CN110015411A - 飞行器起落架的驱动系统及其与旋转轮接合的方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及使驱动系统与飞行器起落架的旋转轮接合的方法。马达对小齿轮施加扭矩使小齿轮旋转并且从空档位置移动至其在初始接触时刻接触从动齿轮的接触位置，从动齿轮安装至飞行器起落架的旋转轮。在初始接触时刻之后，小齿轮进一步移动至其与从动齿轮啮合的啮合位置。随着小齿轮移动至接触位置进而移动至啮合位置，小齿轮与从动齿轮之间的中心到中心的距离减小。从动齿轮在小齿轮从接触位置移动至啮合位置时的一系列碰撞中接触小齿轮，每次碰撞均引起马达的电动势或角速度的尖峰。对尖峰中的一个尖峰进行检测并且马达响应于对尖峰中的一个尖峰的检测而操作成改变施加至小齿轮的扭矩。本申请还涉及一种使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统。

Description

飞行器起落架的驱动系统及其与旋转轮接合的方法

本发明是申请日为2015年3月31日、申请号为201580017655.2(PCT/GB2015/050981)、发明名称为“用于飞行器起落架的驱动系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使驱动系统与飞行器起落架的旋转轮接合的方法。本发明还涉及用于使飞行器起落架的一个或更多个轮旋转以便进行地面滑行(向前或倒行)和/或进行着陆之前的轮自旋加速以及/或者用于对旋转轮施加制动扭矩的驱动系统。

背景技术

飞行器需要在机场上的各地点之间进行地面滑行。一个示例是在跑道与飞行器的乘客上飞行器或下飞行器的位置(例如，航站楼登机口)之间的滑行。通常，这样的滑行通过使用来自飞行器发动机的推力推动飞行器向前使得起落架轮发生旋转而实现。由于地面滑行速度必须相对较低，因此，发动机必须以极低的功率运行。这意味着：由于这种低功率下的推进效率较差，因此存在相对高的燃料消耗。这导致在机场附近局部大气污染和噪声污染等级的增加。此外，即使当发动机以低功率运转时，通常仍需要应用轮制动器来限制地面滑行速度，从而导致高度的制动器磨损。

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，或在经由主发动机推力的地面滑行是不可行的其他情况下，使用牵引车操纵飞行器四处移动。这种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对飞行器起落架的轮提供动力。还需要使用这种驱动系统在着陆之前使轮进行预自旋，使得轮在着地时已经以其初始着陆速度或接近其初始着陆速度自旋。这种预着陆自旋加快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递至起落架的载荷。

在WO2014/023939中描述了使驱动系统与飞行器起落架的轮接合的已知方法。致动器布置成使驱动系统在链轮接合滚柱链的位置与链轮不能接合滚柱链的位置之间旋转。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种使驱动系统与飞行器起落架的旋转轮接合的方法，该方法包括：操作马达以对小齿轮施加扭矩使得小齿轮旋转；使小齿轮从空档位置移动至小齿轮在初始接触时刻接触旋转从动齿轮的接触位置，旋转从动齿轮安装至飞行器起落架的旋转轮；然后在初始接触时刻之后，使小齿轮进一步移动至小齿轮与从动齿轮啮合的啮合位置，其中，随着小齿轮移动至接触位置进而移动至啮合位置，小齿轮与从动齿轮之间的中心到中心的距离减小，从动齿轮在小齿轮从接触位置移动至啮合位置时的一系列碰撞中接触小齿轮，每次碰撞均引起马达的电动势或角速度的尖峰，并且该方法还包括检测尖峰中的一个或更多个尖峰并且响应于对尖峰中的一个或更多个尖峰的检测而将马达操作成改变施加至小齿轮的扭矩。

本发明的第二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：小齿轮；适于安装至飞行器起落架的轮的从动齿轮；布置成对小齿轮施加扭矩使得小齿轮旋转的马达；致动器，该致动器布置成使小齿轮从空档位置移动至小齿轮在初始接触时刻接触从动齿轮的接触位置，然后在初始接触时刻之后使小齿轮进一步移动至小齿轮与从动齿轮啮合的啮合位置，其中，随着小齿轮移动至接触位置进而移动至啮合位置，小齿轮与从动齿轮之间的中心到中心的距离减小，并且从动齿轮在小齿轮从接触位置移动至啮合位置时的一系列碰撞中接触小齿轮，每次碰撞均引起马达的电动势或角速度的尖峰，并且其中，驱动系统还包括：布置成检测尖峰的传感器；以及控制器，该控制器配置成响应于传感器对尖峰中的一个或更多个尖峰的检测而将马达操作成改变施加至小齿轮的扭矩。

从属权利要求中陈述了优选地但非必要的特征。

在一些实施方式中，小齿轮或从动齿轮可以包括滚柱齿轮，该滚柱齿轮包括分别与从动齿轮或小齿轮的齿啮合的一系列滚柱。滚柱齿轮的优点在于相比于齿啮合齿轮布置对轮变形以及小齿轮与从动齿轮之间的未对准的容受度更大。这一系列滚柱中的每个滚柱可以绕销旋转，销可选地由环形支承构件支承，或位于两个环形支承构件之间。在其他实施方式中，这一系列滚柱可以通过围绕支承构件的外周延伸并且固定至支承构件的滚柱链(也称为附接链或附接滚柱链)提供。这种布置的实施比上面讨论的滚柱齿轮布置的实施更经济。

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示出了根据第一实施方式的驱动系统的立体图；

图2示出了图1的驱动系统的另一立体图；

图3示出了根据第二实施方式的驱动系统的选定部件的立体图；

图4示出了根据第三实施方式的驱动系统的立体图；

图5示出了图4的驱动系统，其中，小齿轮处于啮合位置；

图6A示出了具有0c角度偏离的处于空档非接合位置的小齿轮和从动齿轮的一部分；

图6B示出了具有0.08c角度偏离的处于空档非接合位置的小齿轮和从动齿轮的一部分；

图7A是驱动系统的各元件的框图；

图7B示出了PI控制器；

图8是示出了2.5s之后关于各种同步率和角度偏移的中心到中心距离的曲线图；

图9是针对低接合力和高接合力的将中心到中心距离与小齿轮角速度相比的一对曲线图；以及

图10示出了控制方法。

具体实施方式

示出了应用于具有两个轮的飞行器起落架的示例性实施方式，但实施方式的原理可以应用于具有任何数量的轮——包括仅单个轮——的起落架。这些实施方式应用于主起落架(即，附接至机翼结构或机翼的区域中的机身机构的起落架)，这是因为主起落架支承的重量被认为是提供了轮与地面之间的最佳牵引以实现可靠的飞行器地面滑行。然而，本发明的驱动系统可以替代性地应用于前起落架(即，朝向飞行器的机头的可转向的起落架)。所示的主起落架可应用于单走道客机(大约150-200座(pax))，然而应当理解的是，本发明可广泛应用于各种类型和重量的飞行器，包括民用飞行器、军用飞行器、直升飞机、客机(<50座、100-150座、150-250座、250-450座、>450座)、运输机、斜旋翼飞行器等。

起落架10包括伸缩式减震主支腿12，该伸缩式减震主支腿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的轮轴14，在主支腿的每一侧上各有一个轮(为清楚起见，在图1和图2中仅示出一个轮16)。轮16布置成绕轮轴14旋转以实现飞行器的诸如滑行或着陆的地面运动。

每个轮16包括由轮毂18支承的轮胎17，轮毂18具有在其外边缘处的保持轮胎17的轮辋18a。从动齿轮20附接至轮毂18(优选地附接在轮辋18a处)以能够与轮16一起旋转。从动齿轮20可以通过可以提供刚性或柔性附接的多个独立的联接器附接至轮16。替代性地，附接可以经由形成从轮16或从动齿轮20沿轴向突出的连续延伸轮辋的凸缘来进行。

驱动系统50包括马达52，马达52经由齿轮箱70将扭矩传递至驱动轴54。驱动系统50由刚性地连接至起落架的轮轴14的支架56支承。支架56包括两个凸耳，这两个凸耳具有半月形夹以允许支架56与轮轴14的快速附接和分离。马达52固定地连接——例如，通过螺栓连接——至支架56。齿轮箱70枢转地连接至支架56。

驱动小齿轮60安装在驱动轴54上从而能够通过驱动轴绕驱动轴线旋转。驱动小齿轮60、驱动轴54和齿轮箱70能够通过线性致动器(定位器)58——比如直接驱动滚柱螺杆机电线性致动器——枢转，线性致动器58在支架56(在最靠近轮轴15的一端)与齿轮箱70、或更具体地齿轮箱的壳体84之间延伸。因此，致动器58的线性运动转变成齿轮箱70和链轮60绕枢轴的旋转运动。因此，驱动系统50可以处于驱动小齿轮60不与从动齿轮20啮合的空档构型(未示出)与驱动小齿轮60与从动齿轮20啮合接合的从动构型(图1和图2中所示)之间。在空档构型中，轮16能够例如在起飞和着陆期间自由旋转，而在从动构型中，轮16可以例如在地面滑行期间由驱动系统50驱动。

在图1和图2的实施方式中，从动齿轮20包括滚柱齿轮24并且驱动小齿轮60包括链轮。

滚柱齿轮通过刚性的环圈(annular ring)35和从环圈35的两侧突出的一系列销形成。由销以可旋转的方式支承的第一系列滚柱36A设置在环圈35的一侧上，并且由销以可旋转的方式支承的第二系列滚柱36B设置在环圈的另一侧上。每个系列的滚柱36A、36B绕环圈延伸以形成连续轨道。第一侧向环圈39A和第二侧向环圈39B将第一系列滚柱36A和第二系列滚柱36B夹在中间。支承第一系列滚柱36A的销在环圈35与第一侧向环圈39A之间延伸，并且支承第二系列滚柱36B的销在环圈35与第二侧向环圈39B之间延伸。因此，环圈35形成中心脊，中央脊用于支承自中央脊悬伸的销。环圈35包括多个轴向延伸连接伸出突部(未示出)，所述多个轴向延伸连接伸出突部提供了将滚柱齿轮安装至轮毂18的安装装置。替代性地，突部可以替代环圈35。

驱动小齿轮60包括具有两个同轴的径向延伸链轮齿圈的链轮，径向延伸链轮齿能够与滚柱齿轮的滚柱36互锁。即，每个链轮齿圈布置成与从动齿轮20的滚柱圈中的一个圈啮合。

图3示出了替代性的并且优选的实施方式，其中，从动齿轮包括链轮来替代滚柱齿轮，并且驱动小齿轮包括滚柱齿轮来替代链轮。因此，驱动小齿轮包括具有两个同轴的滚柱圈的滚柱齿轮64，并且从动齿轮20替换为具有两个同轴的链轮齿圈的链轮66。在所有其他方面中，驱动系统与上面参照图1和图2描述的驱动系统相同，并且下面描述的驱动系统的特征同样地适用于两个实施方式。滚柱齿轮64可以类似于滚柱齿轮34构造，然而，滚柱齿轮64当然具有更小的直径并且因此具有较少的滚柱。

链轮-滚柱齿轮布置的优点在于相比于齿啮合齿轮布置对轮和轮轴变形的容受度更大。起落架轮和轮轴在地面滑行期间承受高载荷和随之产生的变形，并且固定至轮的从动齿轮将不可避免地响应于这种变形而变形。齿啮合齿轮不能容受这种变形，并且通常的轮辋带齿齿轮可能需要经由轴承、柔性界面或类似物而与轮隔离。相比之下，本发明的链轮和滚柱布置可以在没有这样修改的情况下能够容受变形。

这种布置还具有轻质且结构强度高的优点。滚柱的主要失效模式是经由销的剪切失效；通过在没有中间的衬套、套筒或其他部件的情况下将每个滚柱直接安装在其相应的销上，销的直径可以最大化以使剪切强度最大化。

在另一变型(未示出)中，驱动小齿轮可以替代性地包括单个滚柱圈，此单个滚柱圈用于与形成为具有单排链轮齿的链轮(未示出)的从动齿轮接合。滚柱齿轮可以采用多种形式，包括图3中的典型的滚柱齿轮、或滚柱链齿轮。

图4示出了结合有图3中所示的这种链轮-滚柱齿轮驱动系统的起落架100。从动轮辋齿轮101安装至轮102。滚柱齿轮小齿轮103通过马达104经由行星齿轮箱105驱动。致动器(未示出)可以使小齿轮103、齿轮箱105和马达104从图4中所示的空档位置移动至图5中所示的啮合位置。锁定杆106将小齿轮锁定在图5的啮合位置中。

现在将参照图6至图10描述使图4的驱动系统与旋转轮接合的方法。下面描述的方法能够同样适用于图1至图3的驱动系统。

图7A是示出驱动系统的主要元件的示意图。马达104具有转子40，转子40经由齿轮箱105驱动小齿轮103。驱动系统包括配置成根据图10的过程进行操作的控制器41。

当在步骤400中收到接合请求42(例如来自飞行器的飞行员)时，通过传感器43进行测量以确定从动齿轮的当前角速度。然后在步骤401处命令马达向小齿轮施加扭矩使得小齿轮开始旋转。施加的扭矩通过图7B中所示的比例积分(PI)扭矩控制回路410控制，使得小齿轮在自旋加速阶段加速至期望的角速度。期望的角速度通过从控制器41至控制回路的速度要求输入45进行控制。速度要求输入45通过控制器41根据传感器43测得的从动齿轮的当前角速度、小齿轮与从动齿轮之间的已知传动比以及存储在存储器44中的预定同步率而确定。

当在步骤402中小齿轮在自旋加速阶段结束时已经到达期望角速度时，然后在步骤403中控制器41暂停滚柱齿轮扭矩控制回路410并且产生接合命令46，接合命令46使线性致动器58开始接合阶段，在接合阶段期间小齿轮移动成与从动齿轮接合。在接合阶段的第一部分中，小齿轮从图6A的空档位置移动至小齿轮在初始接触时刻接触旋转从动齿轮的接触位置。此初始接触时刻是小齿轮在接合阶段期间与从动齿轮最早接触的时刻。在此初始接触时刻之后，在接合阶段的第二部分中，致动器58试图进一步推动小齿轮超出接触位置而到达小齿轮与从动齿轮完全啮合的啮合位置，其中，滚柱朝向从动齿轮的齿之间的槽的基部定位。小齿轮的旋转轴线与从动齿轮的旋转轴线之间的中心到中心的距离随着小齿轮移动至接触位置进而移动至啮合位置而减小。换句话说，小齿轮的运动并不与其旋转轴线平行而是相对其旋转轴线在径向方向上(或至少主要在径向方向上)。

从动齿轮具有N_齿轮个齿，并且小齿轮具有N_小齿轮个滚柱，滚柱在小齿轮处于啮合位置时与从动齿轮的齿啮合。N_齿轮大于N_小齿轮。通常，N_齿轮为40而N_小齿轮为11，得出传动比为40/11＝3.64。该传动比与预定同步率一起存储在存储器44中。

小齿轮和从动齿轮在小齿轮在初始接触时刻接触从动齿轮时分别以角速度ω_小齿轮和ω_齿轮旋转。同步率参数R＝[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]确定了在此初始接触时刻小齿轮的滚柱和从动齿轮的齿的相对速度。如果同步率R为1，则小齿轮的节圆上的点(即，滚柱中的一个滚柱的中心)以与从动齿轮的节圆上的点(齿中的一个齿的约半程的位置)相同的速度行进。

初始接触时刻的同步率必须选择成在没有来自致动器58的较大致动力的情况下实现齿轮的啮合。图8是图示了改变同步率的结果的曲线图。图8中的X轴表示存储在存储器中的预定同步率，而Y轴表示小齿轮与从动齿轮之间的中心到中心的距离。图8来自于对小齿轮接合时的行为进行建模的计算机模型。该计算机模型假设：从动齿轮以ω_齿轮旋转，小齿轮通过致动器以给定力在径向上朝向从动齿轮驱动，并且小齿轮基于给定的预定同步率以特定角速度自旋。图8中的每个数据点表示针对计算机模型开始运行时齿轮的给定同步率和给定相对角位置在接合命令之后2.5秒的中心到中心的距离。因此，例如，数据点120与计算机模型的以约0的同步率在图6A中所示的“0c”相对角位置(其中，小齿轮的滚柱与从动齿轮的齿之间的槽对准)处开始的运行相关联。在这种情况下，小齿轮和从动齿轮并未完全啮合，从而导致2.5s之后中心到中心的距离为大约347mm。在另一方面，数据点121与计算机模型的以约0.92的同步率在图6B中所示的“0.08c”相对角位置(其中，小齿轮的滚柱与从动齿轮的齿对准)处开始的运行相关联。此外，小齿轮和从动齿轮并未完全啮合，从而导致2.5s之后中心到中心的距离为大约347mm。在另一方面，数据点122示出了基于0.95的同步率的成功啮合操作。在这种情况下，中心到中心的比率为大约336mm，表明小齿轮和从动齿轮已经完全啮合。

在另一方面，数据点123示出了基于0.8的低同步率的不成功的啮合操作。在这种情况下，中心到中心的比率为约357mm，该距离接近图6A和图6B的空档位置处的中心到中心的距离。这表明对于此低同步率，小齿轮已经被一系列齿对滚柱的碰撞反复往回迫压，进而完全脱离啮合。类似的数据点124示出了基于1.2的高同步率的不成功的啮合操作。在这种情况下，中心到中心的比率也为约357mm，该距离接近图6A和图6B的空档位置处的中心到中心的距离。这表明对于此高同步率，小齿轮已经被一系列齿对滚柱的碰撞反复往回迫压，进而完全脱离啮合。

应当指出的是，没有可供使用的位置传感器，因此，不能知道小齿轮与从动齿轮之间的角相对位置。换句话说，当小齿轮与从动齿轮接触时，滚柱可以在齿与齿之间完全对准(如图6A中所示)，或存在滚柱与所对准的齿的撞击(如图6B中所示)。

图8示出了存在有约0.9与1之间的最佳同步率的“窗口”，在此窗口内小齿轮和齿轮能够成功啮合。增大致动器58施加的力具有加宽该窗口的效果，但以增大齿载荷、声音和振动为代价。此外，增大从小齿轮至马达的传动系中的惯性具有收窄窗口的效果。

令人惊讶的是，已经发现1的同步率是不期望的，如数据点125所证明的。该数据点125示出了同步率为大约1的计算机模型的运行，并且小齿轮反复“跳离”从动齿轮的齿。

图8的另一令人惊讶的特征在于其示出了为1的同步率位于窗口的上端而非其中点处。换句话说，图8示出了理想同步率略小于1，为0.95的量级。可以观察到这种不对称随着计算机模型改变成使用较大致动力而增大，即，窗口进一步向图8中的左侧而非右侧增大。

图8的这两个令人惊讶的特征表明两个相关结论。第一特征表明使小齿轮和从动齿轮以为1的同步率(在该同步率处，滚柱和齿以大致相同的速度移动)在一起是不期望的。第二特征表明使滚柱移动得比齿慢(即，以小于1的同步率)是期望的。因此，速度要求输入45选择成使得初始接触时刻处的同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]小于1。

如上面指出的，当在步骤402中小齿轮在自旋加速阶段结束时已经到达期望角速度(由速度要求输入45确定)时，则在步骤403中致动器响应于接合命令46使小齿轮移动成与从动齿轮接合。该接合命令还用作触发以暂停来自控制回路410的扭矩控制并且减小马达104的输出扭矩，理想地减至零或减小到至少低于存储器44中存储的某个预定低水平(所述水平通常表示与就在接收接合命令之前片刻施加的扭矩相比减小90％或更多)。这开始了转子40不再施加较大扭矩的自旋减速阶段，因此，小齿轮将逐渐开始减速。马达至少在小齿轮到达初始接触时刻的接触位置之前保持扭矩为零(或低于预定低水平)，并且可能保持得更久。期望的是接收接合命令与初始接触时刻之间的时间段将相对短(0.5秒的量级)，因此小齿轮的角速度的减小量将相对较小。因此，小齿轮在初始接触时刻的角速度将是(ω_小齿轮-Δ)，其中，Δ是自旋减速期间角速度的少的减小量。同样，初始接触时刻的小齿轮的同步率将为(R-δ)，其中，R是存储在存储器44中的预定同步率，而δ是自旋减速阶段期间同步率的少的减小量。

减小(或完全消除)初始接触时刻马达施加的扭矩会向系统输入更少的能量并且提高成功啮合操作的可能性。

在上面给出的示例中，对致动器的接合命令46用作触发以开始自旋减速阶段。然而，可以用其他触发信号作为触发以使马达减小其扭矩输出并且开始自旋减速阶段。例如，传感器47可以检测到中心到中心距离降到预定阈值以下的时间(在接合命令之后但在初始接触时刻之前)，并且控制器使用该时间作为触发。替代性地，接合命令46可以用作触发，但自旋减速阶段延迟了一些预定时间而非立即开始。替代性地，可以使用自旋加速阶段结束时的期望角速度的检测而非而非接合指令本身作为扭矩减小触发。

在初始接触时刻之后，自旋减速阶段结束，并且在啮合位置已经在步骤408处实现之后的步骤406中，或在啮合位置已经实现之前的扭矩控制步骤405中，马达现在能够经由渐进的斜率使扭矩增大到低水平之上。下面描述这种扭矩控制步骤405。

在啮合阶段期间(即，在初始接触时刻之后但在小齿轮已经到达啮合位置之前)，从动齿轮在一系列碰撞中接触小齿轮，每次碰撞均导致马达中的反电动势(EMF)尖峰以及转子40的角速度中的相关尖峰。EFM尖峰/速度尖峰的极性将取决于齿的哪一侧碰撞滚柱(即，碰撞可以具有使滚柱加速或使滚柱减速的效果)。传感器48布置成检测这些尖峰的幅度和极性，并且控制器41配置成响应于所述检测来改变施加至小齿轮的扭矩。传感器48可以感测马达104的EMF、或转子40的角速度(使用例如分解器)。如果传感器48检测到表明小齿轮速度已经由于齿碰撞而增加的正尖峰，则命令马达将其输出扭矩减小固定量值。替代性地，如果传感器检测到表明小齿轮已经由于齿碰撞而减速的负尖峰，则命令马达将其输出扭矩增大固定量值。通过图10中的步骤404和405说明了基于这些尖峰的检测的扭矩控制回路。

如果在步骤407处检测到小齿轮角速度已经移动到相对于从动齿轮的限定速度窗口之外，则控制回到扭矩控制回路410，因此，小齿轮通过马达驱动回到期望速度。

图9示出了一对曲线图。顶部曲线图具有第一迹线和第二迹线，第一迹线示出了关于1500N的致动力下的第一计算机模型的随时间变化的中心到中心的距离，第二迹线示出了关于3000N的致动力下的第二计算机模型的随时间变化的中心到中心的距离。第一迹线示出了初始接触时刻的初始接触200、随后是由小齿轮“跳离”从动齿轮的碰撞引起的一系列尖峰201(应指出的是将在马达处通过传感器48检测等同的一系列EMF/速度尖峰)。在这种情况下，小齿轮不会到达啮合位置(中心到中心的距离为336mm)。第二迹线示出了初始接触时刻的第一接触210、随后是由啮合阶段期间的碰撞引起的一系列尖峰211、随后是当小齿轮移动至啮合位置213时的中心到中心距离的连续下降212。对于两个迹线，控制器在接合时刻215处对致动器发出接合命令。

图9中的底部曲线图示出了来自相同两个计算机模型的迹线，这次示出了小齿轮的角速度。初始角速度是低的(存储在存储器44中的预定同步率为0.85)。对于在低致动力下的第一计算机模型，迹线示出了角速度增大的一系列小台阶300。马达与小齿轮之间的驱动路径的高的惯性意味着碰撞对小齿轮的角速度具有有限的作用。对于高致动力下的第二计算机模型，迹线示出了小齿轮移动至啮合位置时的一系列较大的台阶310。这证明了在较大的接合载荷下，每次碰撞对小齿轮提供了更大的力使得小齿轮可以下降到以约0.96的同步率接合(两个计算机模型都以0.85的预定同步率开始)。明显地，每次碰撞是次佳的，并且力的增大使震动、载荷和噪声增大了。

上述实施方式仅适用于地面滑行操作，但可以修改(例如，通过调节齿轮箱传动比)成仅适用于预着陆自旋加速操作。在滑行构型中，线性致动器58(可以是能够反向驱动的)可以是经扭矩控制的(或经电流控制的)以在小齿轮与从动齿轮之间施加大致恒定的载荷，从而允许驱动系统的各部件部分的一些变形同时防止不期望的分开。机电制动器(未示出)或其他类似阻挡装置可以整合在致动器58内以将致动器锁定在分离(第二)构型。

在上述布置中的每个布置中，经由链轮与滚柱齿轮/滚柱链之间啮合实现驱动的原理可以在从动齿轮包括链轮并且驱动小齿轮包括滚柱齿轮/滚柱链的情况下应用，反之亦然。

尽管附图中仅示出了用于驱动所述轮中的一个轮的驱动系统的特征，但可以想到对于另一轮，这些特征可以是镜像式的。即，可以想到针对每个轮设置一个驱动系统。对于具有四个或更多个轮的起落架，可以针对轮中的每个轮或轮中的仅两个轮设置驱动系统。在轮中的仅两个轮设置有驱动系统的实施方式中，在地面滑行通过两个驱动系统实现的情况下，可能需要提供其他马达(未示出)来实现非从动轮的预着陆自旋加速。在其他实施方式中，可以在两个驱动系统之间共享一个马达。即，马达可以布置成使每个驱动系统的齿轮箱的输入轴旋转。

尽管附图仅示出了驱动系统50由刚性地连接至起落架的轮轴14的支架56支承，但驱动系统50可以替代性地安装在上伸缩式部件12a(主配件)或下伸缩式部件12b(滑动件)上。

尽管已经在上面参照一个或更多个优选的实施方式描述了本发明，但应该理解的是可以在不脱离本发明的如所附权利要求所限定的范围的情况下做出各种改变和修改。

Claims (16)

1.一种使驱动系统与飞行器起落架的旋转轮接合的方法，所述方法包括：操作马达以对小齿轮施加扭矩使得所述小齿轮旋转；使所述小齿轮从空档位置移动至所述小齿轮在初始接触时刻接触旋转从动齿轮的接触位置，所述旋转从动齿轮安装于飞行器起落架的旋转轮；然后在所述初始接触时刻之后，使所述小齿轮进一步移动至所述小齿轮与所述从动齿轮啮合的啮合位置，其中，随着所述小齿轮移动至所述接触位置进而移动至所述啮合位置，所述小齿轮与所述从动齿轮之间的中心到中心的距离减小，所述从动齿轮在所述小齿轮从所述接触位置移动至所述啮合位置时的一系列碰撞中接触所述小齿轮，每次碰撞均引起所述马达的电动势或角速度的尖峰，并且所述方法还包括检测所述尖峰中的一个尖峰并且响应于对所述尖峰中的一个尖峰的检测而将所述马达操作成改变施加至所述小齿轮的扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，每次碰撞均引起所述马达的电动势(EMF)尖峰，并且所述方法还包括检测所述EMF尖峰中的一个EMF尖峰并且响应于对所述EMF尖峰中的一个EMF尖峰的检测而将所述马达操作成改变施加至所述小齿轮的扭矩。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述马达经由转子将扭矩施加至所述小齿轮，每次碰撞均引起所述转子的角速度尖峰，并且所述方法还包括检测所述角速度尖峰中的一个角速度尖峰并且响应于对所述角速度尖峰中的一个角速度尖峰的检测而将所述马达操作成改变施加至所述小齿轮的扭矩。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括检测所述尖峰中的一个尖峰的极性并且根据检测到的极性将所述马达操作成改变施加至所述小齿轮的扭矩。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述小齿轮具有N_小齿轮个齿或滚柱，所述小齿轮的齿或滚柱在所述小齿轮处于所述啮合位置时与所述从动齿轮的齿或滚柱啮合，所述小齿轮和所述从动齿轮在所述初始接触时刻分别以角速度ω_小齿轮和ω_齿轮旋转，并且所述初始接触时刻的同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]不为1。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始接触时刻的所述同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]小于1。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述初始接触时刻的所述同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]小于0.98。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述初始接触时刻的所述同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]小于0.96。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始接触时刻的所述同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]小于0.98或大于1.02。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述初始接触时刻的所述同步率[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]大于0.9且小于1。

11.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，如果检测到指示出所小齿轮的速度已经增大的尖峰，则所述马达操作成将所述扭矩减小固定量值；并且如果检测到指示出所述小齿轮的速度已经降低的尖峰，则所述马达操作成将所述扭矩增大固定量值。

12.一种用于使飞行器起落架的轮旋转的驱动系统，所述驱动系统包括：小齿轮；适于安装于飞行器起落架的轮的从动齿轮；布置成对所述小齿轮施加扭矩使得所述小齿轮旋转的马达；致动器，所述致动器布置成使所述小齿轮从空档位置移动至所述小齿轮在初始接触时刻接触所述从动齿轮的接触位置，然后在所述初始接触时刻之后使所述小齿轮进一步移动至所述小齿轮与所述从动齿轮啮合的啮合位置，其中，所述小齿轮与所述从动齿轮之间的中心到中心的距离随着所述小齿轮移动至所述接触位置进而移动至所述啮合位置而减小，并且所述从动齿轮在所述小齿轮从所述接触位置移动至所述啮合位置时的一系列碰撞中接触所述小齿轮，每次碰撞均引起所述马达的电动势或角速度的尖峰，并且其中，所述驱动系统还包括：布置成检测所述尖峰的传感器；以及控制器，所述控制器配置成响应于所述传感器对所述尖峰中的一个尖峰的检测而将所述马达操作成改变施加至所述小齿轮的扭矩。

13.根据权利要求12所述的驱动系统，其中，所述从动齿轮具有N_齿轮个齿或滚柱，并且所述小齿轮具有N_小齿轮个齿或滚柱，所述小齿轮的齿或滚柱在所述小齿轮处于所述啮合位置时与所述从动齿轮的所述齿或滚柱啮合；并且所述从动齿轮还包括：布置成检测所述从动齿轮的角速度ω_小齿轮的传感器；控制回路，所述控制回路响应于速度要求输入来控制所述马达使得所述马达以由所述速度要求输入确定的角速度旋转；以及控制器，所述控制器布置成根据传动比(N_小齿轮/N_齿轮)、由所述传感器检测到的所述从动齿轮的角速度以及预定同步率来确定所述速度要求输入，其中，所述预定同步率选择成使得所述小齿轮在所述初始接触时刻以角速度ω_小齿轮旋转并且[(ω_小齿轮*N_小齿轮)/(ω_齿轮*N_齿轮)]不为1。

14.根据权利要求12或13所述的驱动系统，其中，所述驱动系统由刚性地连接至起落架的轮轴、主配件或滑动件的支架支承。

15.根据权利要求14所述的驱动系统，其中，所述支架包括两个凸耳，所述两个凸耳包括半月形夹以允许所述支架的快速附接和分离。

16.一种使驱动系统与飞行器起落架的旋转轮接合的方法，所述方法包括：操作马达以对小齿轮施加扭矩使得所述小齿轮旋转；使所述小齿轮从空档位置移动至所述小齿轮在初始接触时刻接触旋转从动齿轮的接触位置，所述旋转从动齿轮安装于飞行器起落架的旋转轮；然后在所述初始接触时刻之后，使所述小齿轮进一步移动至所述小齿轮与所述从动齿轮啮合的啮合位置，其中，随着所述小齿轮移动至所述接触位置进而移动至所述啮合位置，所述小齿轮与所述从动齿轮之间的中心到中心的距离减小，所述从动齿轮在所述小齿轮从所述接触位置移动至所述啮合位置时的一系列碰撞中接触所述小齿轮，每次碰撞均引起所述马达的电动势或角速度的尖峰，并且所述方法还包括：在已到达所述啮合位置之后，增加由所述马达施加至所述小齿轮的扭矩，优选地由渐进的斜率使所述扭矩增加。