CN107839873A - 驱动系统和飞行器的起落架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使飞行器的起落架的轮旋转的驱动系统，驱动系统包括马达和从动齿轮，驱动系统具有第一构型和第二构型，在第一构型中，驱动小齿轮能够与从动齿轮啮合以允许马达驱动从动齿轮，在第二构型中，驱动小齿轮不能够与从动齿轮啮合，驱动系统还包括锁定保持装置，锁定保持装置包括第一锁定连杆和枢转地连接至第一锁定连杆的第二锁定连杆，锁定保持装置能够在第一位置、第二位置以及位于第一位置与第二位置之间的中间位置之间转换，在中间位置中，第一锁定连杆和第二锁定连杆大致对准，其中，锁定保持装置在驱动系统处于第一构型时处于第一位置，锁定保持装置在驱动系统处于第二构型时处于第二位置。本发明还涉及一种飞行器的起落架。

Description

驱动系统和飞行器的起落架

本申请是申请人“空中客车营运有限公司”于2014年9月8日提交的、发明名称为“用于起落架的驱动系统”的发明专利申请201480051099.6(国际申请号：PCT/GB2014/052714)的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于使飞行器起落架的一个或多个轮旋转以进行地面滑行(向前或倒行)和/或在着陆之前使轮开始自旋和/或向旋转轮施加制动扭矩的驱动系统。

背景技术

飞行器需要在飞机场上的各地点之间进行地面滑行。一个示例为跑道与飞行器的乘客上飞行器或下飞行器的位置(例如，登机口)之间的滑行。通常，这种滑行通过使用来自飞行器的发动机的推力向前推进飞行器使得起落架轮发生旋转来实现。由于地面滑行速度必需相对较低，因此发动机必须以非常低的功率运行。这意味着：由于这种低功率下的低推进效率而使得存在相对较高的燃料消耗。这导致了机场周围局部大气污染和噪音污染的程度增加。此外，即使当发动机以低功率运行，通常仍需要应用轮制动器来限制地面滑行速度，从而导致制动器的高度磨损。

使用民用飞行器的主发动机使民用飞行器进行例如远离登机口的倒行是不被允许的。当必需倒行时或者在不能够实施经由主发动机推力的地面滑行的其他情况下，使用拖吊车来调动飞行器四处移动。这个过程是费力且成本高昂的。

因此，需要一种驱动系统在地面滑行操作期间向飞行器起落架的轮提供动力。还需要在着陆之前使用这种驱动系统来对轮进行预自旋，使得轮在着地时已经以其初始着陆速度或接近该着陆速度自旋。这种预着陆自旋被认为可以减小着陆时的轮胎磨损，并且可以减小着陆期间传输至起落架的负载。

近年来，已经提出了用于在飞行器处于地面上的同时驱动轮以及在着陆之前使轮开始自旋的若干个自主的地面滑行系统。US2006/0065779中公开了一个示例，其提出了一种被供以动力的前飞行器轮系统，在该飞行器轮系统中，使用离合器来在轮可以自由地自旋的模式与轮可以由电马达驱动的模式之间进行转换。离合器还可以操作成使马达能够在着陆之前对轮进行预自旋。

WO2011/023505中描述了不限于前起落架的现有技术装置。所公开的系统使用致动器来将小齿轮移动成及移动脱离与安装至轮毂的环形齿轮的驱动接合。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统，该驱动系统包括马达和从动齿轮，其中，该马达能够操作成使驱动小齿轮旋转，该从动齿轮适于安装至轮，其中，所述驱动系统具有第一构型和第二构型，其中，在第一构型中，驱动小齿轮能够与从动齿轮啮合以允许马达驱动从动齿轮，在第二构型中，驱动小齿轮不能够与从动齿轮啮合，该驱动系统还包括锁定保持装置，该锁定保持装置包括第一锁定连杆以及枢转地连接至第一锁定连杆的第二锁定连杆，该锁定保持装置能够在第一位置、第二位置以及第一位置与第二位置之间的中间位置之间转换，在该中间位置中，第一锁定连杆和第二锁定连杆大致对准，其中，锁定保持装置在驱动系统处于第一构型中时处于第一位置中，并且锁定保持装置在驱动系统处于第二构型中时处于第二位置中。

本发明的另一方面提供了一种飞行器起落架，该飞行器起落架具有轮和根据第一方面的驱动系统，其中，从动齿轮安装至轮。

飞行器起落架的术语“轮”在此按其常规含义用来指在飞行器由地面支承时接触地面而并非在空中的触地轮。术语“锁定保持装置”在此用来指锁定在至少一个位置中的保持装置或支架。术语“锁定连杆”在此用来指锁定保持装置的连杆机构元件例如臂或杆。锁定保持装置的锁定连杆枢转地连接以形成肘状接头。锁定保持装置的中间位置是“中央”位置，在该“中央”位置中，锁定连杆大致对准，即，锁定保持装置的相对端部之间的虚拟线穿过锁定连杆之间的枢转连接部。锁定保持装置绕枢转连接部(肘状接头)铰接。由于锁定保持装置的铰接程度使得能够移动通过中间(中央)位置，因此锁定保持装置具有通常已知为偏心锁定保持装置的类型。锁定保持装置能够锁定在第一位置、第二位置、或者第一位置和第二位置两者中。术语“锁定”在此用来指对锁定保持装置绕枢转连接部(肘状接头)的铰接的限制。限制锁定保持装置的铰接的特征可以是锁定保持装置本身的特征或者替代性地可以是联接至锁定保持装置的部件或机构的特征。

术语“马达”在此按其常规含义用来指下述机器，借助于该机器使用一些能量源(例如，电动、气动、液压等)来赋予运动。将理解的是，马达可以是电动发电机，除其作为马达的功能以外，电动发电机能够操作为发电机，由此，机械能被转化成电能。术语“驱动”和“从动”在此参照“驱动小齿轮”和“从动齿轮”使用以指在马达能够操作成使飞行器起落架的轮旋转时表达动力传递的意义。当然，将领会的是，在马达是电动发电机并且用作发电机的情况下，“从动齿轮”将实际上是驱动“驱动小齿轮”并因此驱动发电机的驱动元件。发电机可以用于向轮施加制动扭矩。

锁定保持装置可以具有第一端部和第二端部，第一端部具有其枢转轴线与从动齿轮的旋转轴线以固定距离间隔开的枢转连接部，并且第二端部具有其枢转轴线与驱动小齿轮的旋转轴线以固定距离间隔开的枢转连接部。

锁定保持装置的铰接的限制可以由驱动小齿轮和从动齿轮的中心距离表示。例如，第二位置可以对应于锁定保持装置的铰接的限制，在第二位置处，能够确保驱动小齿轮与从动齿轮之间的运行间隙。第一位置可以对应于锁定保持装置的铰接的限制，在第一位置处，在驱动小齿轮和从动齿轮的啮合界面处可以经受最大许可推力负载。

驱动系统还可以包括致动器，该致动器联接至锁定保持装置以用于使锁定保持装置在第一位置与第二位置之间移动。

致动器可以是线性致动器。

线性致动器可以具有第一端部和第二端部，第一端部枢转地连接至第一锁定连杆与第二锁定连杆之间的枢转连接部。将线性致动器联接至锁定连杆之间的枢转连接部提供了使锁定保持装置在第一位置与第二位置之间移动方面的机械优势并且还提供了简便性，原因在于线性致动器与锁定保持装置之间的联接可以使用共同的枢转接头，这可以减小部件数量并且可以减轻重量和节约成本。替代性地，线性致动器可以联接至锁定保持装置的在锁定保持装置的端部之间的任何部分。线性致动器的第二端部可以联接至驱动系统的任何部分或者起落架的安装驱动系统的任何部分，所述任何部分是固定的，即相对于轮旋转轴线不能移动。

致动器可以替代性地是旋转致动器。旋转致动器可以设置在锁定保持装置的一个端部处，或者旋转致动器可以替代性地设置在锁定保持装置的锁定连杆之间的枢转连接部处。

致动器可以是可反向驱动致动器。可反向驱动致动器是能够通过外部施加的负载驱动的致动器。

致动器可以包括故障保护锁定装置。故障保持锁定装置是位于致动器内的锁定装置，该锁定装置进行接合以防止致动器在致动器或控制致动器的控制系统方面出现一些故障的情况下发生运动。锁定装置可以适于仅在致动器处于预定位置中时、例如在致动器处于第二位置中时接合，以将驱动系统保持在第二构型中，由此驱动小齿轮不能够与从动齿轮啮合。

驱动系统还可以包括偏置元件，该偏置元件联接至锁定保持装置以用于将锁定保持装置偏置至第二位置。偏置元件可以包括至少一个弹簧。该弹簧可以是围绕线性致动器缠绕的螺旋形的圈状弹簧。替代性地，弹簧可以设置在致动器的两侧。弹簧可以是拉簧，其中，致动器设置成在锁定保持装置处于第二位置中时处于收缩状态并且在锁定保持装置处于第一位置中时处于伸展状态。

锁定保持装置可以包括第一锁定指状件，并且在第一位置中，该锁定指状件提供止挡部以限制第一锁定连杆相对于第二锁定连杆绕枢转连接部的旋转。

锁定保持装置可以包括第二锁定指状件，并且在第二位置中，该锁定指状件提供止挡部以限制第一锁定连杆相对于第二锁定连杆绕枢转连接部的旋转。

根据本申请的一方面的驱动系统还可以包括用于使驱动系统在第一构型与第二构型之间移动的机构，其中，该机构是四连杆机构，该四连杆机构包括地面连杆、第一接地连杆、第二接地连杆和浮动连杆，其中，第一接地连杆通过第一转动接头连接至地面连杆，第二接地连杆通过第二转动接头联接至地面连杆，浮动连杆分别通过第三转动接头和第四转动接头联接至第一接地连杆和第二接地连杆，并且其中，锁定保持装置提供了四连杆机构的浮动连杆和第一接地连杆。

四连杆机构的第二转动接头可以与从动齿轮的旋转轴线以固定距离间隔开并且还与驱动小齿轮的旋转轴线以固定距离间隔开。

地面连杆可以包括用于固定至起落架的安装支架。替代性地，地面连杆可以是起落架结构的配件。在锁定保持装置致动器是线性致动器的情况下，该线性致动器可以联接在地面连杆与锁定保持装置之间。

驱动系统还可以包括在马达与驱动小齿轮之间的驱动路径。驱动路径可以包括输入轴和输出轴。驱动小齿轮可以安装在输出轴上。

驱动路径可以在输入轴与输出轴之间包括减速齿轮装置。

减速齿轮装置可以容置在壳体内，并且锁定保持装置可以枢转地连接至壳体。

输入轴可以与输出轴同轴。在该装置中，驱动路径可以包括行星减速齿轮装置。

输入轴可以具有与输出轴的旋转轴线间隔开的旋转轴线。输出轴能够操作成绕输入轴的旋转轴线枢转。在该布置中，输入轴可以与马达的旋转轴线即马达的转子轴线同轴。马达的旋转轴线可以相对于从动齿轮的旋转轴线固定。换句话说，马达可以接地地设置成使得马达的旋转轴线相对于地面连杆或支架固定地间隔。马达(即，马达壳体)可以固定至支架使得马达壳体相对于支架不旋转。替代性地，马达壳体可以设置成在驱动系统在第一构型与第二构型之间移动时相对于支架绕转子轴线旋转。

锁定保持装置可以适于在大致竖向平面中在第一位置与第二位置之间运动。优选地，第二位置位于第一位置下方。以这种方式，重力的效果(在飞行器位于地面上时)可以辅助驱动系统运动至驱动小齿轮和从动齿轮断开接合的第二构型。

驱动系统还可以包括用于将锁定保持装置固定在第二位置中的隔离装置。隔离装置可以是可移除锁定销，该可移除锁定销在被安装时防止锁定连杆的旋转。锁定连杆各自可以具有孔口，该孔口设置成使得孔口在锁定保持装置处于第二位置中时对准并能够接纳锁定销。在维修期间或者在驱动系统不是必需操作时的任何情形下，可以使用隔离装置。

驱动小齿轮和从动齿轮中的一者可以包括链轮，并且驱动小齿轮和从动齿轮中的另一者可以包括滚子齿轮(也称为“销齿轮”)。链轮设置成与滚子齿轮啮合。滚子齿轮可以被滚子链替代。驱动小齿轮和从动齿轮可以替代性地包括诸如直齿轮之类的带齿齿轮等。

从动齿轮适于安装至轮的轮毂。特别地，从动齿轮可以安装至轮毂的设置在轮毂外径处的轮辋。

附图说明

现在将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1示出了具有根据第一实施方式的驱动系统的飞行器起落架的后视图；

图2示出了图1的驱动系统的等距视图；

图3示出了图1的驱动系统的详细等距视图；

图4示出了图1的处于接合位置中的驱动系统的所选择的部件的侧视图；

图5示出了图1的处于断开接合位置中的驱动系统的所选择的部件的侧视图；

图6示出了根据第二实施方式的驱动系统的等距视图；

图7示出了用于驱动系统的处于断开接合位置中的锁定保持装置和线性致动器的示意图；

图8示出了用于驱动系统的处于接合位置中的锁定保持装置和线性致动器的示意图；

图9示出了根据第一示例的图7的锁定保持装置和线性致动器以及拉簧的示意图；

图10示出了根据第二示例的图7的锁定保持装置和线性致动器以及拉簧的示意图；以及

图11示出了驱动系统的锁定保持装置和旋转致动器的示意图。

具体实施方式

本发明的第一实施方式在图1至图5中示出。在示出的实施方式中，起落架具有两个轮，但是该实施方式的原理可以应用于具有四个或更多个轮的起落架。由于由主起落架支承的重量被认为提供了轮与地面之间的最好的牵引以能够进行可靠的飞行器地面滑行，因此该实施方式示出了主起落架(即，附接至机翼的区域中的机翼结构或机身结构的起落架)。然而，本发明的驱动系统可以替代性地应用于前起落架(即，朝向飞行器前部的可转向起落架)。示出的主起落架适用于单过道客机(约150人至200人)，但将领会的是，本发明可以广泛应用于各种飞行器类型和重量，包括民用飞行器、军用飞行器、直升机、客机(小于50人、100人至150人、150人至250人、250人至450人、大于450人)、货机、倾转旋翼飞行器等。

起落架10包括伸缩式减振主腿部12，该伸缩式减振主腿部12包括上伸缩式部件12a(主配件)和下伸缩式部件12b(滑动件)。上伸缩式部件12a通过其上端部(未示出)附接至飞行器机身或机翼(未示出)。下伸缩式部件12b支承承载一对轮16的轴14，在主腿部的两侧各有一个轮(为清楚起见，在图2中示出仅一个轮16)。轮16设置成绕轴14旋转以能够进行飞行器的诸如滑行或着陆之类的地面运动。

每个轮16均包括由轮毂18支承的轮胎17。每个轮毂18均具有用于保持轮胎的轮辋19。轮驱动系统50包括从动齿轮20，该从动齿轮20附接至轮毂18以能够随着轮16旋转。在示出的实施方式中，从动齿轮20包括链轮66，该链轮66是具有两个同轴的径向延伸链轮齿圈的轮型链轮。链轮至轮毂的结合部可以是刚性附接件或者替代性地可以包括柔性界面以允许链轮相对于轮毂的一定角度偏移，从而适应起落架结构的偏转。

驱动系统50还包括马达52，该马达52构造成经由变速箱70使驱动小齿轮60旋转。驱动小齿轮60是由刚性的环状圈35以及从环状圈35的两侧突出的一系列销(未示出)形成的滚子齿轮64。在环状圈35的一侧上设置有由销以可旋转的方式支承的第一系列滚子36a，并且在环状圈的另一侧上设置有由销以可旋转的方式支承的第二系列滚子36b。每一系列滚子36a、36b均围绕环状圈延伸以形成连续的轨道。第一侧向环状圈39a和第二侧向环状圈39b夹置第一系列滚子36a和第二系列滚子36b。支承第一系列滚子36a的销在环状圈35与第一侧向环状圈39a之间延伸，并且支承第二系列滚子36b的销在环状圈35与第二侧向环状圈39b之间延伸。因此，环状圈35形成用于支承从中央脊状部悬伸出的销的中央脊状部。

在第一实施方式中，变速箱70是在马达52与驱动小齿轮60之间提供驱动路径的行星减速箱。马达是对驱动路径的输入轴进行驱动的电动马达。驱动路径的输出轴与输入轴同轴并且还与马达的旋转轴线同轴。驱动小齿轮60安装在输出轴上。输出轴可以在驱动小齿轮60的安装位置处具有冠状花键或桶状花键以适应驱动小齿轮60的角自由度，从而应对起落架的偏转、特别是轴偏转。

变速箱70具有壳体84，马达52固定至该壳体84的一侧并且具有驱动小齿轮60的输出轴从该壳体的相反侧突出。壳体84的下部具有突出凸耳，该突出凸耳在55处枢转地连接至安装支架56。安装支架在滑动件12b的基部处固定地附接至轴14。在轴14下方延伸的安装支架56通过安装销58、59分别附接至轴14上的后安装点和前安装点。安装销58、59允许支架从起落架的快速拆卸。

在支架56(在安装销58处)与变速箱壳体84之间联接有锁定保持装置40。锁定保持装置40包括第一锁定连杆42和第二锁定连杆44。第一锁定连杆42具有在41处枢转地连接至变速箱壳体84的第一端部以及在43处枢转地连接至第二锁定连杆的第二端部。第二锁定连杆具有在43处枢转地连接至第一锁定连杆的第一端部以及在45处枢转地连接至支架56的第二端部，并且第二锁定连杆共享安装销58。

锁定保持装置40提供了用于使驱动系统在第一构型与第二构型之间移动的机构，其中，在第一构型中，驱动小齿轮60与从动齿轮20以啮合的方式接合，在第二构型中，驱动小齿轮60在实体上与从动齿轮20断开接合并且不能够与从动齿轮20啮合。该机构是四连杆机构，该四连杆机构以常规的方式包括地面连杆、第一接地连杆、第二接地连杆和浮动连杆，其中，第一接地连杆通过第一转动接头联接至地面连杆，第二接地连杆通过第二转动接头联接至地面连杆，浮动连杆分别通过第三转动接头和第四转动接头联接至第一接地连杆和第二接地连杆。

支架56提供了地面连杆；第二锁定连杆44提供了第一接地连杆；变速箱壳体84提供了第二接地连杆；并且第一锁定连杆42提供了浮动连杆。锁定保持装置40的铰接使变速箱壳体84相对于固定支架56绕固定支架56的枢转连接部55(第二转动接头)枢转。变速箱壳体84的这种枢转运动使驱动小齿轮60在驱动小齿轮60与从动齿轮20接合的构型和驱动小齿轮60与从动齿轮20断开接合的构型之间移动。

这种运动受致动器影响。在第一实施方式中，致动器是线性致动器46。线性致动器46在一个端部处枢转地连接至支架56并且在另一端部处枢转地连接至在锁定保持装置的第一锁定连杆与第二锁定连杆之间的枢转连接部43(第三转动接头)。锁定保持装置能够在第一位置、第二位置以及位于第一位置与第二位置之间的中间位置之间切换，在中间位置中，第一锁定连杆与第二锁定连杆被大致对准。

图4示出了处于第一位置中的锁定保持装置，其中，线性致动器46完全地伸展以使锁定保持装置的在枢转连接端部41与枢转连接端部45(分别为四杆的第四转动接头和第一转动接头)之间的有效长度缩短。这种缩短使驱动小齿轮60绕枢转连接部55(四杆的第二转动接头)沿弧线枢转并且移动成与从动齿轮20以啮合的方式接合——驱动系统50的第一构型。

图5示出了处于第二位置中的锁定保持装置，其中，线性致动器46完全收回以使锁定保持装置的在枢转连接端部41与枢转连接端部45(分别为四杆的第四转动接头和第一转动接头)之间的有效长度加长。这种加长使驱动小齿轮60绕枢转连接部55(四杆的第二转动接头)沿弧线枢转并且脱离与从动齿轮20的以啮合的方式的接合，从而与从动齿轮20在实体上分离——驱动系统50的第二构型。

在第二位置中，锁定保持装置的枢转连接端部41和45不与在第一锁定连杆42与第二锁定连杆44之间的枢转连接部43共线。替代性地，在第二位置中，锁定保持装置40处于偏心状态。如以上提到的，锁定保持装置能够在第一位置、第二位置以及枢转点41、43和45都位于一直线上的中间位置之间转换。因此，中间位置将对应于锁定保持装置40的最大有效长度，即，在最大有效长度下，枢转连接端部41和45间隔最远。第一锁定连杆与第二锁定连杆的外角(在点41至43与点43至45之间获取的角度)在第一构型中将远大于180度，而在第二构型中将略小于180度。

锁定保持装置40及其致动器46用作双重目的。首先，锁定保持装置40用以使驱动系统50在接合(第一)构型与断开接合(第二)构型之间移动。其次，锁定保持装置40用以将驱动系统50锁定在断开接合构型中。这是重要的，因为驱动系统的不受控接合将是非常不期望的。在着陆期间，飞行器起落架承受冲击负载和振动，这可能导致加速度达到70g。驱动系统50设计成确保：即使在这些情况下，甚至在诸如至线性致动器46的液压压力或电力的缺失之类的故障情况下，也不会存在不受控的接合。

由于锁定保持装置40在第二位置中的偏心状态，用以使锁定保持装置40的有效长度加长的负载将趋于使锁定保持装置的锁定连杆成直线。这不仅具有拉动驱动小齿轮60和从动齿轮20进一步地间隔开(从而确保了不会以啮合的方式接合)的效果，而且锁定保持装置的成直线位置或中间位置是锁定保持装置最能够抵抗施加以增大锁定保持装置的有效长度的拉伸负载的位置。

用以使锁定保持装置的有效长度缩短的相反负载将通过锁定保持装置起作用。如在图7中示意性地示出的，锁定保持装置40在枢轴43附近处具有锁定指状件47，该锁定指状件47提供了止挡部以限制第一锁定连杆相对于第二锁定连杆的旋转。在该示意图中，锁定指状件47设置在第一锁定连杆42上，并且在锁定保持装置40的第二位置中，锁定指状件47支承抵靠第二锁定连杆的表面。这防止第一锁定连杆相对于第二锁定连杆沿如图7中示出的顺时针方向的进一步旋转。当然，锁定指状件47可以替代性地设置在第二锁定连杆44上以支承抵靠第一锁定连杆。锁定指状件47延伸跨过枢轴43并在枢轴43上方延伸。

此外或者作为锁定指状件47的替代形式，致动器46可以具有端部止挡部使得：当致动器完全地收回时，致动器46抵抗用以使锁定保持装置在处于第二位置中时的有效长度缩短的负载。

如图8中所示，锁定保持装置可以在枢轴43附近处具有锁定指状件48，该锁定指状件48提供了止挡部以在锁定保持装置处于第一位置中时限制第一锁定连杆相对于第二锁定连杆的旋转，第一位置对应于驱动系统50的接合构型。在示意图中，锁定指状件48设置在第二锁定连杆44上，并且在锁定保持装置40的第一位置中，锁定指状件48支承抵靠第一锁定连杆的表面。这防止第一锁定连杆相对于第二锁定连杆沿如图8中示出的逆时针方向的进一步旋转。当然，锁定指状件48可以替代性地设置在第一锁定连杆42上以支承抵靠第二锁定连杆。锁定指状件48延伸跨过枢轴43并在枢轴43下方延伸。

此外或者作为锁定指状件48的替代形式，致动器46可以具有端部止挡部以限制致动器46的完全伸展。在锁定保持装置处于第一位置中时限制致动器的伸展和/或限制锁定保持装置的铰接确保了驱动小齿轮60与从动齿轮20之间的最小中心距离。这有助于避免在致动器故障——其可能导致使致动器46不受控地完全伸展的失控状态——的情况下驱动小齿轮60与从动齿轮20的啮合界面处的过度压缩负载。

如图7中所示，锁定指状件48在锁定保持装置处于第一位置中时是不起作用的，并且如图8中所示，锁定指状件47在锁定保持装置处于第二位置中时是不起作用的。措辞不起作用在此用来指不支承抵靠相对的锁定连杆的表面的未加载锁定指状件。

理想的是，线性致动器46是可反向驱动致动器，并且提供偏置元件以使锁定保持装置40偏置至对应于驱动系统50的断开接合构型的第二位置。在致动器或控制器故障的情况下，驱动系统因此是故障保护的并且将返回至断开接合位置。偏置元件能够采取各种形式。例如，如图9中所示，单个的螺旋形的螺旋拉簧49a可以围绕线性致动器46如线筒一样缠绕并且可以固定在致动器的每个端部处。在锁定保持装置从第二位置至第一位置的运动期间，致动器46抵靠拉簧49a起作用，并且在锁定保持装置从第一位置至第二位置的正常运动期间，致动器受拉簧49a辅助。如果致动器46在除第二位置以外的任何位置中发生故障，则致动器将恢复至可反驱动状态并且通过拉簧49a被驱动至第二位置。另外，锁定保持装置40设置成在大致竖向平面中移动，由此第二位置位于第一位置下方使得重力将用以使锁定保持装置返回至第二位置。

绕致动器46缠绕的拉簧49a提供了紧凑的包装构型，并且弹簧可以具有相对较大的直径。然而，在仅一个致动器的情况下，仅一个螺旋形圈状弹簧能够容易地围绕致动器缠绕。如果需要额外的偏置力来确保驱动系统50的故障保护操作，则可以设置多个螺旋形螺旋拉簧，例如致动器的两侧各设置一个弹簧。图10示出了联接在支架56与锁定保持装置40之间的一个拉簧49b，并且另一拉簧49b设置在示出的拉簧49b的后面。可以设置任意数目的偏置元件。

尽管在示出的实施方式中，锁定保持装置的第一位置位于第二位置上方使得偏置元件趋于使致动器收缩，但将领会的是，在替代性的实施方式中，锁定保持装置可以倒置成使得第一位置位于第二位置下方，并且将需要偏置元件使致动器延伸至故障保护状态。此时，偏置元件可以是压缩弹簧等。

图11示意性地示出了替代性实施方式，在该替代性实施方式中，锁定保持装置40具有旋转致动器46a而不是线性致动器46。旋转致动器设置在锁定保持装置的枢转连接端部41处以用于使第二锁定连杆相对于支架56旋转。旋转致动器可以替代性地设置在锁定保持装置的枢轴43或45处。锁定保持装置40和驱动系统50的操作与具有线性致动器的上述实施方式相同。一个或多个螺旋形的螺旋拉簧49b可以联接在锁定保持装置与支架56之间以用于使锁定保持装置偏置至第二位置。此外或替代性地，可以使用诸如上述的偏置元件之类的替代性偏置元件。

不管是设置线性锁定保持装置致动器还是旋转锁定保持装置致动器，致动器都可以包括故障保护锁定装置以用于在锁定保持装置处于对应于驱动系统50的断开接合构型的第二位置中时锁定致动器。锁定装置的接合防止致动器的运动并且因此防止驱动系统从断开接合构型移动，从而确保驱动系统不会无意地接合。致动器可以是液压致动器或电动液压致动器，在这种情况下，锁定装置可以是液压锁定件。替代性地，致动器可以是具有机械锁定件的机电致动器。致动器的选择可以受用于对起落架轮进行制动的制动组件影响，例如，液压制动系统可以优选用于轮驱动系统50的液压/电动液压致动器。伺服阀或马达泵在可能的情况下可以位于制动系统液压阻挡件附近。

不管所使用的致动器的类型，驱动系统都可以包括负载控制方法以在驱动小齿轮60和从动齿轮20在驱动系统50的第一构型中以啮合的方式接合时对驱动小齿轮60与从动齿轮20之间的负载进行控制。致动器可以利用马达扭矩(电流)命令进行力控制以适应驱动小齿轮60与从动小齿轮20之间的最终传输的偏转/变形。可以使用接合界面处的力反馈/压力反馈来以闭环的方式控制致动器位置。可以不需要力反馈并且致动器可以以开环的方式控制，从而限制传感器的需要并改善系统可靠性。负载可以设定为马达扭矩加保险系数的函数以确保牢固的以啮合的方式的接合并限制磨损。可能需要致动器定位传感器来确认致动器是接合还是断开接合。可以在接合期间通过致动器的控制回路使用嵌置在致动器内的诸如旋转可变差动变压器之类的旋转位置传感器或者诸如线性可变差动变压器之类的线性位置传感器。由于轮胎加载(所谓的轮“成椭圆形”)所造成的轮变形通过致动器负载控制方法来适应。

在接合期间，从动齿轮20和驱动小齿轮60的惯性(速度)将利用可变马达速度反馈(用于小齿轮速度)来匹配，并且可以使用飞行器转速计(未示出)或诸如利用链轮齿作为目标的感应传感器之类的独立的从动齿轮速度传感器。

图6示出了驱动系统50a的第二实施方式，该驱动系统50a在许多方面类似于上述的第一实施方式。下面将对第一实施方式与第二实施方式之间的仅不同之处进行描述。然而，在第一实施方式中，马达52联接至行星变速箱70，在第二实施方式中，马达52联接至两级平行轴变速箱70a。

驱动系统50a由支架56a支承，该支架56a刚性地连接至起落架的轴14。支架56a包括两个凸耳，所述两个凸耳包括半月形夹持部以允许支架56a至轴14的快速附接及拆卸。马达52例如通过螺栓连接固定地连接至支架56a。变速箱70a在支架56a的设置在变速箱70a的两侧的每个臂上的枢转凸耳处枢转地连接至支架56a。

变速箱70a包括两级平行轴减速齿轮传动装置。该传动装置包括第一配合直齿轮、第二配合直齿轮、第三配合直齿轮和第四配合直齿轮。第一齿轮固定至输入轴使得第一齿轮与输入轴一起绕第一轴线旋转。第一齿轮与第二齿轮以永久啮合的方式接合，第二齿轮能够绕与第一轴线间隔开且与第一轴线平行的第二轴线旋转。第三齿轮与第二齿轮同轴地安装以用于绕第二轴线旋转。第三齿轮与第四齿轮以永久啮合的方式接合，第四齿轮固定至输出轴使得第四齿轮与输出轴一起旋转。输出轴能够绕与第一轴线和第二轴线间隔开且与第一轴线和第二轴线平行的第三轴线旋转。驱动小齿轮60(形成为与第一实施方式相同的链轮)固定至输出轴，使得驱动小齿轮60与输出轴一起旋转。第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮在输入轴与驱动小齿轮之间提供了驱动路径。第一齿轮和第二齿轮提供了驱动路径的第一减速齿轮装置，并且第三齿轮和第四齿轮提供了驱动路径的第二级减速齿轮装置。

两级平行轴变速箱70a封装在由接合在一起的两个部件形成的壳体84a内。输入轴通过衬套安装成用于相对于壳体84a旋转。具有固定至中间轴的第二齿轮和第三齿轮的中间轴通过衬套安装成用于相对于壳体84a旋转，并且输出轴通过衬套安装成用于相对于壳体84a旋转。

从壳体84a的两侧向外突出有具有衬套的凸起部，衬套配装在支架56a的枢转凸耳内以使壳体84a相对于支架旋转。壳体84a与支架56a之间的枢转连接部的旋转轴线与输入轴的旋转轴线同轴。输入轴是马达52的输出轴，或者替代性地，输入轴可以直接地联接至马达52的输出轴。以这种方式，将马达52固定至支架56a的同时允许变速箱70a相对于支架旋转变得可能。

第二实施方式的锁定保持装置40和锁定保持装置致动器46与第一实施方式的锁定保持装置和锁定保持装置致动器相同。锁定保持装置40联接在变速箱70a的壳体84a与支架56a之间，并且致动器46联接在支架56与在锁定保持装置的锁定连杆42、44之间的枢转连接部之间。锁定保持装置/致动器可以具有诸如参照图7至图11的第一实施方式的上述锁定指状件和/或偏置元件之类的一个或多个锁定指状件和/或偏置元件。

因此，致动器46的线性运动转换成变速箱70a和驱动小齿轮60绕壳体84a与支架56a之间的枢转连接部的旋转运动。因此，驱动系统50能够在第一位置与第二位置之间旋转，其中，第一位置对应于驱动小齿轮60接合从动齿轮20的第一构型，第二位置对应于驱动小齿轮60与从动齿轮20断开接合的第二构型。

与马达相对于变速箱固定以与变速箱一起在接合位置与断开接合位置之间移动的驱动系统相比，通过将马达52固定至支架56a并利用线性致动器46使变速箱70a相对于支架枢转，有利地减小了致动器(定位器)上的负载。另外，当处于断开接合位置中时，与第一实施方式相比，作用在限制变速箱行进的锁定保持装置和/或锁定保持装置致动器上的负载被减小。此外，用于将变速箱偏置到断开接合位置中的诸如弹簧之类的偏置元件上的负载将小于用于第一实施方式的将变速箱和马达偏置到断开接合位置中的类似偏置元件上的负载。因此，第二实施方式有利地减小了驱动系统的需要在接合位置与断开接合位置之间旋转的质量，并且本发明提供了在构造致动器(例如，支承件和旋转轴线的位置)方面的额外自由度，从而更容易对支承件负载、致动器负载和从动齿轮负载进行最优化。

尽管在上述的第二实施方式中，变速箱的输入轴与输出轴之间的驱动路径包括两级平行轴齿轮装置，但将领会的是，可以替代性地使用其他扭矩传输装置。例如，级的数目可以是包括仅单级的任意数目，并且扭转传输可以是经由带/缆索或链而不是齿轮进行。还将领会的是，驱动路径的级不一定安装在平行轴上，并且可以替代性地使用斜交轴扭矩传输装置。

另外，尽管在示出的第二实施方式中，马达固定至支架，但马达能够替代性地安装成相对于支架旋转以与变速箱70a一起绕壳体84a与支架56a之间的枢转连接部旋转。在这种情况下，由于马达的旋转轴线与壳体84a与支架56a之间的枢转连接部同轴，因此与第一实施方式的驱动系统相比，致动器(定位器)上的负载将仍被减小。

第一实施方式和第二实施方式的驱动系统适于地面滑行操作、例如适于沿向前或倒行的方向驱动飞行器。马达52可以是电动发电机，该电动发电机能够操作为用于通过施加驱动扭矩以使起落架轮旋转而将电能转化为动能的电动机、或者操作为用于通过向起落架轮施加制动扭矩而将飞行器的动能转化为电能的发电机。通过发电机产生的电能例如通过充电电池提供再生性制动而消耗或者可以耗散为热。马达还可以用于提供用于起落架轮的机动化制动。尽管小齿轮和齿轮在上文被称为“驱动小齿轮”和“从动齿轮”，但小齿轮在电动发动机用作发电机时将实际上由驱动齿轮驱动。

将领会的是，此外或替代性地，马达可以用于在着陆之前使轮开始自旋。在一些情形下，由于与地面滑行相比，轮开始自旋需要较高的旋转速度，因此可能需要提供用于轮开始自旋功能的替代性的驱动路径和/或第二马达。例如，轮16在地面滑行期间可以以约175rpm的速度(相当于20节)旋转，而轮16在降落在陆地上之前可以以约1400的速度(相当于160节地面速度)旋转。

形成为具有两个同轴滚子圈的滚子齿轮64的驱动小齿轮60以及形成为具有用于与相应的滚子圈接合的两个同轴链轮齿排的链轮66的从动齿轮20可以被具有单个滚子圈的滚子齿轮以及具有单个链轮的小齿轮、或者具有例如三个或四个的任意多个滚子排的滚子齿轮以及具有例如三个或四个的任意多个链轮齿排的链轮替代。另外，从动齿轮可以形成为用于与链轮啮合的滚子链齿轮。滚子链齿轮(未示出)可以形成为围绕安装至起落架轮的延伸圈的外周固定的滚子链，使得滚子链形成围绕延伸圈的连续轨道。从动齿轮还可以包括多个多同轴链，所述多个多同轴链能够通过由多个同轴链轮形成的小齿轮接合。

在上述的每一种装置中，当驱动小齿轮包括链轮且从动齿轮(齿轮)包括滚子齿轮/滚子链时以及当从动齿轮(齿轮)包括链轮且驱动小齿轮包括滚子齿轮/滚子链时，可以应用经由链轮与滚子齿轮/滚子链之间的啮合实现驱动的原理。替代性地，驱动小齿轮可以形成为直齿轮或其他类型的带齿齿轮，并且从动齿轮可以形成为环状齿轮或其他类型的带齿齿轮(未示出)。

尽管附图仅示出了用于驱动轮16中的一个轮的驱动系统50的实施方式的特征，但是意在这些特性可以以镜面对称的方式应用于另一个轮16。也就是说，意在每个轮16可设置有一个驱动系统50。就具有四个或更多个轮16的起落架10而言，驱动系统50可以设置用于轮16中的每个轮或者设置用于轮16中的仅两个轮。在轮16中的仅两个轮设置有驱动系统50的实施方式中，可能有必要提供另外的马达(未示出)来实现未被驱动的轮的预着陆自旋以及通过所述两个驱动系统50实现地面滑行。在其他的实施方式中，可以具有在两个驱动系统50之间共享的一个马达52。也就是说，马达52可以设置成使每个驱动系统的输入轴旋转。

尽管附图仅示出了驱动系统50的变速箱和马达由刚性地连接至起落架的下伸缩部件12b(滑动件)/轴14的支架支承的实施方式的特征，但驱动系统50可以替代性地安装在上伸缩部件12a(主配件)。支架可以包括孔口，该孔口提供进入滑动件的基部处的起重点的入口。替代性地，驱动系统50可以安装在起落架结构的“一体(grow-out)”装配部上而不是安装在独立的支架部件上。

尽管已经在上文中参照一个或多个优选实施方式对本发明进行了描述，但应当领会的是，在不背离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可做出各种变型或改型。

Claims (28)

1.一种用于使飞行器的起落架的轮旋转的驱动系统，所述驱动系统包括马达和从动齿轮，其中，所述马达能够操作成使驱动小齿轮旋转，所述从动齿轮适于安装至所述轮，其中，所述驱动系统具有第一构型和第二构型，其中，在所述第一构型中，所述驱动小齿轮能够与所述从动齿轮啮合以允许所述马达驱动所述从动齿轮，在所述第二构型中，所述驱动小齿轮不能够与所述从动齿轮啮合，所述驱动系统还包括锁定保持装置，所述锁定保持装置包括第一锁定连杆和枢转地连接至所述第一锁定连杆的第二锁定连杆，所述锁定保持装置能够在第一位置、第二位置以及位于所述第一位置与所述第二位置之间的中间位置之间转换，在所述中间位置中，所述第一锁定连杆和所述第二锁定连杆大致对准，其中，所述锁定保持装置在所述驱动系统处于所述第一构型时处于所述第一位置，并且所述锁定保持装置在所述驱动系统处于所述第二构型时处于所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其中，所述锁定保持装置具有第一端部和第二端部，所述第一端部具有枢转连接部，所述第一端部的所述枢转连接部的枢转轴线与所述从动齿轮的旋转轴线间隔开固定距离，并且所述第二端部具有枢转连接部，所述第二端部的所述枢转连接部的枢转轴线与所述驱动小齿轮的旋转轴线间隔开固定距离。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的驱动系统，还包括致动器，所述致动器联接至所述锁定保持装置以用于使所述锁定保持装置在所述第一位置与所述第二位置之间移动。

4.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述致动器是线性致动器。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其中，所述线性致动器具有第一端部和第二端部，所述第一端部枢转地连接至位于所述第一锁定连杆与所述第二锁定连杆之间的枢转连接部。

6.根据权利要求3所述的驱动系统，其中，所述致动器是旋转致动器。

7.根据权利要求3至6中的任一项所述的驱动系统，其中，所述致动器是可反向驱动致动器。

8.根据权利要求3至6中的任一项所述的驱动系统，其中，所述致动器包括故障保护锁定装置。

9.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，还包括偏置元件，所述偏置元件联接至所述锁定保持装置以用于将所述锁定保持装置偏置至所述第二位置。

10.根据权利要求9所述的驱动系统，其中，所述偏置元件包括至少一个弹簧。

11.根据权利要求4和10所述的驱动系统，其中，所述弹簧是围绕所述线性致动器缠绕的螺旋形的圈状弹簧。

12.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述锁定保持装置包括第一锁定指状件，并且在所述第一位置中，所述锁定指状件提供止挡部以限制所述第一锁定连杆相对于所述第二锁定连杆绕所述枢转连接部旋转。

13.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述锁定保持装置包括第二锁定指状件，并且在所述第二位置中，所述锁定指状件提供止挡部以限制所述第一锁定连杆相对于所述第二锁定连杆绕所述枢转连接部旋转。

14.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，还包括用于使所述驱动系统在所述第一构型与所述第二构型之间移动的机构，其中，所述机构是四连杆机构，所述四连杆机构包括地面连杆、第一接地连杆、第二接地连杆和浮动连杆，其中，所述第一接地连杆通过第一转动接头联接至所述地面连杆，所述第二接地连杆通过第二转动接头联接至所述地面连杆，所述浮动连杆分别通过第三转动接头和第四转动接头联接至所述第一接地连杆和所述第二接地连杆，并且其中，所述锁定保持装置提供所述四连杆机构的所述浮动连杆和所述第一接地连杆。

15.根据权利要求14所述的驱动系统，其中，所述四连杆机构的所述第二转动接头与所述从动齿轮的旋转轴线间隔开固定距离并且所述第二转动接头还与所述驱动小齿轮的旋转轴线间隔开固定距离。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的驱动系统，其中，所述地面连杆包括用于固定至所述起落架的安装支架。

17.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，还包括在所述马达与所述驱动小齿轮之间的驱动路径，所述驱动路径包括输入轴和输出轴，并且其中，所述驱动小齿轮安装在所述输出轴上。

18.根据权利要求17所述的驱动系统，其中，所述驱动路径在所述输入轴与所述输出轴之间包括减速齿轮装置。

19.根据权利要求18所述的驱动系统，其中，所述减速齿轮装置容置在壳体内，并且所述锁定保持装置枢转地连接至所述壳体。

20.根据权利要求17至19中的任一项所述的驱动系统，其中，所述输入轴与所述输出轴同轴。

21.根据权利要求17至19中的任一项所述的驱动系统，其中，所述输入轴具有与所述输出轴的旋转轴线间隔开的旋转轴线，并且其中，所述输出轴能够操作成绕所述输入轴的所述旋转轴线枢转。

22.根据权利要求20或权利要求21所述的驱动系统，其中，所述输入轴与所述马达的旋转轴线同轴。

23.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述锁定保持装置适于在大致竖向平面中在所述第一位置与所述第二位置之间运动。

24.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，还包括用于将所述锁定保持装置固定在所述第二位置中的隔离装置。

25.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述驱动小齿轮和所述从动齿轮中的一者包括链轮，并且所述驱动小齿轮和所述从动齿轮中的另一者包括滚子齿轮。

26.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述从动齿轮适于安装至所述轮的轮毂外轮辋。

27.根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述马达是电动机/发电机，所述电动机/所述发电机在操作为发电机时构造成向所述轮施加制动扭矩。

28.一种飞行器的起落架，所述飞行器的起落架具有轮和根据任一前述权利要求所述的驱动系统，其中，所述从动齿轮安装至所述轮。