒輪20接合。機電制動器(未示出)或者其他類似的鎖定裝置可以結合在致動器58內以將致動器鎖定在空擋構型中。
本發(fā)明的第二實施方式在圖9至圖12中示出。該實施方式與第一實施方式類似(為方便起見，相同的部件用相同的附圖標記表示)，僅有的差異在于驅動系統(tǒng)50。也就是說，第二實施方式包括僅第一鏈輪60而不包括第二鏈輪62。因此，存在僅一個鏈輪60能夠與從動齒輪20嚙合以驅動輪16，并且馬達52與第一鏈輪60之間存在僅一個驅動路徑。在附圖中，從動齒輪20示出為如上述關于圖8A的滾子齒輪34，而圖8B的鏈30和延伸圈21布置將為適當?shù)奶娲桨浮?br> 致動器58設置成使驅動系統(tǒng)50在第一鏈輪60接合滾子鏈30的位置(如圖9至圖12中所示)與第一鏈輪60不能夠接合滾子鏈30的位置之間旋轉。以這種方式，驅動系統(tǒng)50具有兩種可能的構型:低速度、高扭矩的滑行構型，其中，馬達52經由第一驅動路徑和第一鏈輪60驅動輪16;以及空擋(斷開)構型，其中，不管是第一鏈輪60還是第二鏈輪62都不接合滾子鏈。
因此，第二實施方式的驅動系統(tǒng)50適于僅地面滑行操作(或者可以修改成適于僅預著陸自旋加快操作)，而第一實施方式的驅動系統(tǒng)適于地面滑行操作和預著陸自旋加快操作這兩者。
在第一實施方式和第二實施方式兩者中，第一鏈輪60和第二鏈輪62中的一者或每一者可以用直齒輪(未示出)或其他類型的帶齒齒輪替換，并且從動齒輪20可以用環(huán)形齒輪(未示出)或者其他類型的帶齒齒輪替換。這種布置在圖13中示出，圖13示出了替代第一鏈輪60的第一直齒輪24和替代第二鏈輪62的第二直齒輪25。第一直齒輪24和第二直齒輪25與環(huán)形齒輪26嚙合，該環(huán)形齒輪26經由柔性(flexible)界面27固定至輪(未示出)以提供從動齒輪20。柔性界面27用于將環(huán)形齒輪26與輪變形載荷隔離。帶齒齒輪24、25、26可以設置成哨合在一起來以與先前所描述的關于第一實施方式和第二實施方式的方式相同的方式實現(xiàn)滑行構型和/或自旋加快構型。
在第一實施方式和第二實施方式兩者中，第一鏈輪60和第二鏈輪62中的一者或每一者可以用與圖8b中示出的滾子齒輪類似的滾子齒輪或者用圍繞筒狀物固定的與圖8a中示出的滾子鏈類似的滾子鏈替換。這種布置在圖14A和圖14B以及圖14C中示出，圖14A和圖14B示出了第一鏈輪(第一驅動小齒輪)被圍繞筒狀物固定的滾子鏈(附接鏈)替換的實施方式，圖14C示出了適于作為第一驅動小齒輪的滾子齒輪的替代性示例。在這種替代性實施方式中，如圖14A中所示，從動齒輪20包括用于第一鏈輪和第二鏈輪的圖中所示的類型的鏈輪。也就是說，當從動齒輪包括鏈輪且驅動小齒輪包括滾子齒輪/滾子鏈時以及當驅動小齒輪包括鏈輪且從動齒輪包括滾子齒輪/滾子鏈時，可以應用經由鏈輪與滾子齒輪/滾子鏈之間的嚙合實現(xiàn)驅動的原理。
在第一實施方式和第二實施方式兩者中，滾子齒輪可以以包括圖15A、圖15B和圖15C中示出的方式的多種不同的方式中的任一方式構造。因此，滾子齒輪可以包括能夠各自繞銷旋轉的滾子36，該銷在僅一端處固定至剛性環(huán)形圈35 (圖15A)。替代性地，每個銷可以在每一端處固定至一對剛性環(huán)形圈35中的一個剛性環(huán)形圈(圖15B和圖15C)。圖15A和圖15B中示出的連接延伸突出部37可以用如圖15C中示出的連續(xù)延伸邊緣部37A替換，以提高滾子齒輪的剛度。
圖16A至圖16C示出了由上述線性致動器58和樞轉支架56提供的組件的替代性布置。在該替代性布置中，第一鏈輪60和第二鏈輪62安裝在共同的安裝板51上，該安裝板51通過一對可樞轉臂部53連接至起落架腿部12。臂部53可以以可樞轉的方式連接至起落架10的上伸縮式部件12a (主配件)或者下伸縮式部件12b (滑動件)。臂部53的‘平行四邊形’布置使安裝板51能夠在不進行任何旋轉的情況下相對于從動齒輪20平移。因此，第一鏈輪60和第二鏈輪62可以在滑行構型(圖16A)、空擋構型(圖16B)以及自旋加快構型(16C)之間移動。
在第一實施方式和第二實施方式兩者中，第一鏈輪60和第二鏈輪62中的每一者可以包括多個同軸的鏈輪，每個鏈輪設置成與包括在從動齒輪20中的多個同軸滾子圈中的一個同軸滾子圈嚙合以增加組件的額定載荷。例如，在第一實施方式中，第一鏈輪60和第二鏈輪62可以各自包括一對同軸鏈輪并且從動齒輪20可以包括對應的一對鏈30，從而所述一對同軸鏈輪中的相應的一個同軸鏈輪設置成與所述鏈30中的相應的一個鏈嚙合。下面將參照本發(fā)明的第三實施方式對多個同軸鏈輪和多個同軸滾子圈進行更詳細地描述。
本發(fā)明的第三實施方式在圖17至圖22中示出。該實施方式類似于第二實施方式(為方便起見，相同的部件用相同的附圖標記表示)，主要的差異在于驅動系統(tǒng)50和從動齒輪20。也就是說，在第三實施方式中，第一小齒輪(鏈輪)60包括多個同軸的鏈輪80A、80B并且從動齒輪20包括設置成滾子齒輪34的多個同軸滾子圈82A、82B。相應的同軸鏈輪80A、80B能夠與同軸滾子圈82A、82B嚙合。
與第二實施方式類似，第三實施方式包括僅第一鏈輪60而不包括第二鏈輪62。因此，存在僅一個鏈輪60能夠與從動齒輪20嚙合以驅動輪16，并且在馬達52與第一鏈輪60之間存在僅一個驅動路徑。因此，第三實施方式的驅動系統(tǒng)50適于僅地面滑行操作(或者可以被修改成適于僅預著陸自旋加快操作)，而第一實施方式的驅動系統(tǒng)適于地面滑行操作和預著陸自旋加快操作這兩者。然而，第一實施方式的具有第一鏈輪和第二鏈輪的驅動系統(tǒng)可以修改成使得第一鏈輪和第二鏈輪中的每一者包括能夠與包括多個同軸滾子圈的從動齒輪嚙合的多個同軸的鏈輪。可能還在以下方面存在優(yōu)勢:用第三實施方式的第一鏈輪60使輪以滑行速度旋轉以用于預著陸操作。
在第三實施方式中，驅動系統(tǒng)50能夠驅動兩輪起落架的輪16中的一個輪，而另一個輪不被驅動。就具有多于兩個輪的起落架而言，可以提供多個驅動系統(tǒng)50。
第三實施方式的驅動系統(tǒng)50包括馬達52，馬達52聯(lián)接至使第一鏈輪60旋轉的行星變速箱86。第一鏈輪60的旋轉軸線與馬達的旋轉軸線同軸。盡管由于行星變速箱86，第三實施方式的驅動系統(tǒng)50的整體軸向長度比第一實施方式和第二實施方式的驅動系統(tǒng)的軸向長度更長，但是這在驅動起落架的僅一個輪16時是不存在問題的。與之相比，在第一實施方式和第二實施方式中，驅動系統(tǒng)的軸向長度相對更短以便起落架的兩個輪16可以由相應的驅動系統(tǒng)驅動。
當然，特別是在起落架的輪16中的僅一個輪被驅動的情況下，可以用行星變速箱代替第一實施方式和第二實施方式中描述的平行軸線變速箱。替代性地，可以用平行軸線變速箱替換第三實施方式中的行星變速箱。行星變速箱就設計而言更加整潔，而平行軸線變速箱就設計而言允許更大的自由以調節(jié)小齒輪旋轉軸線與樞轉軸線57之間的角度。
馬達52和行星變速箱86被封裝在殼體內以防止其中的部件受到可能引起故障的由碎片等所造成的環(huán)境污染。
驅動系統(tǒng)50由支架56支承，支架56剛性地連接至起落架的下伸縮式部件12b (滑動件)并且繞樞轉軸線57樞轉地連接至馬達52。驅動系統(tǒng)50可以替代性地安裝在上伸縮式部件12a (主配件)或軸14上。支架56包括孔口 84，孔口 84在滑動件的基部處提供至頂托點的入口。諸如液壓致動器、機電致動器(EMA)或電動液壓致動器(EHA)之類的線性致動器58在支架56 (在最靠近軸14的端部處)與馬達52之間延伸。因此，致動器58的線性運動轉換成驅動系統(tǒng)50的旋轉運動。
致動器58設置成使驅動系統(tǒng)50在第一鏈輪60接合滾子齒輪34的位置(如在圖19中最佳地示出)與第一鏈輪60不能夠接合滾子齒輪34的位置(如在圖20中最佳地示出)之間旋轉。以這種方式，驅動系統(tǒng)50具有兩種可能的構型:低速度、高扭矩的滑行構型，其中，馬達52經由第一驅動路徑和第一鏈輪60驅動輪16;空擋(斷開)構型，其中，第一鏈輪60不接合滾子齒輪34。
液壓致動器58 (示出的)可能是優(yōu)選的，因為在接合構型中通過鏈輪60施加到從動齒輪20上的載荷可能比在EHA或EMA的情況下更具適應性。這種適應性(compliance)可以有益地提供載荷控制和阻尼以避免從動齒輪與鏈輪接合的過載。
如圖20和圖21中最佳地示出的，驅動系統(tǒng)50首先通過重力(當飛行器不顛倒時)并其次通過扭轉彈簧88偏置至空擋(斷開)構型。彈簧88大致形成為以樞轉軸線57為中心的線圈。彈簧88具有靠著從支架56突出的銷90支承的第一懸空端并且具有靠著從驅動系統(tǒng)50突出的銷92支承的第二懸空端。在彈簧的偏置力和重力下，驅動系統(tǒng)50上的延伸部一端部止擋件94—在起落架的下側靠著支架56支承以防止驅動系統(tǒng)50繞樞轉軸線57過度旋轉。另外，致動器58可以包括鎖定裝置以在起飛、著陸和飛行期間將驅動系統(tǒng)保持在斷開構型中。
線性致動器58 (可以為可反向驅動的)可以進行扭矩控制(或電流控制)以在第一鏈輪60與從動齒輪20之間施加大致恒定的載荷，從而允許驅動系統(tǒng)50的各種部件部分的某種變形同時防止不必要的分離。額定載荷考慮到振動和沖擊載荷，且可以對系統(tǒng)的幾何結構/運動學進行優(yōu)化以進一步減小致動器和/或軸承上的載荷。
致動器58可以利用馬達扭矩需求而進行力控制以遵循第一鏈輪60與從動齒輪20之間的最后傳輸?shù)钠?變形?？梢允褂昧Ψ答亖硪蚤]環(huán)的方式控制致動器位置?？梢圆恍枰Ψ答伈⑶抑聞悠骺梢砸蚤_環(huán)的方式進行控制，從而限制了傳感器要求并改善了系統(tǒng)可靠度。載荷可以設定為馬達扭矩加上系數(shù)(margin)的函數(shù)以確保安全的嚙合接合而限制了磨損?？赡苄枰聞悠魑恢脗鞲衅鱽泶_認致動器是接合還是分開。在接合期間，可以通過致動器的控制環(huán)使用嵌入致動器內的諸如旋轉可變差動轉換器之類的旋轉位置傳感器96或者諸如線性可變差動轉換器之類的線性位置傳感器(未示出)。
在接合期間，滾子齒輪34和鏈輪60的慣性(速度)將利用可變馬達速度反饋(用于鏈輪速度)進行匹配，并且可以使用飛行器轉速計(未示出)或者例如使用滾子作為目標的感應傳感器的獨立的滾子齒輪速度傳感器。
從動齒輪20在圖22A至圖22D中詳細地示出。從動齒輪20包括由剛性環(huán)形圈35形成的滾子齒輪34。形成帶有切去部的連續(xù)延伸邊緣部37B的凸緣從環(huán)形圈35的內徑軸向地突出。替代性地，可以使用突出部37(在圖4中示出)或延伸邊緣部37A(在圖15C中示出)。連續(xù)延伸邊緣部37B提供了與輪轂18的剛性連接。
一系列的銷38從環(huán)形圈35的兩側突出。銷固定至環(huán)形圈。在圖22中示出的示例中，銷38各自延伸穿過環(huán)形圈35并且每個銷的位于其相反兩端之間的中央部固定至環(huán)形圈。替代性地，可以設置兩系列的銷，第一系列的銷從環(huán)形圈的一側突出并且第二系列的銷從環(huán)形圈的另一側突出。銷在一端處固定至環(huán)形圈。
由銷38以可旋轉的方式支承的第一系列的滾子36A設置在環(huán)形圈35的一側，并且由銷以可旋轉的方式支承的第二系列的滾子36B設置在環(huán)形圈的另一側。每一系列滾子36A、36B均圍繞環(huán)形圈延伸以形成連續(xù)軌道。
第一側向環(huán)形圈39A和第二側向環(huán)形圈39B夾置第一系列滾子36A和第二系列滾子36B。支承第一系列滾子36A的銷38在環(huán)形圈35與第一側向環(huán)形圈39A之間延伸，支承第二系列滾子36B的銷38在環(huán)形圈35與第二側向環(huán)形圈39B之間延伸。因此，環(huán)形圈35形成中央脊部以支承從中央脊部懸出的銷。
銷38可以壓配至、螺接至或者以其他方式固定至環(huán)形圈35。所有銷或者銷中的僅一些銷可以例如通過螺栓連接固定至側向環(huán)形圈39A、39B。沒有固定至側向環(huán)形圈的這些銷可以具有坐置在側向環(huán)形圈中的相應的凹部中的端部。
如在第一實施方式和第二實施方式中，滾子均能夠繞滾子軸線(未示出)旋轉，滾子軸線保持在距輪16的旋轉軸線固定距離處，輪16的旋轉軸線與環(huán)形圈35的旋轉軸線對應。第一系列滾子36A和第二系列滾子36B形成多個同軸滾子圈82A、82B。第一鏈輪60的相應的同軸鏈輪80A、80B能夠與同軸滾子圈82A、82B嚙合。鏈輪80A與鏈輪80B之間的凹槽可以與滾子齒輪34的中央脊部(環(huán)形圈35)的外徑滾動接觸。滾動接觸優(yōu)選地在滾子的節(jié)圓半徑處進行。
盡管在示出的第三實施方式的示例中，包括滾子齒輪34的從動齒輪20具有兩個同軸滾子圈82A、82B，但是應該領會的是，可以替代性地提供三個或更多個同軸滾子圈。這可以例如通過提供帶有承載在環(huán)形圈35之間延伸的滾子的銷的多個環(huán)形圈35實現(xiàn)。當然，如果提供了多于兩個同軸滾子圈，則第一鏈輪60將具有相應數(shù)目的同軸鏈輪以與同軸滾子圈嚙合。
將所述系列的同軸滾子圈/鏈輪的數(shù)目從一(如在第一實施方式和第二實施方式中)加倍至二使每個滾子圈/鏈輪上的載荷大約減半。就給定節(jié)距的嚙合滾子齒輪/鏈輪而言，可應用的載荷將被限制。盡管更大的節(jié)距可以承載相應更大的扭矩載荷，但是滾子齒輪/鏈輪的傳動比將減小。因此，提供所需滑行速度的傳動比很可能為在判定給定的馬達扭矩需要多少同軸系列的滾子/鏈輪方面的限制因素。由于在第三實施方式中，每個起落架的僅一個輪被驅動，而在第一實施方式和第二實施方式中，每個起落架的兩個輪被驅動，因此第三實施方式的示出的示例中的馬達的額定扭矩為第一實施方式和第二實施方式的示出的示例中使用的馬達的額定扭矩的大約兩倍。
盡管在圖17至圖22中示出的第三實施方式的示例中，同軸滾子圈對稱地(即，同相)設置在環(huán)形圈35的每一側，但是如圖23中所示，所述多個系列的滾子可以異相設置。第一系列滾子36A通過繞環(huán)形圈35的旋轉軸線的角旋轉相對于第二系列滾子36B偏移。角度偏移P2可以為滾子的節(jié)距pi的任何一部分，并且在圖23中示出的示例中，角度偏移p2為節(jié)距Pl的一半。當然，如果使同軸系列的滾子異相，則必須使同軸鏈輪80A、80B異相。使所述系列的滾子異相可以改善與鏈輪的嚙合接合并且可以減小振動并改善滾子齒輪34和鏈輪60的磨損特性。在一個滾子可能失效的不太可能的事件中，異相的滾子可以具有失效容限。
類似于圖13中示出的布置，第三實施方式的從動齒輪20可以經由例如橡膠襯套的柔性界面固定至輪，以將從動齒輪與輪變形載荷隔離。
在第三實施方式的起落架具有兩個輪并且所述兩個輪中的僅一個輪被驅動的示出的示例中，飛行器的被驅動輪將很可能為所述兩個起落架的相對于飛行器中心線的外輪。替代性地，內輪可以被驅動。不太可能的是，一個內輪和一個外輪可能被驅動，盡管這當然是一種可能性。在僅外輪或僅內輪被驅動的情況下，可能需要安置驅動系統(tǒng)，這存在成本影響。為了最大化部件的通用性，驅動系統(tǒng)50可以包括位于行星變速箱的兩側的用于致動器58的附接凸耳，并且端部止擋件94還可以設置在兩側。通過這些微小的修改，驅動系統(tǒng)50可以被安置用于飛行器的兩側。出于這種目的，行星變速箱的用途會比平行軸線變速箱優(yōu)選。
第一鏈輪和/或第二鏈輪的多個同軸鏈輪可以為各自具有徑向延伸齒的不連續(xù)的鏈輪輪，鏈輪輪相鄰地安裝在公共的旋轉軸線上。替代性地，第一鏈輪和/或第二鏈輪的多個同軸鏈輪可以為單個鏈輪輪，該單個鏈輪輪具有多個相鄰的成排的徑向延伸齒，每排齒通過凹槽隔開。 盡管在上述第一實施方式至第三實施方式中，驅動系統(tǒng)的馬達樞轉地安裝至起落架結構以用于旋轉從而接合驅動小齒輪(多個驅動小齒輪)，但是在替代性實施方式中，馬達可以相對于起落架結構的無彈簧部分一例如，腿部的下伸縮式部件12b (滑動件)一固定。馬達可以驅動下述第一直齒輪，該第一直齒輪的旋轉軸線也相對于起落架結構固定并且該第一直齒輪與下述第二直齒輪嚙合接合，該第二直齒輪的旋轉軸線能夠沿距第一直齒輪的旋轉軸線固定距離的弧線移動通過相對較小的角度。例如上述第一鏈輪的驅動小齒輪與第二直齒輪同軸。馬達的旋轉可以使驅動小齒輪在驅動小齒輪與從動齒輪嚙合接合的第一構型與驅動小齒輪不能夠與從動齒輪嚙合的第二構型之間沿著所述弧線移動。第一直齒輪可以通過馬達借助于行星變速箱進行驅動，其中，第一直齒輪、行星變速箱和馬達中央部均同軸地對準。直齒輪可以進行密封。與上述情況類似，第一小齒輪和從動齒輪中的一者可以包括單個或多個同軸鏈輪，并且第一小齒輪和從動齒輪中的另一者可以包括單個或多個同軸滾子圈。
盡管已經在上文中參照一個或更多個優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了描述，但應當理解的是，在不背離如所附權利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種變型或改型。
【權利要求】
1.一種用于使飛行器起落架的輪旋轉的驅動系統(tǒng)，所述驅動系統(tǒng)包括:馬達，所述馬達能夠操作成經由第一驅動路徑使第一驅動小齒輪旋轉；以及從動齒輪，所述從動齒輪適于固定至所述輪，其中，所述驅動系統(tǒng)具有第一構型，在所述第一構型中，所述第一驅動小齒輪能夠與所述從動齒輪嚙合以允許所述馬達經由所述第一驅動路徑驅動所述從動齒輪，并且其中，所述第一驅動小齒輪和所述從動齒輪中的一者包括第一鏈輪，所述第一驅動小齒輪和所述從動齒輪中的另一者包括設置成兩排或更多排的一系列滾子，每排滾子均設置成形成圈，每個滾子均能夠分別繞滾子軸線旋轉，所述滾子軸線在距所述第一驅動小齒輪或所述從動齒輪的旋轉軸線固定距離處。
2.根據(jù)權利要求1所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述一系列滾子中的每個滾子均能夠繞銷旋轉，所述銷各自固定至環(huán)形支承構件。
3.根據(jù)權利要求2所述的驅動系統(tǒng)，其中，在所述環(huán)形支承構件的每側各設置有成排滾子中的兩排滾子中的一排滾子。
4.根據(jù)權利要求3所述的驅動系統(tǒng)，還包括兩個環(huán)形圈，其中，所述成排滾子在所述環(huán)形支承構件與所述環(huán)形圈中的相應的一個環(huán)形圈之間延伸。
5.根據(jù)任一前述權利要求所述的驅動系統(tǒng)，其中，在所述第一構型中，每排齒能夠與相應排的滾子哨合。
6.根據(jù)任一前述權利要求所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述第一驅動小齒輪包括所述第一鏈輪，并且所述從動齒輪包括所述一系列滾子。
7.根據(jù)任一前述權利要求所述的驅動系統(tǒng)，其中，相鄰排的滾子呈同相，或者以滾子節(jié)距的一部分呈異相。
8.根據(jù)任一前述權利要求所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述驅動系統(tǒng)能夠在所述第一構型與第三構型之間進行切換，在所述第三構型中，所述第一驅動小齒輪不能夠與所述從動齒輪嚙合。
9.根據(jù)任一前述權利要求所述的驅動系統(tǒng)，包括第二驅動小齒輪，所述馬達能夠操作成經由第二驅動路徑使所述第二驅動小齒輪旋轉，其中，所述驅動系統(tǒng)能夠在所述第一構型與第二構型之間進行切換，在所述第二構型中，所述第二驅動小齒輪能夠與所述從動齒輪嚙合以允許所述馬達經由所述第二驅動路徑驅動所述從動齒輪，其中，所述第二驅動小齒輪和所述從動齒輪中的一者包括第二鏈輪，所述第二驅動小齒輪和所述從動齒輪中的另一者包括所述一系列滾子，并且其中，所述第一驅動路徑的傳動比大于所述第二驅動路徑的傳動比。
10.根據(jù)權利要求9所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述第二驅動小齒輪包括所述第二鏈輪，并且所述從動齒輪包括所述一系列滾子。
11.根據(jù)權利要求9或權利要求10所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述驅動系統(tǒng)能夠在所述第一構型、所述第二構型與第三構型之間進行切換，在所述第三構型中，所述第一驅動小齒輪和所述第二驅動小齒輪都不能夠與所述從動齒輪嚙合。
12.根據(jù)權利要求9至11中的任一項所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述第一驅動小齒輪和所述第二驅動小齒輪能夠相對于所述從動齒輪移動，使得所述第一驅動小齒輪和所述第二驅動小齒輪兩者不可能同時與所述從動齒輪嚙合。
13.根據(jù)權利要求9至12中的任一項所述的驅動系統(tǒng)，包括致動器，所述致動器設置成使所述驅動系統(tǒng)在所述第一構型與所述第二構型之間移動。
14.一種飛行器起落架，所述飛行器起落架具有輪和根據(jù)權利要求1至13中的任一項所述的驅動系統(tǒng)，其中，所述驅動系統(tǒng)的所述從動齒輪固定至所述輪。
15.根據(jù)權利要求14所述的飛行器起落架，其中，所述輪能夠驅動以用于使飛行器在地面上滑行和/或者在著陸之前使所述輪自旋加快。
【文檔編號】B64C25/40GK104520186SQ201380041649
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2012年8月8日
【發(fā)明者】阿諾·迪代 申請人:空中客車營運有限公司