專利名稱：飛行器起落架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機起落架，該飛機起落架包括減震主支腿，該減震主支腿具有用于附接到飛行器的簧上部以及包括滑動件和載持至少一個輪子的桿軸的簧下部。具體地說，本發(fā)明涉及一種當飛行器在地面上時用于使輪子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動裝置。本發(fā)明還涉及一種操作起落架的方法。
背景技術(shù)：
大多數(shù)飛行器通過使用由其主發(fā)動機產(chǎn)生的推力進行地面滑行。由于地面滑行的速度較低，因此發(fā)動機必須以低功率運行。由于在該低的向前速度下推進效率很差，因此這意味著相對高的燃料消耗。這導致在機場附近局部的增加級別的大氣和噪音污染。即使當發(fā)動機以低功率運轉(zhuǎn)時，通常也有必要應用輪子制動器以防止過多大的地面滑行速度，這又導致制動器的高度磨損，這特別地由于在起飛前制動器往往是冷的。還應該注意的是，不允許使用主發(fā)動機來使民用飛行器反向。近些年來已經(jīng)提出了若干自主式滑行系統(tǒng)用于當飛行器在地面上時驅(qū)動輪子。自主式滑行系統(tǒng)的任何益處必須考慮對于帶有地面滑行系統(tǒng)的額外重量飛行的飛行器的操作者來說的燃料成本。這意味著唯一的實用解決方法當然是最小化安裝系統(tǒng)的重量。最近關(guān)注的自主式地面滑行系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)注在將驅(qū)動馬達安裝到起落架輪軸上。這些提出的系統(tǒng)具有若干潛在的缺陷。由于制動器安裝在飛行器主起落架的輪子內(nèi)，因而該區(qū)域非常擁擠并且因此很難將驅(qū)動馬達安裝到主起落架的輪軸上。因此，這些提出的系統(tǒng)的進展通常受限于前部起落架。在地面滑行操作期間前部起落架支撐低的豎直載荷(飛行器重力的約5% )，當輪子被驅(qū)動時這可能導致牽引問題。當飛行器的重心朝向其后部極限并且當?shù)孛婧芑瑫r(例如當濕的或者冰的時候)，情況尤其如此。大多數(shù)起落架具有減震主支腿，該減震主支腿帶有附接到飛行器的簧上部和載持輪子的簧下部。安裝在輪軸上的任何驅(qū)動系統(tǒng)(即，在起落架的簧下部上)都會使起落架的簧下部質(zhì)量增加。從動態(tài)響應的角度看，起落架的簧下部質(zhì)量的增加是不期望的，因為這會導致高載荷被引入到起落架和飛行器結(jié)構(gòu)中。可能要求起落架和/或飛行器結(jié)構(gòu)的顯著加固以支持這些載荷的增加。此外，簧下起落架部分比簧上部經(jīng)歷顯著更高的振動和加速載荷。例如，在簧上部上的加速度可以是約3. 5g至5g，然而在簧下部上的加速度可以是約 50g至60g。因此，牢固地安裝到簧下部上的任何驅(qū)動系統(tǒng)都需要十分穩(wěn)健。這不可能產(chǎn)生質(zhì)量優(yōu)化的解決方案。此外，不能輕易地移除與輪軸同軸安裝的任何驅(qū)動系統(tǒng)。這不僅是出于維修的目的的重要考慮因素，而且研究已經(jīng)表明，更輕質(zhì)的自主式滑行系統(tǒng)的益處可以僅用于較短行程的操作，在該較短行程的操作中，飛行器花費較高比例的時間進行滑行。因此可能理想的是能夠快速地安裝自主式滑行系統(tǒng)裝置的大部分以及從飛行器移除自主式滑行系統(tǒng)裝置的大部分，從而在較長行程操作的情形中優(yōu)化飛行器的經(jīng)濟性。這在具有與輪軸同軸安裝的一體驅(qū)動系統(tǒng)中通常是不可能的。US3, 762，670描述了包括一對鼓構(gòu)件的起落架輪驅(qū)動系統(tǒng)，該對鼓構(gòu)件布置為移動成與起落架輪子的輪胎周邊摩擦驅(qū)動接合，以便當飛行器在地面上時驅(qū)動輪子。鼓構(gòu)件安裝在旋轉(zhuǎn)軸上并且馬達經(jīng)由傳動機構(gòu)連接到該軸。這些部件的重量的大部分被起落架主支腿的簧上部支撐。雖然該文獻解決了現(xiàn)有技術(shù)的桿軸安裝輪驅(qū)動系統(tǒng)的一些缺點，但是輪胎上的移動飛行器所需的滾動壓力被認為如此高以至于對輪胎表面產(chǎn)生不可接受的損害。此外，載持鼓構(gòu)件的軸被以高度加載的方式彎曲并且因此需要粗大的，否則將遭受疲勞。因此，該設(shè)計也不可能產(chǎn)生對于實際應用而言必要的質(zhì)量優(yōu)化的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供了一種飛行器起落架，該飛行器起落架包括減震主支腿，該減震主支腿具有用于附接到飛行器的簧上部以及包括滑動件和載持至少一個輪子的桿軸的簧下部，輪子具有齒圈；驅(qū)動傳動裝置，該驅(qū)動傳動裝置從外部安裝在簧上部上、或者安裝在主支腿的簧下部上，所述驅(qū)動傳動裝置具有至少一個馬達和以及用于與所述輪子的所述齒圈嚙合的傳動小齒輪；以及致動器，該致動器用于將驅(qū)動傳動裝置提升成與齒圈驅(qū)動接合以及脫離驅(qū)動接合并且在地面滑行操作期間當起落架偏轉(zhuǎn)時用于保持驅(qū)動接合。本發(fā)明的另一個方面提供了一種操作根據(jù)第一方面的飛行器起落架的方法，該方法包括通過向馬達提供動力來驅(qū)動輪子以使其旋轉(zhuǎn)，以及在地面滑行操作期間當起落架偏轉(zhuǎn)時使驅(qū)動傳動裝置經(jīng)由齒圈與輪子接合。本發(fā)明是有利的，在于本發(fā)明提供了可能用于質(zhì)量優(yōu)化的解決方案，該解決方案在飛行器和起落架基準結(jié)構(gòu)(即，具有常規(guī)起落架而不具有從動輪子的飛行器)具有很低的沖擊。該起落架從常規(guī)的起落架進行很小的改變，這是因為驅(qū)動傳動裝置從外部進行安裝。通過使用與在輪子上的齒圈嚙合的傳動小齒輪，確保牢固的驅(qū)動接合而不損壞輪子上的輪胎，并且優(yōu)化了驅(qū)動力矩加載路徑。假設(shè)在降落期間輪子經(jīng)歷非常高的加速度，便有必要利用致動器來使驅(qū)動傳動裝置從輪子脫離。起落架中將會存在對地面載荷進行響應的一些偏轉(zhuǎn)，并且因此重要的是在該移動期間致動器能夠保持驅(qū)動接合。優(yōu)選地，驅(qū)動傳動裝置可拆卸地安裝在主支腿上。驅(qū)動傳動裝置可以因此被移除以便維修和/或當飛行器被用于長行程操作時被移除，在長行程操作中，由于在航行中驅(qū)動傳動裝置的重力負擔，因此使用驅(qū)動傳動裝置可能是不經(jīng)濟的。起落架還可以包括可樞轉(zhuǎn)地安裝在主支腿的簧上部上或者在簧下部上的鉸接機構(gòu)，其中鉸接機構(gòu)連接到致動器并且支撐驅(qū)動傳動裝置。鉸接結(jié)構(gòu)樞轉(zhuǎn)軸線可以構(gòu)造為相對于主支腿傾斜。這可以利用球形或者柔性支撐件來實現(xiàn)，該球形或者柔性支撐件例如位于用于支撐驅(qū)動傳動裝置的主支腿上的安裝點處。當由于輪胎偏轉(zhuǎn)或者地面不平而使得輪子的旋轉(zhuǎn)軸線相對于豎直方向滾動時，這確保能夠保持驅(qū)動接合。齒圈和傳動小齒輪可以具有相關(guān)聯(lián)的匹配從動件表面。當致動器將傳動小齒輪按壓成與齒圈嚙合時，這些從動件表面靠在一起，并且起作用以控制兩個齒輪相對于彼此的定向。這還幫助確保能夠保持驅(qū)動接合。傳動小齒輪可以包括等速接頭。這還幫助確保能夠保持驅(qū)動接合。傳動小齒輪和齒圈可以處于密封的環(huán)境中。這防止了來自環(huán)境碎屑的污染，環(huán)境碎屑可以影響齒輪的持久壽命。例如，可以使用刷子式密封件、或者柔性的(可能PTFE類型的)竄動密封件。起落架可以具有至少兩個可驅(qū)動的輪子。在此情形中，輪子中的每個都可以具有齒圈，并且驅(qū)動傳動裝置可以包括兩個傳動小齒輪，該兩個小齒輪中的每個都用于與相應一個齒圈嚙合。驅(qū)動傳動裝置可以包括兩個馬達，每個馬達用于驅(qū)動相應一個傳動小齒輪。 另選地，驅(qū)動傳動裝置可以包括連接在馬達與傳動小齒輪之間的差速傳動裝置。齒圈可以布置在輪轂的外徑上。齒圈可以與輪轂一體形成，或者安裝在輪轂上。馬達可以是電氣類型的。另選地，馬達可以是液壓類型的，并且可以是例如徑向活塞類型的。驅(qū)動傳動裝置可以包括帶齒的驅(qū)動帶。這可以用于提供輕質(zhì)、緊湊的傳動方案。齒圈優(yōu)選地具有比傳動小齒輪更大的直徑，以產(chǎn)生將傳動比放大的極大轉(zhuǎn)矩。通過以這種方式利用大的輪轂直徑，能夠?qū)崿F(xiàn)質(zhì)量優(yōu)化的方案。驅(qū)動傳動裝置可以從外部安裝到主支腿的簧上部上，并且在地面滑行操作期間當主支腿的簧上部和簧下部相對于彼此移動時，致動器可以適于保持傳動小齒輪與齒圈之間的驅(qū)動接合。由于起落架的簧下部質(zhì)量相對于基準起落架幾乎不改變，因此這是尤其有利的。另選地，驅(qū)動傳動裝置可以安裝在主支腿的簧下部上。例如，驅(qū)動傳動裝置可以安裝在滑動件上和/或桿軸上。對于小車式起落架來說，驅(qū)動傳動裝置可以附加地或者另選地安裝在小車上。盡管附接驅(qū)動傳動裝置將會增加起落架的簧下部質(zhì)量，但是例如通過提供順應性安裝可以使得驅(qū)動傳動裝置與起落架的簧下部經(jīng)歷的高振動和加速部分地隔離。當被包含在飛行器上時，起落架可以結(jié)合動力和控制系統(tǒng)使用，以便將動力供給到驅(qū)動傳動裝置以及控制驅(qū)動傳動裝置的操作。


現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中圖1示出了根據(jù)第一實施方式的起落架；圖2示出了驅(qū)動傳動裝置；圖3示出了圖2的驅(qū)動傳動裝置的分解圖；圖4示出了安裝在起落架上的驅(qū)動傳動裝置的局部分解圖(為了清楚起見將一個輪胎移除)；圖5示出了根據(jù)第二實施方式的驅(qū)動傳動裝置；圖6示出了安裝在起落架上的根據(jù)第三實施方式的驅(qū)動傳動裝置(為了清楚起見將一個輪胎移除)；圖7示出了圖6的驅(qū)動傳動裝置的分解圖；圖8a)和圖8b)分別示出了根據(jù)第四實施方式和第五實施方式的驅(qū)動傳動裝置；圖9示意性示出了根據(jù)第六實施方式的起落架，其中a)示出了后視圖，b)示出了驅(qū)動傳動裝置接合情況下的側(cè)視圖，c)示出了驅(qū)動傳動裝置脫離驅(qū)動接合情況下的側(cè)視圖；以及圖10示出了改進的第六實施方式，其中齒圈具有徑向朝內(nèi)的齒。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)第一實施方式的起落架1。起落架1具有套疊式減震主支腿2，減震主支腿2包括上套疊部加(主體配件)和下套疊部2b (滑動件)。上套疊部加通過其上端(未示出)附接到飛行器的其余部分。下套疊部2b支撐載持一對輪子的桿軸，該對輪子分別位于主支腿2的兩側(cè)。輪子3a、!3b安裝為相對于主支腿2繞公共輪軸線4旋轉(zhuǎn)。上部加布置在主支腿內(nèi)的減震部件上方并且因此在下文中將被稱作“簧上”部。下部2b布置在減震部件下方并且因此在下文中按照慣例將被稱作“簧下”部。每個輪子3a、;3b均包括由輪轂6a、6b支撐的輪胎fe、5b。齒圈7a、7b被安裝到每個輪轂6a、6b的外徑上(還可參見圖4)。齒圈7a、7b的齒徑向朝外。起落架1還包括安裝在主支腿2的簧上部加之外的驅(qū)動傳動裝置8。驅(qū)動傳動裝置8被鉸接機構(gòu)9支撐(參見圖2)。鉸接機構(gòu)9包括具有第一臂IOa和第二臂IOb的肘部曲柄10。肘部曲柄10的臂 IOaUOb在鉸接點11的兩側(cè)設(shè)置成鈍角。鉸接點11可樞轉(zhuǎn)地容納在安裝于主支腿2的簧上部加的U形支架12中。肘部曲柄10的第一臂IOa在遠端13可樞轉(zhuǎn)地連接到線性致動器14的一端。致動器14的另一端可樞轉(zhuǎn)地容納在U形支架15中，U形支架15安裝在主支腿2的簧上部加上位于鉸接點11上方。肘部曲柄10的第二臂IOb支撐驅(qū)動傳動裝置8，現(xiàn)在將參照圖2和圖3詳細地描述該驅(qū)動傳動裝置8。根據(jù)第一實施方式的驅(qū)動傳動裝置8包括對稱布置的兩個獨立的傳動系。每個傳動系均包括固定到大直徑傳動齒輪17的徑向活塞式液壓馬達16。每個馬達 16都具有定子部，該定子部容納在布置在由曲柄10支撐的安裝支架19的兩側(cè)上的相應的共軸花鍵18上。馬達16的定子部因此相對于安裝支架19旋轉(zhuǎn)地固定，然而馬達16的轉(zhuǎn)子部固定到其大直徑齒輪17。大直徑齒輪17與相應的小直徑齒輪20嚙合。小直徑齒輪 20由小齒輪軸21支撐。小齒輪軸21通過從曲柄10延伸的凸緣22支撐在支撐件中。相應的傳動小齒輪23和小齒輪從動件M同樣支撐在各小齒輪軸21上，并且它們被固定成與其相應的小直徑齒輪20 —同旋轉(zhuǎn)。圖4示出了起落架1的局部分解圖，其中輪胎fe被移除以顯示齒圈7a。在各個齒圈7a、7b附近的是相應的齒圈從動件25?，F(xiàn)在將要描述用于驅(qū)動輪子3a、!3b旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動傳動裝置8的操作。致動器14被用于將驅(qū)動傳動裝置8的傳動小齒輪23升高成與齒圈7a、7b脫離驅(qū)動嚙合以及將驅(qū)動傳動裝置8的傳動小齒輪23降低成與齒圈7a、7b驅(qū)動嚙合。致動器14是直線型致動器并且因此致動器14的縮回致使致動器安裝支架15與曲柄10的遠端13之間的距離縮短，這致使曲柄10繞其樞轉(zhuǎn)點11旋轉(zhuǎn)，從而沿著逆時針弧線提升驅(qū)動傳動裝置8 (如圖1所示)。當致動器14縮回時，傳動小齒輪23被提升成與輪轂6a、6b上的齒圈7a、7b脫離嚙合。隨著驅(qū)動傳動裝置8脫離輪子3a、3b，起落架1可以以傳統(tǒng)的方式操作以便起飛和著陸。重要的是當驅(qū)動傳動裝置8從輪子3a、!3b脫離時，驅(qū)動傳動裝置8被提升得足夠遠離齒圈7a、7b， 使得在著陸時載持輪子3a、3b的主支腿2的簧下部2b可以在主支腿2的簧上部加內(nèi)沿著它的全行程路徑套疊，而不使齒圈7a、7b對驅(qū)動傳動裝置8造成沖擊。當飛行器在地面上時，致動器14可以延展，從而致使驅(qū)動傳動裝置8沿著順時針弧線移動直到傳動小齒輪23與齒圈7a、7b嚙合。隨著驅(qū)動傳動裝置8經(jīng)由齒圈7a、7b而與輪子3a、!3b接合，馬達16可以被激勵以驅(qū)動輪子3a、!3b繞其軸線4旋轉(zhuǎn)，并且由此在地面上方驅(qū)動飛行器。驅(qū)動傳動裝置8能夠?qū)⒆銐虻尿?qū)動轉(zhuǎn)矩提供到輪子3a、3b以在地面上驅(qū)動飛行器而不使用主飛行器發(fā)動機。由于兩個輪子3a、!3b在驅(qū)動傳動裝置8中具有獨立的傳動系，因此輪子3a、!3b可以以不同的速度旋轉(zhuǎn)，例如當飛行器在地面上轉(zhuǎn)彎時，這是有利的。傳動小齒輪23的直徑比齒圈7a、7b的直徑要小得多，這產(chǎn)生了將驅(qū)動馬達16與齒圈7a、7b之間的傳動比放大的極大轉(zhuǎn)矩。為確保傳動小齒輪23與齒圈7a、7b之間的嚙合，致動器14延展以便迫使驅(qū)動傳動裝置8位于齒圈7a、7b上。這是重要的，因為當飛行器滑行時通過起落架1的地面載荷將會造成減震主支腿2的一些偏轉(zhuǎn)，從而在簧上部加與簧下部2b之間產(chǎn)生相對移動。該相對移動可以在約50mm左右。采用從動件機構(gòu)，以防止傳動小齒輪23上的過度磨損并且確保傳動小齒輪23與齒圈7a、7b的正確對齊。如前面所述，驅(qū)動傳動裝置8包括在小齒輪軸21的每個上的正好在每個傳動小齒輪M的外側(cè)的傳動小齒輪從動件M。傳動小齒輪從動件M的外徑略大于傳動小齒輪23的外徑并且傳動小齒輪從動件M具有平滑的外表面。傳動小齒輪從動件 24承靠也具有平滑外表面的齒圈從動件25。齒圈從動件25的外徑略微小于齒圈7a、7b的直徑并且剛好布置在齒圈7a、7b的外側(cè)。當使傳動小齒輪23與齒圈7a、7b嚙合時，小齒輪從動件M的平滑外表面與齒圈從動件25的平滑外表面滑動接合并且小齒輪從動件M的內(nèi)側(cè)邊緣承靠齒圈7a、7b的外側(cè)邊緣。因此從動件M，25確保傳動小齒輪23與齒圈7a、7b 良好的橫向和徑向?qū)R。輪胎fe、5b的偏轉(zhuǎn)以及地面中的局部不平，可以致使輪子的旋轉(zhuǎn)軸線4在橫向豎直平面中傾斜(即滾動)。在驅(qū)動傳動裝置8與齒圈7a、7b之間的驅(qū)動接合對于例如高達 +/-12度左右的相對小角度的這種運動不敏感。如果允許驅(qū)動傳動裝置8隨軸線4滾動，那么利用從動件對對、25的從動件機構(gòu)能夠僅吸收該滾動運動。鉸接機構(gòu)9的安裝點11被容納在安裝支架12的球形或柔性支撐件中，以允許驅(qū)動傳動裝置8隨著輪子軸線4 一起滾動。由于鉸接機構(gòu)9連接到致動器14，因此致動器也被安裝到在主支腿2上的安裝支架15 的球形或者柔性支撐件中。球形支撐件與從動件機構(gòu)一起作用以確保當驅(qū)動傳動裝置8被致動器14推動到齒圈7a、7b上時，在施加于輪子上的偏轉(zhuǎn)載荷下能夠保持在驅(qū)動傳動裝置8與輪子3a、!3b 之間的牢固驅(qū)動接合。傳動小齒輪23還可選地包括等速接頭以幫助保持驅(qū)動接合。驅(qū)動傳動裝置8、鉸接機構(gòu)9和致動器14通過安裝支架12和15安裝在主支腿2 上。安裝支架12和15包括釋放機構(gòu)以允許將驅(qū)動傳動裝置8、鉸接機構(gòu)9和致動器14從主支腿2拆卸。當這些物體被移除時，起落架1的質(zhì)量與傳統(tǒng)起落架的質(zhì)量接近。這尤其有利，因為只有在飛行器被用于短行程操作時使用驅(qū)動傳動裝置8來驅(qū)動輪子3a、!3b才是經(jīng)濟的，在該情況下飛行器在地面上花費更多的時間。對于長行程操作來說，驅(qū)動部件可以被移除。盡管在圖中未示出，傳動小齒輪23和齒圈7a、7b可以布置在密封環(huán)境中，以保護這些部件遠離可能影響它們的耐久壽命的環(huán)境碎屑。簡單的密封裝置可包括在各個傳動小齒輪23和齒圈7a、7b附近的打開的護罩，這些打開的護罩設(shè)置到一起以在各個傳動小齒輪和齒圈對附近形成關(guān)閉的護罩。護罩的兩個部分可以利用例如刷子型式密封件或者柔性的 (可能是PTFE的)可竄動密封件來密封?？梢岳斫獾氖?，可以使用其它密封裝置。起落架1可以被用于在機場登機門區(qū)域以及在地面滑行操作中向前或者反向地驅(qū)動飛行器。因此飛行器可以在地面上被移動而不需要機場拖車并且不使用主飛行器發(fā)動機。通過省除使飛行器在地面上移動的飛行器發(fā)動機或者減少該飛行器發(fā)動機的使用，存在若干環(huán)境和經(jīng)濟利益，包括減小噪音和污染；降低發(fā)動機運轉(zhuǎn)時間；降低異物對發(fā)動機損壞的機會，當在地面上運行時該發(fā)動機能夠吸收碎屑；以及減少燃料消耗。此外，消除對機場拖車的依賴可以減少延遲并且提高機場安全性。驅(qū)動傳動裝置8的馬達16和致動器14可以連接到現(xiàn)有的或者專用的飛行器系統(tǒng)。操作驅(qū)動傳動裝置8以使其與輪子3a、!3b進入驅(qū)動連接以及脫離驅(qū)動連接可以通過飛行器駕駛艙、或者遠程地從基于地面的車輛、或者通過利用例如衛(wèi)星連接的空中交管控制器來控制。雖然在上述第一實施方式中驅(qū)動傳動裝置8包括一對液壓馬達16，但是可以理解的是，在起落架1上可以另選地使用多種其它類型的驅(qū)動傳動裝置?，F(xiàn)在將參照圖5至圖8 描述本發(fā)明的第二到第五實施方式，在圖5至圖8中與第一實施方式的這些部件相同的部件由相同的附圖標記表示。圖5示出了根據(jù)第二實施方式的驅(qū)動傳動裝置。如圖5所示，驅(qū)動傳動裝置30可以取代驅(qū)動傳動裝置8安裝在起落架1上。驅(qū)動傳動裝置30具有與驅(qū)動傳動裝置8相同的傳動小齒輪23和小齒輪從動件M。因此，驅(qū)動傳動裝置30可以以與第一實施方式的驅(qū)動傳動裝置8相同的方式操作。驅(qū)動傳動裝置30與驅(qū)動傳動裝置8的不同之處在于，驅(qū)動傳動裝置30具有單個液壓馬達31，該液壓馬達31驅(qū)動連接到差速驅(qū)動裝置33的大直徑齒輪32。差速驅(qū)動裝置33的輸出連接到獨立的小齒輪傳動軸34，35，小齒輪傳動軸34，35中的每個分別旋轉(zhuǎn)地載持傳動小齒輪23中的一個以及小齒輪從動件M中的一個。圖6示出了根據(jù)第三個實施方式的驅(qū)動傳動裝置，該驅(qū)動傳動裝置可以取代驅(qū)動傳動裝置8用于起落架1上。為了清楚起見，在圖6中輪胎fe已經(jīng)被移除。驅(qū)動傳動裝置 40包括與第一實施方式的驅(qū)動傳動裝置8中相同的一對傳動小齒輪23和相應小齒輪從動件M。因此，驅(qū)動傳動裝置40可以以與驅(qū)動傳動裝置8相同的方式被使用。現(xiàn)在將參照圖7詳細地描述驅(qū)動傳動裝置40，圖7示出了驅(qū)動傳動裝置40的分解圖。第一實施方式和第二實施方式的驅(qū)動傳動裝置包括一個或多個液壓馬達，而驅(qū)動傳動裝置40包括一對電動馬達41。每個電動馬達41都輸出到小直徑輪42，小直徑齒輪42經(jīng)由輕質(zhì)帶齒的驅(qū)動帶44連接到大直徑齒輪43以形成第一減速級。大直徑齒輪43安裝在齒輪軸45上，齒輪軸45驅(qū)動第二減速級46，第二減速級46輸出到載持傳動小齒輪23和小齒輪從動件M的傳動軸47。由于電動馬達以更高的速度運轉(zhuǎn)，因此電動馬達的轉(zhuǎn)矩和功率密度均提高并且在驅(qū)動傳動裝置40中提供了兩個減速級以減小速度并且使轉(zhuǎn)矩增加到適于飛行器滑行操作的程度。在第一級中相對低的轉(zhuǎn)矩和中等的速度適用于帶齒的驅(qū)動帶 44，這能夠?qū)崿F(xiàn)特別輕質(zhì)的緊湊設(shè)計。第二減速級46在殼體48內(nèi)在密封并且潤滑的環(huán)境中操作。與大直徑齒圈7a、7b相比成比例的較小的傳動小齒輪23提供了最終齒輪減速級，以能夠使用電動馬達41而不損害驅(qū)動傳動裝置40的質(zhì)量優(yōu)化。如從圖7中可見，驅(qū)動傳動裝置40包括兩個獨立的傳動系，以便以與第一實施方式的液壓驅(qū)動傳動裝置8類似的方式驅(qū)動兩個傳動小齒輪23。圖和8b分別示出了第四實施方式和第五實施方式的其他兩個另選的驅(qū)動傳動裝置50和60。驅(qū)動傳動裝置50和60能夠類似地替代第一實施方式的驅(qū)動傳動裝置8用在起落架1上。驅(qū)動傳動裝置50包括驅(qū)動簡單單級減速齒輪52的一對電動馬達51。電動馬達51以與電動馬達41相比較低的輸出速度操作并且由此在功率密度方面輕微受影響。 然而，簡單齒輪裝置是較輕質(zhì)的。驅(qū)動傳動裝置50的總尺寸比驅(qū)動傳動裝置40的稍大，這可能會限制其在一些起落架上的應用。驅(qū)動傳動裝置60包括與第三實施方式的電動馬達41類似的電機61。這些電動馬達61驅(qū)動包括輸出到傳動小齒輪23的行星齒輪的雙級齒輪裝置62。驅(qū)動傳動裝置60提供了與驅(qū)動傳動裝置50相比更緊湊但是基于雙級齒輪裝置62而更重的裝置。在上述實施方式中，驅(qū)動傳動裝置安裝在減震主支腿的簧上部上。圖9示出了根據(jù)第六實施方式的起落架101，在該起落架中驅(qū)動傳動裝置從外部安裝在輪軸上。圖9a)示出了后視圖，圖9b)示出了驅(qū)動傳動裝置接合情況下的側(cè)視圖并且圖9c)示出了驅(qū)動傳動裝置脫離驅(qū)動接合情況下的側(cè)視圖。起落架101與上述起落架1具有許多共同的特征，因此下面僅描述它們之間的區(qū)別。起落架101具有套疊式減震主支腿102，減震主支腿102包括上套疊部102a (主體配件)和下套疊部102b (滑動件)，在上套疊部10 和下套疊部102b之間具有轉(zhuǎn)矩連桿 102d。下套疊部分102b支撐載持一對輪子103的桿軸102c，該對輪子在主支腿的兩側(cè)上 (注意為了清楚起見，在圖9中僅示出了輪子103b)。輪子安裝為相對于主支腿102繞公共輪子軸線104旋轉(zhuǎn)。輪子10 包括被輪轂106b支撐的輪胎10恥。另一輪子(未示出)具有類似的構(gòu)造。齒圈107b安裝到每個輪子的輪轂106b的外徑上。齒圈的齒徑向朝外。起落架101具有從外部安裝到桿軸102c的驅(qū)動傳動裝置108?？梢岳斫獾氖球?qū)動傳動裝置108可以另外地或者另選地安裝在滑動件上、或者起落架101的簧下部102b的任何其它部件上。圖9中示出的驅(qū)動傳動裝置108可以是上述第一到第五實施方式中描述的驅(qū)動傳動裝置中的任一個。在圖9中可以看到驅(qū)動傳動裝置108的傳動小齒輪123中的一個。傳動機構(gòu)108由鉸接機構(gòu)109支撐在桿軸102c上。鉸接機構(gòu)109包括支撐支架
110、112、安裝支架119和線性致動器114。支撐支架110從桿軸102c延伸并且具有鉸接點
111。安裝支架119可樞轉(zhuǎn)地連接到鉸接點111。致動器114在一端可樞轉(zhuǎn)地連接到從桿軸102c延伸的支撐支架112，并且在另一端可樞轉(zhuǎn)地連接到安裝支架119的遠端113。安裝支架119支撐驅(qū)動傳動裝置108?，F(xiàn)在將要描述用于驅(qū)動輪子旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動傳動裝置108的操作。致動器114被用于將驅(qū)動傳動裝置108的各個傳動小齒輪123升高成與其相應的齒圈107b脫離驅(qū)動嚙合以及將各個傳動小齒輪123降低成與其相應的齒圈107b驅(qū)動嚙合。致動器114是直線型致動器并且因此致動器114的延展致使支撐支架112與安裝支架119的遠端113之間的距離變長，這致使安裝支架119繞其樞轉(zhuǎn)點111旋轉(zhuǎn)從而沿著逆時針弧線提升驅(qū)動傳動裝置108(如圖9c所示)。當致動器114延展時，各個傳動小齒輪 123都被提升成與輪轂106b上的齒圈107b脫離嚙合。在驅(qū)動傳動裝置108脫離輪子的情況下，起落架101可以以傳統(tǒng)的方式操作以便起飛和著陸。當飛行器在地面上時，致動器114可以縮回從而使得驅(qū)動傳動裝置108沿著順時針弧線移動(如圖9b中所視)直到傳動小齒輪123與齒圈107b嚙合。隨著驅(qū)動傳動裝置 108經(jīng)由齒圈107b而與輪子接合，驅(qū)動傳動裝置108的馬達可以被激勵以驅(qū)動輪子103圍繞其軸線104旋轉(zhuǎn)，并且由此在地面上方驅(qū)動飛行器。驅(qū)動傳動裝置108將足夠的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩提供到輪子以在地面上驅(qū)動飛行器而不使用主飛行器發(fā)動機。由于兩個輪子103在驅(qū)動傳動裝置108中具有獨立的傳動系，因此輪子103可以以不同的速度旋轉(zhuǎn)，例如當飛行器在地面上轉(zhuǎn)彎(轉(zhuǎn)向)時，這是有利的。傳動小齒輪123的直徑比齒圈107b的直徑更小，這產(chǎn)生了驅(qū)動將馬達與齒圈107b之間的傳動比放大的極大轉(zhuǎn)矩。為確保傳動小齒輪123與齒圈107b之間的嚙合，致動器114縮回以便迫使驅(qū)動傳動裝置108到齒圈107b上。這很重要，因為當飛行器滑行時通過起落架101的地面載荷將會造成起落架結(jié)構(gòu)的一些偏轉(zhuǎn)。按照與上述第一實施方式相同的方式，利用從動件機構(gòu)以防止傳動小齒輪123上的過度磨損并且確保傳動小齒輪123與齒圈107b的正確對齊。驅(qū)動傳動裝置108包括在每個小齒輪軸上并且在每個傳動小齒輪123外側(cè)的傳動小齒輪從動件。傳動小齒輪從動件與上述第一到第五實施方式的傳動小齒輪從動件M是相同的并且以相同的方式操作。輪胎的偏轉(zhuǎn)以及地面上的局部不平可以致使輪子的旋轉(zhuǎn)軸線104在橫向豎直平面中傾斜(即滾動)。在驅(qū)動傳動裝置108與齒圈107b之間的驅(qū)動接合對于例如高達+/-12 度左右的較小角度的移動不敏感。如果允許驅(qū)動傳動裝置108隨軸線104滾動，那么從動件機構(gòu)能夠僅吸收該滾動運動。鉸接機構(gòu)109的鉸接點111被容納在支撐支架110和/或安裝支架119的球形或柔性支撐件中，以允許驅(qū)動傳動裝置108隨著輪子軸線104 —起滾動。由于鉸接機構(gòu)109連接到致動器114，因此致動器的各個端部也安裝到支撐支架112和安裝支架119的球形或柔性支撐件中。球形支撐件與從動件機構(gòu)一起作用以確保當驅(qū)動傳動裝置108被致動器114推動到齒圈107b上時，確使在施加于起落架結(jié)構(gòu)上的偏轉(zhuǎn)載荷下能夠保持驅(qū)動傳動裝置108與輪子103之間的牢固驅(qū)動接合。傳動小齒輪123還可選地包括等速接頭以幫助保持驅(qū)動接
I=I O驅(qū)動傳動裝置108以及致動器114被安裝在桿軸102c上，并且這些安裝件可以包括釋放機構(gòu)以允許將驅(qū)動傳動裝置108和致動器114從桿軸102c拆卸。當這些物體被移除時，起落架101的質(zhì)量與傳統(tǒng)起落架的質(zhì)量大致相同。這尤其有利，因為只有在飛行器被用于短行程操作時使用驅(qū)動傳動裝置108來驅(qū)動輪子103才可能是經(jīng)濟的，在這種情況下飛行器在地面上花費更多的時間。對于長行程操作來說，驅(qū)動部件可以被移除。盡管在圖中未示出，傳動小齒輪123和齒圈107b可以布置在密封的環(huán)境中以保護這些部件遠離可能影響其耐久壽命的環(huán)境碎屑。簡單的密封裝置可包括在各個傳動小齒輪 123和齒圈107b附近的打開的護罩，這些打開的護罩設(shè)置到一起以在各個傳動小齒輪和齒圈對附近形成閉合的護罩。護罩的兩個部分可以利用例如刷子型式密封件或者柔性的(可能是PTFE的)可竄動密封件來密封。可以理解的是可以使用其它密封裝置。起落架101以及具體地其驅(qū)動傳動裝置的使用可以如參照第一至第五實施方式在上文所述的那樣。第六實施方式可以被修改以使齒圈的齒徑向向內(nèi)地面向，并且驅(qū)動傳動裝置的小齒輪適于提升成從齒圈直徑的內(nèi)部與齒圈接合。圖10示出了修改的第六實施方式，其中帶有單引號的相同的附圖標記用于指示相同的部件。圖9與圖10之間僅有的區(qū)別是在圖10 中，齒圈107a’和107b’具有徑向朝內(nèi)的齒，并且致動器的該延展(在圖10中不可見)與驅(qū)動傳動裝置108’的接合相應而致動器的縮回與驅(qū)動傳動裝置108’的脫離驅(qū)動接合相應。 由于用于驅(qū)動傳動裝置的空間限制該修改可能局限于較大直徑的輪轂。盡管在上述實施方式中起落架具有兩個輪子，但是可以理解的是本發(fā)明適用于在轉(zhuǎn)向架上具有單個輪子或多對輪子的起落架。在起落架具有多個輪子的情形中，這些輪子中的一個或多個可以是從動輪。本發(fā)明可以被用于前部起落架或者主起落架，盡管由于輪子與地面之間較大的牽引力而優(yōu)選的是用于主起落架中。盡管在上文已經(jīng)參照一個或多個優(yōu)選的實施方式描述了本發(fā)明，可以理解的是在不偏離如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍的情況下可以做多種改變或修改。
權(quán)利要求
1.一種飛行器起落架，該飛行器起落架包括減震主支腿，所述減震主支腿具有用于附接到飛行器的簧上部以及包括滑動件和桿軸的簧下部，所述桿軸載持至少一個輪子，所述輪子具有齒圈；驅(qū)動傳動裝置，所述驅(qū)動傳動裝置從外部安裝到所述主支腿的所述簧上部上或者所述簧下部上，所述驅(qū)動傳動裝置具有至少一個馬達以及用于與所述輪子的所述齒圈嚙合的傳動小齒輪；以及致動器，所述致動器用于將所述驅(qū)動傳動裝置升降成與所述齒圈驅(qū)動接合以及脫離驅(qū)動接合，以及用于在地面滑行操作期間當所述起落架偏轉(zhuǎn)時保持所述驅(qū)動接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行器起落架，其中，所述驅(qū)動傳動裝置以可拆卸的方式被安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的飛行器起落架，該飛行器起落架還包括鉸接機構(gòu)，所述鉸接機構(gòu)以可樞轉(zhuǎn)的方式安裝到所述主支腿的所述簧上部上或者所述簧下部上，其中所述鉸接機構(gòu)連接到所述致動器并且支撐所述驅(qū)動傳動裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的飛行器起落架，其中，所述鉸接機構(gòu)的樞轉(zhuǎn)軸線構(gòu)造成相對于所述主支腿傾斜。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述齒圈和所述傳動小齒輪具有相關(guān)的匹配從動件表面。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述傳動小齒輪包括等速接頭。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述傳動小齒輪和齒圈以與環(huán)境隔離的方式被密封。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，所述飛行器起落架具有能夠驅(qū)動的至少兩個輪子，每個輪子都具有齒圈，并且所述驅(qū)動傳動裝置包括兩個傳動小齒輪，每個傳動小齒輪都與相應一個所述齒圈嚙合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的飛行器起落架，其中，所述驅(qū)動傳動裝置包括兩個馬達，每個馬達用于驅(qū)動相應一個所述傳動小齒輪。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的飛行器起落架，其中，所述驅(qū)動傳動裝置包括連接在所述馬達或者各馬達與所述傳動小齒輪之間的差速驅(qū)動裝置。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述齒圈布置在輪轂的外徑上。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述齒圈具有徑向朝內(nèi)或者徑向朝外的齒。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述馬達是液壓馬達或電動馬達。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述驅(qū)動傳動裝置包括帶齒的驅(qū)動帶。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述齒圈的直徑比所述傳動小齒輪的直徑更大，以形成將傳動比放大的極大轉(zhuǎn)矩。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架，其中，所述驅(qū)動傳動裝置從外部安裝到所述主支腿的簧上部上，并且在地面滑行操作期間當所述主支腿的所述簧上部和簧下部相對于彼此移動時，所述致動器適于保持在所述傳動小齒輪與所述齒圈之間的驅(qū)動接I=I O
17.一種飛行器，該飛行器包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的起落架以及動力和控制系統(tǒng)，所述動力和控制系統(tǒng)用于向所述驅(qū)動傳動裝置供給動力并且控制所述驅(qū)動傳動裝置的操作。
18.一種操作根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的飛行器起落架的方法，該方法包括 通過向所述馬達提供動力來驅(qū)動所述輪子以使其旋轉(zhuǎn)；以及在地面滑行操作期間當所述起落架偏轉(zhuǎn)時使所述驅(qū)動傳動裝置經(jīng)由所述齒圈與所述輪子接合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，該方法還包括使所述驅(qū)動傳動裝置從所述輪子脫離接合。
全文摘要
一種飛行器起落架，該飛行器起落架包括減震主支腿，所述減震主支腿具有用于附接到飛行器的簧上部(2a)以及包括滑動件(2b)和載持至少一個輪子的桿軸(4)的簧下部，所述輪子具有齒圈(7b)；驅(qū)動傳動裝置(8)，所述驅(qū)動傳動裝置從外部安裝在所述主支腿的簧上部上或者簧下部上，所述驅(qū)動傳動裝置具有至少一個馬達和用于與所述輪子的所述齒圈嚙合的傳動小齒輪；以及致動器(14)，該致動器用于將驅(qū)動傳動裝置升降成與齒圈驅(qū)動接合以及與齒圈驅(qū)動脫離驅(qū)動接合并且在地面滑行操作期間當起落架偏轉(zhuǎn)時用于保持驅(qū)動接合。同樣還涉及一種操作飛行器起落架的方法。
文檔編號B64C25/40GK102574581SQ201080045673
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者J·貝達里迪斯, V·普拉塔格爾, 弗拉澤·威爾遜 申請人:空中客車英國運營有限責任公司