CN110386247A - 具有可转向底部的飞行器起落架和简化的转向设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞行器起落架，包括可转向底部(3、4、5)，该底部承载一个或多个轮子(5)并且配装有转向设备，该转向设备适于响应于转向顺序转动可转向底部。根据本发明，转向设备具有单个机电转向致动器(10)，其包括转向电动马达(20)，该转向电动马达(20)借助于可变形钟形型的减速齿轮(14)(称为“谐波传动”)驱动在马达的轴线上的出口小齿轮(11)，出口小齿轮与固定到可转向底部的直齿轮(7)协配，电动马达和可转向底部之间的连接是可逆的，并且致动器配装有监测装置(26)，用于监测转向设备的至少一个运行参数并适于检测致动器性能中的劣化。

Description

具有可转向底部的飞行器起落架和简化的转向设备

技术领域

本发明涉及一种具有可转向底部的飞行器起落架，该底部承载一个或多个轮子并且配装有转向设备，该转向设备适于响应于转向顺序引起可转向底部转动。

背景技术

对于特定尺寸的飞行器，前起落架通常配装有用于转向其轮子的设备，以使飞行器更容易在地面上移动并使其能够转动。转向功能对于滑行飞行器非常有用，但它不被认为是关键的，因为通过应用差动制动来操纵飞行器可以至少暂时地减轻该功能的损失。然而，即使在失去转向功能的情况下，也适合于轮子的方向不被卡住并且它们能够自由地回转。最后，转向设备适合于与借助于钩到起落架的可转向底部的牵引杆牵引的飞行器兼容。

为了满足那些限制，在文献EP 1 845 016中提出了用于具有可转向底部的起落架的方案，其中转向设备包括多个机电转向致动器，每个机电转向致动器包括转向电动马达并且全部布置在起落架上，以便与可转向底部同时协配以使其转向，每个机电转向致动器包括可控制的联接装置，用于选择性地将致动器或者放置在其与可转向底部联接的状态中，在该状态中致动器的电动马达适合于转动可转向底部，或者放置在其从可转向底部脱开的状态中，在该状态中致动器的电动马达与可转向底部隔离。

使用这种转向设备具有以下若干优点：

-在正常操作中，机电转向致动器并行操作，从而对转向控制产生客观的反应速度；并且

-如果机电转向致动器中的一个失效，则它可以被脱开，从而在失效的机电转向致动器被卡住抵抗旋转的情况下避免卡住起落架的可转向底部的方向。在这种情形下，并且倘若每个机电转向致动器本身具有足够的功率来控制转向，则可以借助于仍然起作用的机电转向致动器继续提供转向，自然地以较差的转向性能为代价。

脱开的可能性允许使用大的减速比，从而呈现使用较小的电动马达的优点，即使这使得致动器不可逆。在该设备中，在其中一个致动器失效的情况下，产生卡住轮子方向并防止对转向进行任何控制的风险的不可逆性通过该致动器脱开的可能性而被抵消。在这种情形下，地勤人员能够脱开致动器以使其能够在不损坏机电转向致动器的情况下牵引飞行器也是合适的。

当应用于诸如A320或B737的特定尺寸的商用飞行器时，这种转向设备仍然发现是复杂且昂贵的，并且当应用于诸如商用飞机的较小飞行器时更是如此。

发明内容

本发明寻求提出一种配装有转向设备的起落架，其被简化但仍然满足上述操作标准。

为了实现该目的，提供了一种飞行器起落架，其包括承载一个或多个轮子并且配装有转向设备的可转向底部，该转向设备适于响应于转向顺序转动可转向底部。根据本发明，转向设备具有单个机电转向致动器，其包括电动马达，该转向电动马达借助于可变形钟形型的减速齿轮(14)(或“谐波传动”)驱动在马达的轴线上的出口小齿轮，出口小齿轮与固定到可转向底部的直齿轮协配，电动马达和可转向底部之间的连接是可逆的，并且致动器配装有监测装置，用于监测转向设备的至少一个运行参数并适于检测致动器性能中的劣化。

唯一的转向致动器不再包括任何联接/脱开装置，因此它比上述现有技术的转向致动器简单得多。因此，它保持连续地连接到起落架的可转向底部，但是在转动期间或在马达失效的情况下没有阻止底部的自由回转，因为电动马达和可转向底部之间的连接是可逆的，即使马达未被供应动力或失效。出口小齿轮和马达之间的传动系尽可能简单，并且所使用的减速齿轮不太可能卡住，使得通过结构使致动器卡住的任何风险最小化。然而，为了进一步降低该风险，监测装置用于预测致动器的潜在失效，从而可以在失效发生之前更换它，从而使卡住的发生极不可能。

这些技术选项使能够在使用单个致动器时提供转向功能，该致动器非常简单并且同时符合期望的功能标准。

附图说明

根据参照附图中的各图给出的以下本发明的具体实施例的说明可更好地理解本发明，附图中：

-图1是配装有本发明的转向设备的起落架的底部的示意图，该转向设备具有单个机电转向致动器；

-图2是图1起落架的平面图；以及

-图3是在图2的线III-III上的截面中的机电转向致动器的视图。

具体实施方式

参考图1和2，并且在本发明的特定实施例中，所示的起落架包括支柱腿1，其中可转动管2安装成围绕纵向轴线Z1转动。伸缩式减震器3在可转动管2内部延伸。减震器的底部从管2突出并承载接纳轮子5的轮轴4剪式联接件6在可转动管2和减震器3之间延伸，以便约束可转动管2和减震器3来一起转动，同时仍允许减震器沿轴线Z1自由地移动到支柱腿1中。可转动管2在其底端承载有直齿轮7(在图3中可见)，该直齿轮接纳在支柱腿1的壳体8中并且通过凹槽9被约束成与可转动管2一起转动。

在本发明中，起落架配装有转向设备，该转向设备具有单个机电转向致动器10，其适于与直齿轮7协配，以便转动管2，并进而借助于剪式连接件6转动轮子5。在该示例中，机电转向致动器10形成单元模块，该单元模块配装在支柱腿1的壳体8上，以便易于拆卸。

参考图3，直齿轮7由机电转向致动器10的出口小齿轮11接合，该小齿轮安装在其上，以便围绕平行于起落架的轴线Z1的轴线Z2可旋转。在该示例中，小齿轮11与主轴12整体制成，主轴12安装成借助于滚动轴承101和102在致动器10的外壳100中自由旋转。主轴12固定到减速齿轮14的出口构件13，减速齿轮14是具体在文献US 2 906 143中描述的“谐波传动”类型。出口构件13具有可变形钟形的形式的圆形壁18，其在其外表面上承载齿用以与固定到外壳100的环状件17的稍大数量的面对的齿协配。通过迫使两个径向相对的部分中的齿之间协配的减速齿轮(称为“波浪发生器”)的入口构件15使圆形壁18变形，使得出口构件13的齿和环状件17的齿之间的协配成为可能。应该观察到，在该示例中，环状件17形成机电转向致动器的外壳的一部分。

减速齿轮14的入口构件15由电动机20驱动旋转，电动马达20包括定子21和转子22，定子21由外壳100的固定到环状件17的一部分103承载，转子22借助于滚动轴承104可旋转地安装在外壳部分103中。转子22具有带凹槽的出口轴24，该出口轴24接合在入口构件15的匹配的带凹槽的孔中，以便驱动它旋转。转子22的受控旋转经由减速齿轮14引起小齿轮11旋转，并进而转动直齿轮7并因此使轮子5转向。

借助于示例，小齿轮11和直齿轮7之间的减速比约为5，而减速齿轮14的减速比约为100，由此给定的总减速比约为500。然而，并且根据本发明的基本方面，该连接是可逆的。为此目的，确保电动马达20的剩余扭矩特别低并且使致动器10内的所有摩擦最小化是合适的。可逆性使得起落架的底部能够在牵引杆的作用下自由地回转，而无需断开转向设备。它还使得起落架的底部能够在致动器的马达已经失效或不再被供应动力时自由地回转，飞行员仍然能够通过差速制动在地面上转向飞行器。

本发明的致动器的结构在机械方面特别简单，并且完全不易卡住。然而，为了保证发生卡住的比率非常低，并且根据本发明的另一个基本方面，机电致动器10设置有监测装置，用于监测转向设备的至少一个运行参数并且适合于检测致动器性能中的劣化。这些监测装置用于预测致动器的任何可能的失效，以使得能够进行预防性更换，进而大大降低致动器卡住的任何风险，并因此大大降低了底部卡住的任何风险。这些监测装置包括用于测量由减速齿轮14传递的扭矩的装置和用于响应于检测到对于给定转向设定点的所述扭矩中的增加大于给定阈值而产生警告的装置。从图3中可以看出，入口构件15可滑动地安装在马达20的带凹槽的出口轴24上、抵靠弹簧垫圈25，弹簧垫圈25将入口构件推向转子22。具体地，已知传递扭矩的减速齿轮14在入口构件15上产生与扭矩成比例的轴向力，使得入口构件15抵抗弹簧垫圈25的回复力轴向移动。轴向移动传感器26，例如面向入口构件15延伸的涡流传感器用作测量入口构件15的轴向移动，并因此能够推导出由减速齿轮14传递的扭矩。传感器26与计算装置相关联，计算装置适合于基于所测量的入口构件15的轴向运动估计传递的扭矩并且响应于检测到所述扭矩中的增加超过给定阈值而产生警告，这是机电致动器10的性能正在劣化的信号。该警告很快给出，以使维护人员有足够的时间在机电致动器10失效之前更换机电致动器10。

本发明不限于以上描述，而相反地覆盖了由权利要求所限定的范围内所带来的任何变型。具体地，监测装置可以监测转向设备的任何其它操作参数，诸如例如用于监测由致动器的马达20引入的电流以便获得给定的转向量的装置。

Claims (4)

1.一种飞行器起落架，包括可转向底部(3、4、5)，所述可转向底部(3、4、5)承载一个或多个轮子(5)并且配装有转向设备，所述转向设备适于响应于转向顺序转动所述可转向底部，所述起落架的特征在于，所述转向设备具有单个机电转向致动器(10)，所述单个机电转向致动器(10)包括转向电动马达(20)，所述转向电动马达(20)借助于可变形钟形型的减速齿轮(14)(称为“谐波传动”)驱动在所述马达的轴线上的出口小齿轮(11)，所述出口小齿轮与固定到所述可转向底部的直齿轮(7)协配，所述电动马达和所述可转向底部之间的连接是可逆的，并且所述致动器配装有监测装置(26)，用于监测所述转向设备的至少一个运行参数并适于检测所述致动器性能中的劣化。

2.根据权利要求1所述的起落架，其特征在于，所述监测装置(26)包括用于测量由所述减速齿轮(14)传递的扭矩的装置。

3.根据权利要求2所述的起落架，其特征在于，所述减速齿轮具有入口构件(15)，所述入口构件由所述电动马达的转子(22)驱动并且可滑动地安装在所述转子上、抵靠弹性回复构件(25)，所述扭矩测量装置包括传感器和计算装置，所述传感器适于测量由所传递的扭矩引起的所述入口构件的轴向移动，所述计算装置适于从所测量的所述入口构件(15)的轴向移动估计所传递的扭矩并且用于响应于检测到所述扭矩超过给定阈值的增加而产生警告。

4.根据权利要求3所述的起落架，其特征在于，所述传感器是涡流型的。