CN104884314A - 双速自动换挡式起落装置 - Google Patents

Abstract

一种用于拖车的多速度起落装置，其包括：壳体以及与所述壳体连接的伸缩式支腿；以及用于延伸及收缩所述支腿的齿轮组件。所述齿轮组件包括齿圈，所述齿圈被布置成绕横向于所述支腿构件的伸缩取向的轴线旋转，所述齿轮组件被构造为以高速设定以及低速设定操作并在高速设定与低速设定之间自动换挡，一致动器选择性地防止或者允许所述齿圈旋转以使所述齿轮组件能以低速设定或者高速设定操作。所述致动器可以连接至换挡构件，所述致动器借助所述换挡构件与所述齿圈的接合来致使所述换挡构件选择性地防止或者允许所述齿圈旋转。

Description

双速自动换挡式起落装置

相关申请的交叉援引

本申请要求于2012年12月4日提交的序列号为61/733,245的美国临时申请的优先权，此处将其整体通过援引并入本文。

背景技术

本发明针对半拖车起落装置(landing gear)，尤其针对具有多速度传动系统的起落装置，其在高低档位范围之间自动换挡。

半拖车包括起落装置，起落装置用于在半拖车与卡车断开时支撑半拖车的前部，该起落装置包括支腿，当连接或者断开卡车的第五车轮时该支腿升起或下降半拖车。当半拖车连接至卡车时，升起该起落装置支腿以用于道路行驶，在该情况下支腿被收缩而不具有负荷。相反，当断开半拖车时，将起落装置支腿延伸成接触支撑表面以升起半拖车，使得它们被延伸同时支撑相当大的负荷。基于支腿是支撑负荷还是未被加载，起落装置包括用于延伸/收缩支腿的高档位及低档位。

发明内容

本发明提供了一种多速度起落装置，其在高速设定与低速设定之间自动换挡。

根据本发明的方案，一种用于拖车的多速度起落装置包括壳体构件以及与壳体构件连接的伸缩式支腿构件，并包括齿轮组件，该齿轮组件布置在壳体构件的内部中并且被构造为以高档位设定及低档位设定操作。该齿轮组件传递运动以延伸及收缩支腿构件，并且当支腿构件下降成接触支撑表面时从高档位自动换挡至低档位，当支腿构件升起而脱离接触支撑表面时从低档位自动换挡至高档位。在具体实施例中，一接合构件接合齿圈构件以防止齿圈构件旋转。

所述齿轮组件包括行星齿轮组件，该行星齿轮组件布置成关联于支腿构件的伸缩运动而横向旋转，该行星齿轮组件可以包括主齿轮组件及辅助齿轮组件二者。致动器选择性地致使行星齿轮组件在高速设定及低速设定之间换挡，致动器的致动无需操作员干涉而自动发生。在具体实施例中，提升螺丝由齿轮组件作用以延伸及收缩伸缩式支腿构件，该提升螺丝被布置成相对于壳体构件移位以在高速设定与低速设定之间切换行星齿轮组件，当伸缩式支腿下降至支撑表面或者从支撑表面升起时发生提升螺丝的相对移动。例如，提升螺丝相对于壳体构件的轴向移动可以用以引起致动器的移动，致动器又引起接合构件或者换挡构件移动以防止或者允许行星齿轮组件的部件旋转。在具体实施例中，接合构件接合齿圈构件，齿圈构件轴向移动以附加地接合锁定构件从而防止圈构件旋转。另选地，接合构件或者致动器可以形成为提升螺丝，或者用提升螺丝形成，或者形成在提升螺丝上，在该情况下当支腿构件下降成接触支撑表面时，致动器可以垂直地向上移位以接合齿轮组件。在这种实施例中，当在高速设定以及低速设定之间自动换挡时，离合器构件还可以选择性地接合和脱离行星齿轮组件。自动换挡可以进一步因升起/下降起落装置支腿所需的转矩的增加或者减小而引起，诸如经由由于转矩改变而引起的接合构件的移动。例如，接合构件形成为离合器板，其可以轴向移位成接合及不接合齿圈。

行星齿轮组件包括一个或多个太阳齿轮，太阳齿轮具有在齿圈内操作的关联行星齿轮，当以低档位设定操作时防止齿圈旋转，并且在高档位设定中发生通过输入轴直接旋转齿圈。在一个具体实施例中，行星齿轮安装在轴上，该轴又安装至输入驱动齿轮，由此输入驱动齿轮作为齿轮架操作。输入驱动齿轮又接合用于驱动提升构件的输出驱动齿轮，其中输入驱动齿轮以及输出驱动齿轮可以包括锥齿轮。在进一步实施例中，其中行星齿轮组件包括共用齿圈的主行星齿轮组件和辅助行星齿轮组件，用于主行星齿轮和辅助太阳齿轮的齿轮架结合或者连接以形成单元式构造。

本发明提供了一种起落装置，其在高低档位之间自动换挡而无需操作员的输入或者调节，其中齿轮组件容纳在起落装置的壳体构件内。当起落装置不支撑其所附接的半拖车的重量时，起落装置以高档位操作，使得支腿部分可以快速延伸及收缩。一旦支腿部分延伸成接触支撑表面而使得起落装置被加载，起落装置就自动换挡至低档位，由此操作员可以以最小输入转矩延伸及收缩支腿部分。一旦支腿部分升起而脱离接触支撑表面，起落装置就自动换挡回高档位。

结合附图阅读了以下说明书后，本发明的这些和其他目的、优势、目的以及特征将变得明显。

附图说明

图1是结合有根据本发明的起落装置的半拖车的示意图；

图2是从图1的半拖车移除的一对相互连接的起落装置的立体图；

图3是根据本发明的起落装置的一个实施例的局部上侧立体图，示出了齿轮组件位于起落装置壳体的一部分内；

图4是图3的齿轮组件的分解立体图；

图5A是图3的起落装置以高档位设定操作的侧视截面图；

图5B是图3的起落装置以低档位设定操作的侧视截面图；

图6A和图6B是图3的齿轮组件的换挡构件的相对端立体图；

图7是图3的齿轮组件的致动器的立体图；

图8是与图7的致动器一起使用的偏置构件的立体图；

图9A是致动器支架的立体图，图7的致动器结合至该致动器支架；

图9B是图9A的致动器支架的侧视截面图；

图10A是图3的齿轮组件的齿圈的立体图；

图10B是图10A的齿圈的侧视截面图；

图11A和图11B是图3的齿轮组件的组合式主齿轮架/辅助太阳齿轮的相对端立体图；

图12和图13是图3的齿轮组件的用于行星齿轮组件的支撑圈的立体图；

图14是图3示出的组合式输入锥齿轮/辅助齿轮架的前端立体图；

图15是图3示出的输出锥齿轮的后视立体图；

图16是根据本发明的起落装置的另一实施例的局部立体图；

图17是图16的起落装置的分解立体图；

图18A是图16的起落装置以高档位设定操作的示意图；

图18B是图16的起落装置以低档位设定操作的示意图；

图19是图16的主行星齿轮组件的立体图，公开了主行星齿轮安装至主齿轮架；

图20是图16的齿轮组件的离合器构件的前视图；

图21A是图16的齿轮组件的柱形齿圈的立体图；

图21B是在不具有前板的情况下示出的图21A的齿圈的侧视截面图；

图22是图17的起落装置的起重螺丝的局部侧面图；

图23A是图16的齿轮组件的输出锥齿轮的仰视图；

图23B是沿着图23A的线23B-23B截取的输出锥齿轮的侧视截面图；

图24是用于根据本发明的起落装置的齿轮组件的另一另选实施例的局部立体图；

图25是用于根据本发明的起落装置的齿轮组件的另一实施例的分解立体图；以及

图26是图25的齿轮组件的接合构件的后视立体图，该接合构件构造为锁定杯。

具体实施方式

现在将参考附图描述本发明，其中，以下说明中的编号元件对应于附图中相同编号的元件。图1公开了半拖车26，其由位于前部的起落装置组件28支撑，图2公开了从半拖车26移除的组件28。组件28包括一对起落装置30a、30b，它们通过凸缘29连接至拖车26，每个起落装置30a、30b包括壳体32和伸缩式支腿34，支腿34具有用于接触支撑表面的垫子或者脚36。人工曲柄38结合至其中一个起落装置30a，横向轴或者管40从起落装置30a延伸至另一起落装置30b。曲柄38的旋转向起落装置30a输入旋转运动，并借助于通过横向轴40实现的连接向起落装置30b输入旋转运动。依靠壳体32内的内齿轮或者齿轮组件，所提供的转矩输入引起支腿34相对于壳体32同时延伸及收缩，支腿34的延伸或者收缩取决于曲柄38的旋转方向。

现在参考图3，公开了根据本发明的起落装置30的上端部，其结合有自动换挡式齿轮箱或者齿轮组件42，齿轮组件42被容纳在壳体32内。如以下详细讨论的，齿轮组件42提供了当支腿34上不存在负荷时用于快速延伸及收缩支腿34的高档位或者说高速度，以及当支腿34被加载时用于延伸及收缩支腿34的低档位或者说低速度，低档位或者说低速度是从曲柄38提供的输入旋转减档的。而且，基于齿轮组件42感测到或者响应于是否向支腿34施加了负荷，齿轮组件42在高档位与低档位之间自动换挡。也即，当脚36位于支撑表面上并且起落装置30支撑半拖车26的重量时齿轮组件42以低档位操作，相反当脚36不接触支撑表面并且起落装置30不支撑半拖车26的重量时，诸如当半拖车26结合至卡车的第五车轮并且支腿34收缩以用于道路行驶时，或者当从卡车断开半拖车26的时候在接触支撑表面之前使支腿34下降时，齿轮组件42以高档位操作。高档位与低档位之间的换挡基于加载的状态自动发生，无需曲柄38的操作员输入或者调节。虽然图3示出了单个起落装置30，但是半拖车可以装备有一对起落装置30，所述一对起落装置30结合有齿轮组件42并由横向轴40结合，以用于同时对应收缩以及延伸组件28的支腿34。此外，起落装置组件可以形成为：一个起落装置包括齿轮组件42，齿轮组件42通过横向轴40连接至副起落装置，副起落装置不包括齿轮组件42，而是包括例如锥齿轮布置以直接驱动起落装置。

如从图3、图4、图5A和图5B理解的，齿轮组件42包括行星齿轮系统或者组件44以实现低档位状态的必要减档，并且齿轮组件42包括关联的柱形齿圈46，当以高档位状态操作时柱形齿圈46被直接或者同时驱动，一组驱动齿轮包括锥齿轮48、50，锥齿轮48、50用以传递转矩至提升构件，提升构件构造为提升螺丝或者起重螺丝52，其与起落装置支腿34连接从而延伸及收缩支腿34。

如以下更详细讨论的，齿圈46被接合构件或者换挡构件54选择性地致动，接合构件或者换挡构件54与高低档位之间的自动换挡关联地相对于齿圈46轴向移动。在齿轮组件42处于高档位时，当操作员转动曲柄38时齿圈46同时旋转，由此不存在减档，这是因为锥齿轮48、50通过直接驱动对提升螺丝52提供功率(见图5A)。一旦支腿34的脚36接触支撑表面，由于提升螺丝52相对于壳体32的取向发生轴向平移而使齿轮组件42自动换挡至低档位，提升螺丝52驱动致动器构件56以使换挡构件54移动成接合致动器支架58，从而防止换挡构件54旋转。当如此移动时，换挡构件54保持接合齿圈46，使得还防止齿圈46旋转。如下文讨论的，曲柄38的旋转于是引起齿轮组件42的部件在齿圈46的内部60操作，以提供在加载条件下所需的减档(见图5B)。

在图3至图15的实施例中，齿轮组件42的行星齿轮组件44包括主行星齿轮组件62和辅助行星齿轮组件64，主行星齿轮组件62和辅助行星齿轮组件64经由共用的齿轮构件74而相互连接并且组装在齿圈46内。主行星齿轮组件包括多个主行星齿轮66，它们每个都安装成用于在单独的轴68上旋转并且啮合主太阳齿轮70，主太阳齿轮70形成在输入轴72的端部上，曲柄38选择性地附接至输入轴72的相反端以用于施加驱动旋转至齿轮组件42。在实施例中示出了利用的四个主行星齿轮66，但能够利用其他另选数量。轴68安装在齿轮构件74的一个端部处(图11A和图11B)，齿轮构件74包括结合的主齿轮架76和辅助太阳齿轮78，轴68安装在主齿轮架76的孔80内，从齿轮架76的面82向外延伸。如以下更详细讨论的，轴68的相反端延伸超出主行星齿轮66，由此该轴由换挡构件54选择性地接合。

齿轮构件74的主齿轮架76和辅助太阳齿轮78一起旋转，齿轮构件74因而形成了主行星齿轮组件和辅助行星齿轮组件的一部分。辅助行星齿轮组件进一步包括多个辅助行星齿轮84，每个辅助行星齿轮84安装成用于在单独的轴86上旋转并且啮合辅助太阳齿轮78。轴86安装在输入驱动锥齿轮48的面90上的孔88内(图14)，由此输入锥齿轮48包括辅助行星齿轮组件的辅助齿轮架92。在所示实施例中利用了六个辅助行星齿轮66，但也能够利用其他另选数量。

附加地设置一对支撑圈94、96，它们接收轴68和86。支撑圈94(图12)包括多个孔95以用于在主行星齿轮66的相对于主齿轮架76来说的相反侧接收主行星齿轮组件62的轴68。类似地，支撑圈96(图13)包括多个孔97以用于在辅助行星齿轮84的相对于输入锥齿轮48来说的相反侧接收辅助行星齿轮组件64的轴86。支撑圈94、96操作以分别提供刚度给主辅助行星齿轮组件构成的组件。

如指出的，齿轮组件42进一步包括换挡构件54，换挡构件54包括并操作为换挡爪或者爪式离合器。参考图6A和图6B，换挡构件54被示出为包括中央通孔98，由此其滑动地安装至输入轴72。换挡构件54进一步包括第一齿轮端部100、第二齿轮端部102和位于齿轮端部100和102之间的周向凹槽104，凹槽104形成在换挡构件54的中央部位105，中央部位105的直径小于任一齿轮端部100、102的直径。在示出的实施例中，如以下更详细讨论的，齿轮端部100包括齿101，齿轮端部102包括齿103，齿轮端部102的齿103接合周向向内布置的齿轮齿47(图10A和图10B)，齿轮齿47位于齿圈46的内部60中。因而如所理解的，齿圈46包括内齿轮。再者，齿轮端部100的齿101选择性地接合锁定构件或者插口，所述锁定构件或者插口形成为匹配齿轮106(图9A和图9B)，在图示的实施例中，匹配齿轮106形成为致动器支架58的一部分，匹配齿轮106包括花键齿轮。应该理解的是，锁定构件无需构建为匹配花键齿轮106以进行操作，换挡构件54和锁定构件可以采用另选形状、结构以及构造以防止换挡构件54旋转。换挡构件54进一步包括多个细长孔口108，细长孔口108位于第一齿轮端部102的面109上，以下还将更详细地描述孔口108，其选择性地接收延伸超出所安装的主行星齿轮66的轴68的端部。

现在参考图7至图9B，除了匹配齿轮106，致动器支架58还包括输入轴承110以及安装板112，输入轴承110用于接收输入轴72，安装板112具有孔113，孔113用于将支架58附接至壳体32的内部。致动器支架58进一步包括一对延伸翼或者凸缘114，延伸翼或者凸缘114具有孔115，致动器56在凸缘114之间结合至致动器支架58。具体地说，致动器56包括安装孔116，当致动器56定位在凸缘114之间时，枢转销或者轴118(图4)定位在凸缘114上的孔115内以及致动器56的安装孔116内，以将致动器56保持至致动器支架58。构建为扭转弹簧120(图8)的偏置构件结合至致动器支架58，弹簧120包括臂122、线圈开口124和构件126。线圈开口124布置在销118的端部上，臂122接合凸缘114，由此弹簧120的构件126挤压致动器56的一部分(如下文讨论的)以向致动器56提供向下枢转偏置力。

具体参考图7，致动器56进一步包括一对臂128，臂128具有向内布置的突起130，臂128限定它们之间的开口131以用于当组装时接收换挡构件54。致动器进一步包括附加的向外突出翼或者臂132，在图示的实施例中，臂128相对于翼132形成约110度角。

当齿轮组件42组装时，致动器56的臂128布置在换挡构件54的中央部分105周围，突起130布置在凹槽104内。弹簧120组装至致动器支架58，使得构件126布置在板112和臂128之间，由此构件126作用于臂128以使致动器56绕轴118枢转，使得翼132向下偏置。弹簧120因而经由在凹槽104中作用于换挡构件54的突起130而相应地偏置换挡构件54使其脱离匹配齿轮106。如从图5A和图5B理解的，换挡构件54的齿轮端部102布置在齿圈46内，使得弹簧120将换挡构件54偏置到齿圈46中。当如此偏置时，换挡构件54接合主行星齿轮66的轴68，轴68的端部接收在换挡构件54的孔口108内，处于高档位位置。

再次参考图4至图5B，输入轴72包括腔室136，输出轴140的端部138插入腔室136。换挡构件54可滑动地布置在输入轴72上，齿轮构件74布置在输出轴140的凹陷部分142上，部分142的直径大于端部138的直径。此外，输入锥齿轮48安装至输出轴140的最大直径部分，输入锥齿轮48包括键槽以用于匹配轴140上的键，由此输入锥齿轮48与轴140一起旋转。当组装时，输出轴140进一步被支撑在附加的轴承144内，轴承144附接至壳体32，由此横向轴40可以于是被附接至输出轴140的从壳体32延伸出的部分。应该理解的是，图3至图5B图示出的起落装置30图示了图1和图2的组件28的起落装置30a，起落装置30b大致类似于图3至图5B的起落装置30，但输出轴140并不延伸出壳体32。

如从图3至图5B进一步理解的，起落装置30包括抬升螺母146，抬升螺母146固定地安装至支腿34，提升螺丝52在抬升螺母146内旋转以延伸及收缩支腿34。还包括底板基座148，其固定地安装在壳体32内，当组装时推力垫圈150定位在底板基座148和输出驱动锥齿轮50之间。输出锥齿轮50包括腔室或者槽缝152，驱动销154位于腔室或者槽缝152内，驱动销154穿过提升螺丝52的轴158中的孔156，驱动销154操作以从输出锥齿轮50传递旋转转矩至提升螺丝52。如下文讨论的，腔室152相对于底表面160足够深以使轴158能够相对于输出锥齿轮50在图5A示出的第一位置和图5B示出的第二位置之间横向移动，第一位置与高速操作关联，第二位置与低速操作关联。

如先前指出的，当齿轮组件42组装时，主行星齿轮组件和辅助行星齿轮组件定位在齿圈46的内部60。此外，保持圈162定位在主行星齿轮66和辅助行星齿轮84之间。齿圈46包括内凹槽164(图10A和图10B)，凹槽164形成在齿47中，保持圈162定位在凹槽164内。在图示的实施例中，保持圈162包括常规的内螺旋保持圈。

现在将原则上参考图5A和图5B讨论起落装置30的操作(包括自动换挡)。在图5A的高档位取向，换挡构件54处于第一位置，即由弹簧120偏置成脱离与致动器支架58的匹配齿轮106接合，并且换挡构件54的齿轮端部102的齿103接合齿圈46的内齿47。换挡构件54附加地偏置成接合主行星齿轮66的轴68，轴68被接收在细长孔口108内。要注意的是，当换挡构件54移动成接合轴68时，孔口108的细长构造辅助于将轴68接收于其中。输入轴72上的主太阳齿轮70接合主行星齿轮66，使得轴68接合换挡构件54，并且因为轴68安装至齿轮构件74，所以输入轴72的旋转引起行星齿轮组件直接驱动输入锥齿轮48的旋转。也就是说，当处于无负荷状态时，齿圈46旋转，齿轮构件74也旋转，行星齿轮66、84无相对旋转，使得借助将辅助行星齿轮84安装至输入轴72的辅助齿轮架92，输入锥齿轮48与输入轴72以一对一旋转原理旋转，从而时升起以及下降支腿34。在图示的实施例中，输入锥齿轮48和输出锥齿轮50为大约相同的尺寸，使得输入轴72与提升螺丝52之间的旋转比是1比1或大约是1比1。但是，另选地，输出锥齿轮50以及输入锥齿轮48可以另选地相对于彼此设定尺寸以获得其他高档位。例如，输出锥齿轮50可以设定尺寸为小于输入锥齿轮48，由此高速旋转的输入轴72转速与输出锥齿轮50转速的比值小于1，包括例如在4比1的范围内。

如从图5B理解的，一旦支腿34的垫子36接触支撑表面，提升螺丝52就相对于输出锥齿轮50轴向向上平移，轴158的上部分134作用于翼132以克服弹簧120的力将致动器56向上枢转。当垫子36接触支撑表面时，向上轴向移动是通过提升螺丝52的继续旋转引起的，并且借助输出锥齿轮50中的腔室152而能够如此。换挡构件54从而借助致动器56而移动至第二位置，臂128借助布置在凹槽104内的突起130轴向移位或者移动换挡构件54，以同时使换挡构件54脱离轴68，使得轴68不再容纳在孔口108内，并且使换挡构件54的齿轮端部100的齿101接合成与致动器支架58的匹配齿轮106接合。但是，齿轮端部100的齿103保持接合齿圈46的齿47。如从图5B理解的，当在高档位与低档位之间换挡时换挡构件54的轴向移位或移动横向于支腿34的伸缩运动。换挡构件54与匹配齿轮106的接合防止换挡构件54旋转，这又锁定并防止齿圈46旋转。因而，输入轴72的旋转引起行星齿轮组件44在齿圈46内旋转。也即，引起主行星齿轮66在齿圈46的内部60内旋转，由于轴68接合主齿轮架76这又引起齿轮构件74旋转，辅助太阳齿轮78又施加旋转至齿圈46内的辅助行星齿轮84，从而借助经由输入锥齿轮48上的辅助齿轮架92形成的连接来旋转输入锥齿轮48。因此，在低档位或者低速度下，如图5B所示，输入轴72的旋转和输入锥齿轮48的旋转之间发生减速。在图示的实施例中，辅助太阳齿轮78大于主太阳齿轮70，主行星齿轮66大于辅助行星齿轮84。但是，应该认识到的是，这些尺寸差能够颠倒或者主和辅助行星齿轮组件的变速比能够相同。提供主和辅助行星齿轮组件62、64能够使得在低档位设定下提供期望的齿轮变速比。根据本发明的行星齿轮组件可以构建为具有例如20：1至40：1之间的比。

致动器构件56、换挡构件54和致动器支架58因而作为致动器组件操作以实现高低档位之间的自动换挡。如所公开的，无需来自起落装置30的操作员的任何额外行为而发生自动换挡，输入轴72无需诸如沿轴向方向或者其他方向移动来完成换挡。虽然公开的是利用机械致动来自动换挡，但是齿轮组件42的自动换挡可以另选地通过诸如轴向移动换挡构件54的电磁阀或线性马达来完成。此外，高低速之间的自动换挡可以另选地依靠增加或者减小延伸及收缩支腿34时涉及的输入或者输出转矩来完成。例如，输入轴72可以以类似于转矩扳手构造的方式连接齿轮组件42，由此一旦达到延伸支腿34所需的输入转矩的特定增加，诸如当垫子36接触支撑表面时，借助换挡构件54的移位来实现自动换挡至低档位。

现在参考图16至图23B，图示了根据本发明的另选起落装置230，其构造以及操作类似于以上讨论的起落装置30。起落装置230相对于起落装置30来说类似的部件标以类似的附图标记，但将200添加至起落装置230的附图标记。由于它们的类似性以及上述说明书，此处无需讨论起落装置230的所有构造以及操作。

如从图16、图17、图18A和图18B所理解的，起落装置230包括齿轮组件242，齿轮组件242包括行星齿轮系统或者组件244以实现在低档位状态下的所需减速，行星齿轮系统244包括柱形齿轮或者棘爪齿圈246，当以高档位状态操作时柱形齿轮或者棘爪齿圈24被同时或者直接驱动，一组锥齿轮248、250传递转矩至提升构件，提升构件构造为提升螺丝或者起重螺丝252，提升螺丝或者起重螺丝252与伸缩式起落装置下支腿连接从而延伸及收缩该支腿。

结合自动换挡，齿圈246由离合器板225致动。当齿轮组件242处于高档位时，当操作员转动曲柄时，离合器板225接合齿圈246，引起齿圈246同时旋转，由此不存在减档，这是因为锥齿轮248、250通过直接驱动对起重螺丝252提供动力(见图18A)。一旦下支腿的脚接触支撑表面，通过起重螺丝252轴向平移并且接合绕齿圈246周向外部布置的插口或者棘爪249之一，齿轮组件242自动换挡至低档位。起重螺丝252从而作为齿轮组件242的致动器操作。一旦起重螺丝252接合棘爪249，齿圈246的旋转停止并且离合器板225脱离齿圈246。如以下详细讨论的，行星齿轮系统244的部件然后在静止齿圈246的内部260中操作以提供在加载条件下所需的减档(见图18B)。

在图示的实施例中，行星齿轮系统244包括主行星齿轮组件262和辅助行星齿轮组件264。主行星齿轮组件包括多个主行星齿轮266(在图示的实施例示出了四个)以及主齿轮架276，主齿轮架276具有轴277，主行星齿轮266通过四个单独的肩部螺丝268安装至齿轮架276的后表面282，肩部螺丝268接收在孔280中(图17)，如图19所示。主行星齿轮266因而能够在螺丝268上旋转。此外，辅助太阳齿轮278刚性固定至主齿轮架276的轴277，使得主齿轮架276和辅助太阳齿轮278一起旋转。组合式主齿轮架276和辅助太阳齿轮278因而形成齿轮构件274。辅助太阳齿轮278包括辅助行星齿轮组件264的一部分，当操作在低档位状态下时辅助太阳齿轮278则能够旋转齿轮组件264的多个辅助行星齿轮284(在图示的实施例示出了四个)。每个辅助行星齿轮284通过单独的肩部螺丝286结合至输入锥齿轮248的前表面，肩部螺丝286接收在孔288中(图17)，由此输入锥齿轮248还作为辅助行星齿轮组件264的辅助齿轮架操作。以与主行星齿轮266类似的方式，辅助行星齿轮284能够在螺丝286上旋转。行星齿轮系统244的主行星齿轮266、主齿轮架276、辅助太阳齿轮278和辅助行星齿轮284都收纳在齿圈246的内部260内，辅助行星齿轮284延伸出或者超出齿圈246的开口261，辅助行星齿轮284在该处安装至输入锥齿轮248(见图18A和18B)。辅助行星齿轮284可以另选地齐平于齿圈246的开口261。齿圈246包括在内部260内在内部周向布置的齿247(图17和图21B)，当组装在一起时这些齿247接合主行星齿轮266和辅助行星齿轮284的齿。因此，如图16至图18B所示的实施例，主行星齿轮组件262和辅助行星齿轮组件264共用齿圈246。

曲柄(诸如上述的曲柄38)连接至输入轴272以在操作时传递曲柄转动产生的转矩，输入轴272通过弹簧夹273连接至输入轴环271。为了以低档位转动主行星齿轮266以及主齿轮架276，主太阳齿轮270刚性固定至输入轴环271中，主太阳齿轮270包括轴部分269(图17)，轴部分269固定至输入轴环271的孔中。转矩又借助离合器板225与输入轴环271之间的键连接通过输入轴环271传递至离合器板225，轴环271包括与离合器板225的键槽275(图20)对准的键。

在高档位设定下，离合器板225上的齿303(图20)匹配位于结合至齿圈246(图18B和图21A)的前部分或者板或者表面299上的凹槽307，使得齿圈246和位于齿圈246的内部260中的行星齿轮系统244的部件作为一个单元一起旋转，从而经由辅助行星齿轮284的肩部螺丝286与输入锥齿轮248的连接而提供直接驱动至输入锥齿轮248。反过来，输入锥齿轮248提供旋转运动至输出锥齿轮250，输入锥齿轮248键联接至输出轴340以经由输出轴340所连接的横向轴40接合相对的起落装置。随着输出锥齿轮250被输入锥齿轮248转动，输出锥齿轮250转动起重螺丝252以延伸及收缩起落装置230的下伸缩支腿，诸如上述的支腿34。

起重螺丝252通过螺丝252的轴358(图22)中的细长槽缝356经由驱动销354销接至输出锥齿轮250，驱动销354对应地接合在输出锥齿轮250的槽缝352中(图23A和图23B)。槽缝356允许起重螺丝252相对于输出锥齿轮25垂直移位，在图示的实施例中为约0.2英寸的移动。当下支腿向下延伸时一旦起落装置230的下脚(诸如脚36)接触支撑表面，起重螺丝252相对于锥齿轮250向上轴向平移，由此接合构件接合沿外周向布置在齿圈246上的其中一个棘爪249，所述接合构件包括致动器构件或者形成为起重螺丝252的细长轴构件358的上端部或者上部分334上的凸起353的锁定构件或者止挡构件。在图示的实施例中形成为凸起353的锁定构件或者止挡构件与所选棘爪249的接合将引起齿圈246停止旋转，因而能够使齿轮组件242从高档位设定换挡至低档位设定。应该容易理解的是，可以采用止挡构件和/或插口的其他另选构造，包括使用位于齿圈的外周上的止挡构件来接合位于轴构件上的一个或多个插口。

当致使齿圈246停止旋转时，经由偏置构件致使离合器板224脱离齿圈246的前板299，偏置构件在图3的实施例中包括波形弹簧320。也即，经由弹簧320将离合器板224在通常情况下偏置为接合前板299，但一旦齿圈246的旋转停止，离合器板224对前板299的旋转阻力的转矩增加，由此离合器板224脱离前板299，由此输入轴272能够继续旋转，并且行星齿轮系统244然后开始在齿圈246的内部260内操作，从而向用户提供在负荷下操作起落装置30所需的变速比减档。借此结合感测到的或者改变的转矩来完成或响应于自动换挡。可以采用另选偏置构件或者布置来使离合器板225与齿圈246的前板299接合/脱离。例如，如图24所示，可以使用偏置板或者杯构件370，其定位在壳体232的内表面和离合器板225之间，板构件370经由多个压缩弹簧372安装，压缩弹簧372压靠壳体232的内表面。偏置板370致使离合器板225接合前板299从而以高档位设定操作，离合器板225脱离前板299从而以低档位设定操作。

如示出的，行星齿轮系统244、弹簧320、离合器板225、输入锥齿轮248、输出锥齿轮250和起重螺丝252的至少一部分都包含在支腿壳体232内，支腿壳体232包括两个相对布置的孔以用于分别接收输入轴272和输出轴340，每个这种孔都接收轴承构件374，轴承构件374用于分配负荷至壳体232。

当曲柄顺时针转动时起落装置的伸缩支腿可以延伸，高档位被最小化以快速延伸及收缩伸缩支腿，从而最小化转动曲柄所需的时间，当在加载条件下时低档位被最大化以减小所需转矩输入以便于转动曲柄。在一个具体实施例中，例如对于伸缩支腿的一英寸移位，高低档位分别是2.5圈和34圈。

因而，在图16至图23B的上述实施例中，行星齿轮系统244由齿圈246的两个同时相互作用来致动以实现自动换挡。当齿轮组件242处于高档位时，离合器板225接合齿圈246以允许齿圈246旋转，当操作员转动曲柄时引起行星组件244同时旋转，由此不存在减档，因为锥齿轮248、250通过直接驱动对起重螺丝252提供动力(见图18A)。一旦伸缩支腿的脚接触支撑表面，通过起重螺丝252轴向平移并且接合齿圈246从而防止齿圈246的旋转，同时还使齿圈246脱离离合器板225，借此使齿轮组件242自动换挡至低档位。起重螺丝252从而作为齿轮组件242的致动器操作，行星齿轮系统244然后操作以提供在加载条件下所需的减档(见图18B)。

现在参考图25和图26，公开了根据本发明的另选的用于在起落装置中使用的齿轮组件442，其构造以及操作类似于以上讨论的齿轮组件42和242。齿轮组件442相对于齿轮组件242来说类似的部件标以类似的附图标记，但将200添加至齿轮组件242的附图标记。由于它们的类似性以及上述说明，此处无需讨论齿轮组件442的所有构造以及操作。

齿轮组件442包括行星齿轮组件444，行星齿轮组件444包括齿圈446。但是，齿圈446并不是由抬升螺丝452接合以停止其旋转。而是，齿轮组件442包括构造为离合器板425的接合构件，离合器板425在一侧包括齿503以用于接合齿圈446的前板499上的凹槽507，并且在相对侧包括齿505以用于接合锁定构件或者锁定杯509。

在高档位或者设定下，锥弹簧520将离合器板425保持在齿圈446的面板499中的倾斜凹槽507中，同时还经由键接合输入轴472，随着转矩增加，离合器板425沿着齿圈面板499的倾斜表面行进，产生离合器板425的轴向移动。该轴向移动使离合器板425的背侧上的锁定齿505接合锁定杯509。随着该轴向平移发生，由于离合器板425中的间隙凹槽511键脱离接合。这允许离合器板425锁定齿圈446，同时释放键联接的输入轴472，以便于低档位或者设定。因而，经由转矩改变实现了自动换挡。另选地，可以采用凸轮等以使离合器板425移位。

根据本发明的自动换挡起落装置的方法因而包括：通过升起或者下降关联的伸缩支腿使其接触支撑表面而使壳体构件内的提升构件轴向移位；以及由此防止行星齿轮组件的齿圈旋转。该方法进一步包括：通过轴向移位提升构件来移动致动器；以及这反过来移动换挡构件以防止齿圈旋转。

但是，应该认识到的是，可以采用在本发明范围内的其他另选构造。例如，行星齿轮系统可以设置有更多或者更少的主和/或辅助行星齿轮。根据需要，还可以使用各种凸缘、衬片或者托架(未示出)来将起落装置连接至半拖车。此外，可以不用手动曲柄而由电马达或者液压马达提供旋转输入运动。能够实施对具体描述的实施例的额外改变和修改，而并不脱离本发明的原理，本发明的原理旨在仅由附随权利要求的范围限定，权利要求的范围根据专利法的原理包括等同原则来解释。

Claims (27)

1.一种多速度起落装置，所述多速度起落装置包括：

壳体构件以及与所述壳体构件连接的伸缩式支腿构件；

齿轮组件，所述齿轮组件被构造为延伸及收缩所述支腿构件，所述齿轮组件包括齿圈，所述齿圈被布置成绕横向于所述支腿构件的伸缩取向的轴线旋转，所述齿轮组件被构造为以高速设定以及低速设定操作；以及

致动器，所述致动器被操作为选择性地防止或者允许所述齿圈旋转以使所述齿轮组件能以所述低速设定或者以所述高速设定操作。

2.根据权利要求1所述的多速度起落装置，其中，所述齿轮组件包括行星齿轮组件。

3.根据权利要求2所述的多速度起落装置，其中，所述行星齿轮组件包括主太阳齿轮以及主行星齿轮，所述主行星齿轮安装在主轴上；并且其中，所述齿圈包括内齿轮齿，所述主行星齿轮接合所述内齿轮齿。

4.根据权利要求3所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括第一驱动齿轮；并且其中，所述行星齿轮组件包括辅助太阳齿轮和辅助行星齿轮，所述辅助行星齿轮安装在辅助轴上；并且其中，所述辅助轴构造为施加旋转运动至所述第一驱动齿轮。

5.根据权利要求4所述的多速度起落装置，其中，所述辅助轴安装至所述第一驱动齿轮，由此所述第一驱动齿轮包括所述行星齿轮组件的辅助齿轮架。

6.根据权利要求4或5所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括输出驱动齿轮，所述输出驱动齿轮驱动所述支腿的延伸和收缩；其中，所述第一驱动齿轮包括输入驱动齿轮；并且其中，所述输入驱动齿轮啮合所述输出驱动齿轮。

7.根据权利要求6所述的多速度起落装置，其中，所述输入驱动齿轮以及所述输出驱动齿轮包括锥齿轮。

8.根据权利要求中4至7中任一项所述的多速度起落装置，其中，所述辅助行星齿轮接合所述齿圈的所述内齿轮齿。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括齿轮构件，所述主轴安装至所述齿轮构件；并且其中，所述齿轮构件包括所述辅助太阳齿轮，由此所述齿轮构件包括与所述辅助太阳齿轮结合的主行星齿轮架。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括与所述壳体构件以及所述支腿构件相互连接的提升构件；并且其中，所述齿轮组件作用于所述提升构件以延伸及收缩所述支腿构件，所述提升构件被构造为当所述支腿构件接触支撑表面时该提升构件相对于所述壳体构件移位，当所述支腿构件下降成接触所述支撑表面时所述提升构件的移位将所述齿轮组件从所述高速设定自动换挡至所述低速设定，并且当所述支腿构件升起而脱离接触所述支撑表面时所述提升构件的移位将所述齿轮组件从所述低速设定自动换挡至所述高速设定。

11.根据权利要求10所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括与所述致动器连接的换挡构件，所述换挡构件能由所述致动器选择性地移动以选择性地防止或者允许所述齿圈旋转。

12.根据权利要求11所述的多速度起落装置，其中，所述提升构件包括上部分，所述上部分构造为相对于所述壳体构件在第一位置和第二位置之间选择性地移动以致使所述致动器选择性地防止或者允许所述齿圈旋转，所述提升构件的所述上部分接触所述致动器以选择性地移动所述换挡构件。

13.根据权利要求11或12所述的多速度起落装置，其中，所述提升构件的所述上部分在轴向对准所述壳体构件的方向上在所述第一位置和所述第二位置之间移动，并且所述换挡构件横向于所述壳体构件的轴向取向移动。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的多速度起落装置，其中，所述提升构件包括提升螺丝。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的多速度起落装置，其中，所述致动器被构造为防止所述齿圈旋转，以将所述齿轮组件置于所述低速设定。

16.根据权利要求1所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括接合构件，当所述齿轮组件以所述高速设定或者所述低速设定操作时，所述接合构件被偏置为接合所述齿圈，并且当所述齿轮组件以所述高速设定及所述低速设定中的另一者操作时所述接合构件被偏置为脱离接合所述齿圈；并且其中，所述接合构件被构造为经由延伸或者收缩所述支腿构件所需的转矩而被偏置为接合或不接合所述齿圈构件。

17.一种多速度起落装置，所述多速度起落装置包括：

壳体构件以及与所述壳体构件连接的伸缩式支腿构件；

与所述壳体构件以及所述支腿构件相互连接的提升构件；

齿轮组件，所述齿轮组件被构造为作用于所述提升构件以延伸及收缩所述支腿构件，并且被构造为以高速设定及低速设定操作，并且当所述支腿构件下降成接触支撑表面时从所述高速设定自动换挡至所述低速设定，当所述支腿构件升起而脱离接触所述支撑表面时从所述低速设定自动换挡至所述高速设定，所述齿轮组件包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括齿圈，所述行星齿轮组件被布置成绕横向于所述支腿构件的伸缩取向的轴线旋转；以及

致动器，所述致动器被操作为选择性地防止或者允许所述齿圈旋转以使所述齿轮组件能以所述低速设定或者所述高速设定操作。

18.根据权利要求17所述的多速度起落装置，其中，所述齿轮组件进一步包括操作地接合输出驱动齿轮的输入驱动齿轮；并且其中，所述输出驱动齿轮进一步接合所述提升构件；并且其中，所述行星齿轮组件包括太阳齿轮以及行星齿轮，所述行星齿轮布置在轴上，所述轴安装至所述输入驱动齿轮。

19.根据权利要求18所述的多速度起落装置，其中，所述输入驱动齿轮以及所述输出驱动齿轮包括锥齿轮。

20.根据权利要求18或19所述的多速度起落装置，其中，所述太阳齿轮包括辅助太阳齿轮，所述行星齿轮包括辅助行星齿轮，所述行星齿轮组件进一步包括主太阳齿轮以及主行星齿轮；并且其中，所述齿圈包括内齿轮齿，所述主行星齿轮以及所述辅助行星齿轮接合所述内齿轮齿。

21.根据权利要求20所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括齿轮构件，所述齿轮构件包括主齿轮架，所述主行星齿轮布置在被安装至所述主齿轮架的轴上；并且其中，所述齿轮构件包括所述辅助太阳齿轮。

22.根据权利要求17至21中任一项所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括接合所述致动器的换挡构件，所述换挡构件能由所述致动器选择性地移动以选择性地防止或者允许所述齿圈旋转。

23.根据权利要求22所述的多速度起落装置，其中，所述换挡构件在横向于所述支腿构件的伸缩取向的轴向方向上移动。

24.一种多速度起落装置，所述多速度起落装置包括：

壳体构件以及与所述壳体构件连接的伸缩式支腿构件；

提升螺丝，该提升螺丝与所述壳体构件以及所述支腿构件相互连接；

齿轮组件，所述齿轮组件包括输入轴、输入锥齿轮以及输出锥齿轮，所述输出锥齿轮接合所述提升螺丝并且被构造为基于所述输入轴的旋转来延伸及收缩所述支腿构件，所述齿轮组件被构造为以高速设定及低速设定操作并且当所述支腿构件下降成接触支撑表面时从所述高速设定自动换挡至所述低速设定，当所述支腿构件升起而脱离接触所述支撑表面时从所述低速设定自动换挡至所述高速设定，所述齿轮组件进一步包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件被布置成绕横向于所述支腿构件的伸缩取向的轴线旋转，所述行星齿轮组件包括齿圈、太阳齿轮以及行星齿轮，所述行星齿轮布置在被安装至所述输入驱动齿轮的轴上；以及

致动器，所述致动器被操作为选择性地防止或者允许所述齿圈旋转以使所述齿轮组件能以所述低速设定或者所述高速设定操作。

25.根据权利要求24所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括与所述致动器以及所述齿圈接合的换挡构件，所述换挡构件能由所述致动器选择性地移动以选择性地防止或者允许所述齿圈旋转。

26.根据权利要求25所述的多速度起落装置，该多速度起落装置进一步包括锁定构件，所述锁定构件适于当由所述致动器移动时接收所述换挡构件以防止所述齿圈旋转。

27.根据权利要求25或26所述的多速度起落装置，其中，所述提升螺丝被构造为当所述支腿构件下降以接触支撑表面以及升起而脱离接触支撑表面时相对于所述壳体构件轴向平移；并且其中，所述提升螺丝接触所述致动器，并且被构造为当所述支腿构件下降以接触所述支撑表面以及升起而脱离接触所述支撑表面时移动所述致动器，以选择性地移动所述换挡构件。