CN111688931A - 功率传输系统 - Google Patents

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Abstract

一种适合于将力从马达(516)传输到部件(540)的功率传输系统(550)包含外螺纹轴(551)、内螺纹紧固件(552)、第一元件(553)和第二元件(554)，所述外螺纹轴(551)被可旋转地附接到所述马达(516)，所述内螺纹紧固件(552)被可移动地附接到所述外螺纹轴(551)，所述第二元件(554)在第二接头(556)处被可移动地附接到所述第一元件(553)，并且所述第二元件(554)在第三接头(557)处被刚性地附接到所述部件(540)。

Description

功率传输系统
技术领域
本实施例涉及适合于将力从马达传输到部件的功率传输系统，并且更具体地涉及用于将力从马达传输到具有升降机装置的桁的功率传输系统，由此功率传输系统被附接到飞行器。
背景技术
对于货物、救援、作战或类似的任务，一些飞行器被提供有升降机或起重机机构。典型地，这种升降机或起重机机构具有利用外部系统被固定到飞行器的机身的桁(boom)。升降机可以包括绞盘机构和绳索/缆索，所述绞盘机构被固定到桁，所述绳索/缆索被附接到绞盘机构以便从绞盘机构被松开或被缠绕到绞盘机构内以分别下降或上升。一般地，承载带被固定到绳索/缆索。因此，当被附接到承载带时，人和/或物体能够通过该机构被移动。
由于其盘旋能力，旋翼飞行器可以尤其适合于这种货物、救援、作战或类似的任务。在许多旋翼飞行器中，升降机机构位于被提供在机身中的入口开口上方。该入口开口允许人或物体进入和离开机身。取决于任务的要求和这些旋翼飞行器的结构，开口入口可以是侧门、后门或可移动面板、底板活门等。
在传统的救援升降机机构中，控制救援升降机的位置是相当有挑战性的。移动直升机机身来控制救援升降机的位置可能是经常需要是快速且准确的救援行动中的主要障碍。
文件US8,052,090B1描述了一种支撑系统，所述支撑系统通过使用桁将升降机附接到飞行器的外部存储支撑系统，第一腿悬挂在所述桁上并且被附接到前配件。第二腿经由法兰盘被附接到桁并且附接到后配件，而扭矩臂经由支撑臂被枢转地附接到法兰盘，该扭矩臂还附接到系紧配件。腿使用销被附接到其相应的配件，并且扭矩臂用螺钉固定到系紧环配件。具有扬声器的升降机滑件被附接到桁的端部。
文件RU2245819C1描述了一种用于直升机的机载负载单元，所述机载负载单元包括具有用于门孔的区域中的机身内部的底板与顶板之间的铰接接头的装置的回转支柱。桁被刚性地固定在支柱上，并且绞盘利用行进到辊筒的绳索被安装在支柱上，所述辊筒被配合在桁的端部上并且被提供有负载钩。桁的固定梁在形成尾悬臂的支架的侧面上被固定在支柱上。桁的固定和可移动梁以伸缩系统形式来制作，伸缩系统由具有用于可移动梁的支撑辊筒的矩形梁组成。桁被提供有液压驱动装置，其液压缸被固定在固定梁上，并且杆与可移动梁连接。绞盘被固定在被安装在支柱的下部分上的回转平台上，以便将它锁定在两个位置中。尾悬臂的端部被提供有额外的辊筒，并且具有提升系统的两个额外的辊筒被安装在支柱的上部分上用于机身内部的货物通过绞盘的运动。
文件US6,334,590B1描述了一种用于在飞行器上用来将货物和人升降到飞行器内的可移动升降设备。可移动升降设备包含基本构件、伸缩桅杆构件、桁构件、以及由桁构件承载的升降机组件。基本构件具有可忽略的重量，并且适合于附接到飞行器的底板。伸缩桅杆具有底部分和顶部分。底部分被可释放地连接到基本构件，并且顶部分被可释放地连接到底部分。顶部分延伸通过飞行器中的开口。肩构件被连接到顶部分，并且桁构件被连接到肩构件。刚性连杆构件将桁构件连接到飞行器。通过仅释放三个快速释放紧固件，仅留下基本构件被附接到飞行器，可移动升降设备能够从飞行器被快速地移除。
文件US4,750,691A描述了一种被提供用于飞行器(诸如直升机或VTOL)的升降机，所述飞行器能够盘旋飞行并且具有被枢转地连接到飞行器的结构框架以便在缩回与延伸位置之间移动的桁。由绞盘提供动力的缆索与桁接合，并且与延伸的桁一起用于常规的升降操作。缆索引导滑轮相对于桁的枢转轴线和绞盘控制系统的操作的布置为使得缆索和绞盘可额外地用来实现桁在其缩回与延伸位置之间的移动，由此消除对于延伸和缩回马达的单独桁的需要。
然而，大多数目前的解决方案提供用于将升降机连接到飞行器的支撑系统，可能结合被刚性地附接到飞行器的桁的支撑臂和被枢转地附接到支撑臂的扭矩臂。这些解决方案沿着单个轴线移动升降机。然而，为了提供平面中的自由移动，这些解决方案在动态和静态负载下需要高扭矩。
文件US2015/0208805A1描述了一种用于倾斜家具的马达组件。马达组件包括具有一个或多个第一配件的马达，该一个或多个第一配件对应于被包含在倾斜家具致动机构内的一个或多个第二配件。第一和第二配件被配置为在没有工具或紧固件的情况下是可相互连接的。驱动丝杠的马达被安装到滑动导轨的一侧，触轮被可滑动地接合到所述滑动导轨。丝杠的旋转引起触轮沿着滑动导轨移动。触轮被枢转地耦接到一对摆动臂的相应端部。摆动臂的相对端部被连接到横向细长的联动构件。
文件DE102013106388B3描述了一种用于可移动家具零件的调整的调整机构，由线性致动器和滑动器组成，所述线性致动器具有驱动马达和可旋转螺纹心轴，所述可旋转螺纹心轴具有被安装在包壳管中的心轴螺母，所述滑动器在运动中与心轴螺母耦接并且经由杠杆机构与用于家具零件的调整装置耦接。支承块被固定在滑动器的上侧并且从那里突出，形成枢转杠杆的杠杆的第一端部被铰接在支承块上，枢转杠杆的第二端部被铰接在支承支架上，所述支承支架被附接到用于家具零件的调整装置。
发明内容
基于现有技术的限制和缺点，目的是通过一种适合于将力从马达传输到部件(例如，外部负载装置)的功率传输系统。鉴于即将到来的任务，当需要时，功率传输系统应当可从机身容易地、快速地且顺畅地拆卸下来。
功率传输系统还应当是尽可能轻的以可在飞行器中使用。此外，功率传输系统应当是尽可能可靠的、结构简单的且起作用的，特别是在弹性变形、静载和/或动态负载下。此外，功率传输系统应当提供在二维平面中自由移动部件的可能性。
该目的通过包含权利要求1的特征的设备来解决。
更具体地，一种适合于将力从产生第一旋转移动的马达传输到部件的功率传输系统包含外螺纹轴、内螺纹紧固件、第一元件和第二元件。所述外螺纹轴被配置为被可旋转地附接到所述马达，并且进行第二旋转移动。所述内螺纹紧固件被可移动地附接到所述外螺纹轴，并且响应于所述第二旋转移动而进行沿着所述外螺纹轴的移动。所述第一元件包含第一端部和第二端部，所述第一端部在第一接头处被可移动地附接到所述内螺纹紧固件。所述第二元件包含平台件，所述平台件具有第一端部和第二端部。所述第一端部在第二接头处被可移动地附接到所述第一元件的所述第二端部，并且所述第二端部适合于在第三接头处被刚性地附接到所述部件。所述第一元件将所述力从所述第一接头传输到所述第二接头。所述平台件通过将所述第二接头的旋转移动变换成所述部件的旋转而将所述力从所述第二接头传输到所述第三接头。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以包括马达和齿轮箱。所述马达和所述齿轮箱可以转动心轴。
根据一些实施例，螺母可以沿着所述心轴移动。
根据一些实施例，引导件可以被附接到所述螺母以防止力沿不是在所述心轴的轴线中的方向的作用。如果需要的话，所述引导件不一定必须是单独的部件，而且可以被实施为另一部件(例如壳体)的一部分。
根据一些实施例，杆可以被附接到所述螺母。所述杆可以被附接到在部件中产生旋转移动的平台件。
根据一些实施例，梁可以被附接到所述部件，所述梁被用来将外部负载装置放入或抽出飞行器。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以在飞行器中使用，并且可以主要在垂直于所述飞行器的高度的平面中扩展。
根据一些实施例，在需要高性能部件的情况下，所述功率传输系统可以沿着所述飞行器的所述平面被扩大。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以允许使用更小的齿轮箱和/或更小的马达。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以以更小体积和重量提供高性能。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以为所述梁的旋转移动提供高扭矩。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以提供到所述梁的扭矩与重量之间的良好折中。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以包括引导支架。
根据一些实施例，所述引导支架可以被附接到所述内螺纹紧固件。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以容易适合于不同的飞行器，并且适合于不同的操作。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以提供垂直于所述飞行器的高度的模块性和可扩展性。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以包括是有成本效益的和批量生产的元件的元件。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以包括商用现货零件。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以在运载工具的外部使用。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以以减少所述运载工具的总阻力的空气动力学形状方式被形成。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以在由于高负载而发生的偏转下操作。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以在高精度应用中与更小的外螺纹轴一起使用。
根据一些实施例，所述功率传输系统可以为第一和第二元件提供自锁机构。
根据一个方面，所述第一接头将所述第二旋转移动变换成所述第一元件围绕所述第一接头的第一圆周移动，并且所述第二接头将所述第一元件的所述第一圆周移动变换成所述第二元件围绕所述第二接头的第二圆周移动。
根据一个方面，第一轴线是在与所述第一元件相同的平面中，垂直于所述外螺纹轴的所述纵向延伸并且行进通过所述第一接头，第二轴线是在与所述第一元件相同的平面中，垂直于所述第二元件并且行进通过所述第一接头，并且所述第一轴线和所述第二轴线限定响应于所述第一圆周移动而改变的角度。
根据一个方面，所述第一接头在所述角度处经由所述第一元件将所述力中的第一力传输到所述第二接头。
根据一个方面，所述角度在60°与90°之间。
根据一个方面，所述角度与30°与60°之间。
根据一个方面，所述功率传输系统进一步包含齿轮箱，所述齿轮箱响应于所述第一旋转移动而产生所述第二旋转移动。
根据一个方面，所述功率传输系统进一步包含引导支架，所述引导支架被附接到所述内螺纹紧固件。
根据一个方面，所述引导支架适合于引导所述内螺纹紧固件沿着所述外螺纹轴的移动。
根据一个方面，所述第一或第二接头中的至少一个包括关节轴承。
根据一个方面，所述功率传输系统进一步包含第三元件和额外的平台件。所述第三元件包含第一端部和第二端部，所述第一端部在第四接头处被可移动地附接到所述内螺纹紧固件，所述第四接头在与所述第一接头相对的侧面上被定位在所述内螺纹紧固件上。所述额外的平台件在第五接头处被可移动地附接到所述第三元件的所述第二端部并且适合于被附接到所述部件。所述第一和第三元件以及所述平台件和所述额外的平台件形成适合于引导所述内螺纹紧固件沿着所述外螺纹轴的移动的引导支架。
此外，一种直升机可以包括包含机身、经由部件被连接到所述机身的外部负载装置、以及所述功率传输系统。
根据一个方面，所述部件可以包含梁，所述梁在所述第三接头处被刚性地附接到所述平台件。
根据一个方面，所述部件可以包括桁，所述桁被附接到所述梁，其中所述梁的旋转引起所述桁的圆周移动。
附图说明
在以下描述中参考附图以示例的方式概述实施例。在这些附图中，相同或相同作用的部件和元件被标记有相同的参数数字和符号，并且因此在以下描述中仅被描述一次。
图1是根据一些实施例的图示性飞行器的示意图，
图2是根据一些实施例的包括功率传输系统的图示性飞行器的局部视图，
图3是根据一些实施例的连接部件与马达的图示性功率传输系统的示意图，
图4是根据一些实施例的包括额外的平台件的图示性功率传输系统的示意图，
图5A是根据一些实施例的包括被定位为平行于外螺纹轴的第一元件的图示性功率传输系统的平面视图，
图5B是根据一些实施例的包括被定位为不平行于外螺纹轴的第一元件的图示性功率传输系统的平面视图，
图6A是根据一些实施例的包括接头的轴线的图示性功率传输系统的平面视图，以及
图6B是根据一些实施例的允许在接头之间传输力的图示性功率传输系统的的平面视图。
附图标记列表
100-飞行器；110-多桨叶主旋翼；111、112-旋翼桨叶；113-旋翼头部；115-起落架；116-马达；120-机身；121-机身下侧；130-机头区域；131-尾桁；140-部件；150-功率传输系统；160-装备；200-飞行器；216-马达；217-齿轮箱；20-机身；240-部件；250-功率传输系统；316-马达；317-齿轮箱；340-部件；341-梁；342-桁；350-功率传输系统；351-外螺纹轴；352-内螺纹紧固件；353-元件；354-元件；355、356、357-接头；416-马达；417-齿轮箱；440-部件；441-梁；450-功率传输系统；451-外螺纹轴；452-内螺纹紧固件；453-元件；453a、453b-端部；454-平台件、引导支架；455、456、457-接头；516-马达；517-齿轮箱；540-部件；541-梁；542-桁；550-功率传输系统；551-外螺纹轴；552-内螺纹紧固件；553-元件；553a、553b-端部；554-元件；554a、554b-端部；555、556、557-接头；616-马达；640-部件；641-梁；642-桁；650-功率传输系统；651-外螺纹轴；652-内螺纹紧固件；653-元件；654-元件；655、656、657-接头；X1，X2，X3-轴线；Y1，Y2，Y3-轴线；Z1，Z2，Z3-轴线；δ，β，γ-角度；F1，F2，F3-接头的圆周移动力。
具体实施方式
示例性实施例可以被包括在包括以下部件的任何装置或运载工具中，该部件在垂直于装置或运载工具的高度的平面中以高精度被移动。装置的示例可以包括机器人、切割机器、CNC操作者、质量控制装置等。运载工具的示例可以包括飞机、四轴飞行器、直升机、无人驾驶飞机、小汽车、公共汽车、卡车、电动自行车、摩托车、船舶等。
图1示出了运载工具的示例。如在图1中示出的，运载工具可以是飞行器100。飞行器可以是飞机、无人驾驶飞机或旋翼飞行器。飞行器100被示例性地图示为直升机。因此，出于简单和清楚的目的，飞行器100在下文中被称为“直升机”100。
直升机100被示例性地呈现为具有机身120和至少一个多桨叶主旋翼110，该至少一个多桨叶主旋翼110用于在操作期间提供升力和向前或向后推力。
至少一个多桨叶主旋翼110图示性包含多个旋翼桨叶111、112。旋翼桨叶111、112在相关联的旋翼头部113处被安装到旋翼轴，该旋翼桨叶111、112在直升机100的操作中围绕旋翼轴旋转。
机身120包含机身下侧121，该机身下侧121被图示性连接到起落架115。起落架115被示例性地呈现为滑橇型起落架。
机身120可以限定机头区域130，该机头区域130被布置在机身120的前面。机身120还限定尾桁131，为了附图的简单和清楚，该尾桁131被剖开并未被更详细地示出。
如果需要的话，直升机100可以提供诸如外部负载装置(例如，升降机系统)的装备160，该装备160利用部件140被固定到机身120，该部件140经由功率传输系统150被附接到马达116。马达116可以被图示性地布置在旋翼头部113下方，并且为功率传输系统150提供旋转移动。
功率传输系统150可以将马达116的旋转移动变换成部件140的圆形移动。部件140的向外圆周移动(即，移动装备160远离直升机100的部件140的圆周移动)可以部署装备160，而部件140的向内圆周移动(即，移动装备160更靠近直升机100的部件140的圆周移动)可以回收装备160。
图2示出了被呈现具有机身220的图示性飞行器200。如图所示，机身220可以包括马达216、部件240和功率传输系统250。
马达216可以产生旋转移动。功率传输系统250可以经由齿轮箱217连接部件240与马达216，并且将马达216的旋转移动变换成部件240的圆周移动。
如果需要的话，飞行器200可以是可以被用于运输人和/或货物的直升机。例如，飞行器200可以在军事操作、建筑、救火、搜救操作、游览、医疗运输等中使用。
直升机200可以包括诸如起重机、升降机、提升机等的外部负载装置。例如，如在图2中示出的，直升机200可以包括经由部件240和功率传输系统250与机身220连接的外部负载装置。
在一些实施例中，外部负载装置可以是从缆索卷筒部署和回收缆索以升降人或货物的升降机。被用于搜救的升降机有时也被称为救援升降机，并且可以被安装在飞行器200的外部上。救援升降机可以被用来升降一个或多个人和/或货物。
救援升降机可以包括缠绕和松开缆索的缆索机构。升降机可以利用包括梁(例如，图3的梁341)和桁(例如，图3的桁342)的部件(例如，图3的部件340)被固定到飞行器200。桁可以被固定到梁，并且可以将缆索机构从存放、回收或非操作位置移动到部署或操作位置。
如果需要的话，交流(AC)变频器或电源可以为马达216提供电力。马达216可以被耦接到齿轮箱217。
马达216可以产生第一旋转移动。齿轮箱217可以响应于第一旋转移动而产生第二旋转移动。换言之，齿轮箱217可以将第一旋转移动变换成第二旋转移动，由此经由功率传输系统250控制部件240的圆周移动。
图3图示了将部件340与马达316连接的功率传输系统350。部件340可以包括梁341和桁342，桁342被附接到梁341。
功率传输系统350可以包括齿轮箱317、被耦接到齿轮箱317的外螺纹轴351、内螺纹紧固件352、元件353和平台件354。外螺纹轴351经由齿轮箱317被可旋转地附接到马达316。
内螺纹紧固件352被可移动地附接到外螺纹轴351。元件353在接头355处被可移动地附接到内螺纹紧固件352。平台件354在接头356处被可移动地附接到元件353，并且在接头357处被刚性地附接到梁341。
在一些实施例中，平台件354可以将接头357形成为被刚性地附接到梁341的外表面的环状件。如果需要的话，梁341可以站立在平台件354上，并且将梁341刚性地附接到平台件354的接头357可以在平台件354与梁341之间的接触表面处。
允许将平台件354和梁341彼此刚性地附接的任何材料可以形成接头357。例如，平台件354和梁341可以使用粘合剂或使用焊接被刚性地附接到梁341。如果需要的话，一个或多个紧固件可以将梁341刚性地附接到平台件354。在一些实施例中，平台件354和梁341可以被制造为一个零件(例如，使用复合材料或金属)。
如果需要的话，马达316可以是将电能转换成机械能的电动马达。电动马达316可以电磁地诱导定子与转子之间的空气间隙中的相对移动，以产生围绕外螺纹轴351的纵向延伸的扭矩。
功率传输系统350可以包括齿轮箱317，该齿轮箱317被耦接到马达316。齿轮箱317可以包括齿轮组，该齿轮组将马达316的扭矩和速度输出转变为相对于外螺纹轴351的纵向延伸的旋转移动。来自齿轮箱317的旋转移动可以被用来旋转外螺纹轴351。
外螺纹轴351可以被耦接到内螺纹紧固件352。内螺纹紧固件352可以将来自齿轮箱317的扭矩变换成沿到外螺纹轴351的纵向延伸的方向的线性力。因此，响应于外螺纹轴351的旋转移动，内螺纹紧固件352可以进行沿着外螺纹轴351的移动。
例如，内螺纹紧固件352可以是将外螺纹轴351的旋转移动转变为线性移动的滚珠丝杠。外螺纹轴351可以为滚珠轴承提供螺旋滚道，该外螺纹轴351用作精密丝杠。滚珠轴承可以被制作为紧密公差，并且可以适合于在高精度是必要的情况下使用。滚珠轴承的组件可以用作螺母，而外螺纹轴用作丝杠。
如果需要的话，为了变换马达316的旋转移动，无螺纹滚珠丝杠可以代替内螺纹紧固件352被使用。例如，三个(或更多个)滚环轴承可以被对称地布置在环绕代替外螺纹轴351的无螺纹轴的壳体中。轴承可以以相对于轴成一角度被设置，并且该角度确定每个轴回转的线性移动的方向和速率。
在一些实施例中，元件353可以在接头355处被可移动地附接到内螺纹紧固件352。接头355可以被布置为与垂直于外螺纹轴351的纵向延伸的轴线平行。
接头355可以将力从内螺纹紧固件352传输到元件353。例如，响应于内螺纹紧固件352沿着外螺纹轴351的纵向延伸的线性移动，接头355可以为元件353提供围绕垂直于外螺纹轴351的纵向延伸的轴线的圆周移动。换言之，接头355可以为元件353提供可以扫过围绕垂直于外螺纹轴351的纵向延伸的轴线限定的区域的圆周移动。
平台件354可以在接头356处被可移动地附接到元件353。如果需要的话，接头355和356都可以是可围绕由相应接头限定的平行轴线旋转的铰链型接头。在一些情况下，接头355和356中的至少一个可以包括球面轴承。在这些情况下，接头356可以被不平行于接头355地布置。
元件353可以在接头356处将力从接头355传输到平台件354。响应于元件353围绕接头355的圆周移动，平台件354可以进行围绕接头356的圆周移动。
如果需要的话，平台件354以及元件353和接头355、356可以形成适合引导内螺纹紧固件352沿着外螺纹轴351的移动的引导支架。平台件354可以防止内螺纹紧固件352围绕外螺纹轴351的旋转，由此确定内螺纹紧固件352沿外螺纹轴351的纵向延伸的方向的移动。
如在图3中示出的，平台件354可以包括接收梁341的孔。孔的中心可以限定接头357，并且平台件354可以将力从接头356传输到接头357。在一些实施例中，平台件354可以被刚性地附接到梁341，并且平台件354围绕由接头356限定的轴线的圆周移动可以导致梁341围绕接头357的旋转。因此，接头357可以响应于马达316的旋转移动而为部件340提供圆周移动。
例如，接头355、356可以包括减少移动零件之间的摩擦的任何类型的轴承。如果需要的话，接头355、356和357可以将内螺纹紧固件352的旋转移动约束为沿着外螺纹轴351的移动。
轴承可以例如为元件353提供线性移动或围绕接头355的圆周移动。接头355、356、357可以通过控制承载在被接头355、356、357连接的零件上的力的向量来防止某些移动。
如果需要的话，接头355、356可以包括关节轴承。关节轴承可以以一角度沿两个正交方向提供围绕接头355、356的圆周移动。这些轴承可以允许接头355、356、357的非平行布置。
图4图示了连接马达416与包括梁441的部件440的功率传输系统450。功率传输系统450可以包括齿轮箱417、被耦接到齿轮箱417的外螺纹轴451、内螺纹紧固件452、元件453和平台件454。
外螺纹轴451被可旋转地附接到马达416和齿轮箱417。内螺纹紧固件452被可移动地附接到外螺纹轴451。
元件453可以被布置为平行于彼此。元件453中的每一个可以包括两个端部453a、453b。每个端部453a可以在接头455处被可枢转地附接到内螺纹紧固件452，该接头455被平行于轴线Z1地布置。
平台件454可以被布置为平行于彼此。平台件454中的每一个可以分别在接头456、457处被布置在元件453与梁441之间。接头456、457可以限定轴线Z2、Z3。轴线Z2、Z3可以不平行于轴线Z1(例如，如果接头456包括球面轴承)。
功率传输系统450可以包括齿轮箱417。齿轮箱417可以被耦接到马达416。齿轮箱417可以包括齿轮组，该齿轮组将马达416的扭矩和速度转变为相对于外螺纹轴451的纵向延伸的旋转移动。被齿轮箱417传输的旋转移动可以引起外螺纹轴451的旋转移动。
在一些实施例中，内螺纹轴452可以被耦接到外螺纹紧固件451。内螺纹紧固件452可以将来自齿轮箱417的扭矩变换为沿到外螺纹轴451的纵向延伸的方向的线性力。换言之，响应于外螺纹轴451的旋转移动，内螺纹紧固件452可以沿着外螺纹轴451移动。
如果需要的话，内螺纹紧固件452可以是将外螺纹轴451的旋转移动转变为线性移动的滚珠丝杠。外螺纹轴451可以为滚珠轴承提供螺旋滚道，该外螺纹轴451可以用作精密丝杠。滚珠轴承可以被制作为紧密公差，并且可以适合于在高精度是必要的情况下使用。
在一些实施例中，元件453中的每个元件可以在端部453a处利用沿着轴线Z1的接头455被可移动地附接到内螺纹紧固件452。换言之，接头455可以沿着轴线Z1被布置，并且将力从内螺纹紧固件452传输到元件453。
响应于内螺纹紧固件452沿着外螺纹轴451的线性移动，接头455可以提供围绕轴线Z1的圆周移动。围绕轴线Z1的圆周移动可以允许元件453扫过围绕轴线Z1的区域。
平台件454可以在接头456处被可移动地附接到元件453。接头456可以限定轴线Z2。元件453可以在接头456处经由接头455将力从内螺纹紧固件452传输到平台件454。例如，响应于元件453的圆周移动，接头456可以提供围绕轴线Z2的圆周移动。因此，平台件454可以进行围绕轴线Z2的圆周移动。
如果需要的话，平台件454以及元件453可以形成适合于引导内螺纹紧固件452沿着外螺纹轴451的移动的引导支架。例如，平台件454和元件453可以抵抗被施加在内螺纹紧固件452上并且不是沿外螺纹轴451的纵向延伸的方向的力。
如图所示，平台件454可以被刚性地附接到梁441。例如，每个平台件454可以包括接收梁441的孔。换言之，平台件454可以将接头457形成为被刚性地附接到梁441的外表面的环状件。
孔的中心可以限定延伸通过接头457的轴线Z3，并且平台件454可以将力从接头456传输到接头457。平台件454可以经由接头457将接头456的旋转移动变换成梁441围绕轴线Z3的旋转。
如果需要的话，接头455、456可以包括关节轴承。关节轴承可以以一角度沿垂直于轴线Z1、Z2的两个正交方向提供围绕轴线Z1、Z2的圆周移动。所述轴承可以实现接头455、456、457被不平行地布置的群集。
在一些实施例中，功率传输系统可以部署和回收部件。图5A示出了被连接到处于部署位置的部件540的功率传输系统550，并且图5B示出了被连接到处于回收位置的部件540的功率传输系统550。
图5A和5B图示了适合于将力从产生旋转移动的马达516传输到部件540的功率传输系统550。部件540可以包括梁541和桁542，桁542被附接到梁541。
功率传输系统550可以包括齿轮箱517、外螺纹轴551、内螺纹紧固件552和元件553、554。外螺纹轴551可以被可旋转地附接到马达516，并且进行另一旋转移动。如果需要的话，外螺纹轴551可以经由齿轮箱517被可旋转地附接到马达516。
齿轮箱517可以响应于由马达516产生的旋转移动而产生另一个旋转移动。如果需要的话，齿轮箱517可以具有至少两个齿轮。例如，在第一齿轮中，齿轮箱517可以沿顺时针方向旋转外螺纹轴551。在第二齿轮中，齿轮箱517可以沿逆时针方向旋转外螺纹轴551，逆时针方向是与顺时针方向相反的方向。
在一些实施例中，齿轮箱517可以从功率传输系统550中被省略，并且马达516可以沿两个不同方向旋转。例如，马达516可以是可以通过切换流过电动马达的电流的方向来改变旋转方向的直流(DC)电动马达。
例如，DC电动马达可以具有第一和第二触点。将电源和正和负极分别连接到第一和第二触点可以沿顺时针方向旋转电动马达，而将电源的正和负极分别连接到第二和第一触点可以沿逆时针方向旋转电动马达。换言之，切换电源与电动马达之间的连接可以改变电动马达的旋转方向。
内螺纹紧固件552被可移动地附接到外螺纹轴551。内螺纹紧固件552可以响应于外螺纹轴551的旋转移动而进行沿着外螺纹轴551的线性移动。
沿第一方向旋转外螺纹轴551可以在外螺纹轴551上沿第一方向移动内螺纹紧固件552，而沿与第一方向相反的第二方向旋转外螺纹轴551可以在外螺纹轴551上沿与第一方向相反的第二方向移动内螺纹紧固件552。
例如，沿顺时针方向旋转外螺纹轴551可以在外螺纹轴551上移动内螺纹紧固件552更靠近齿轮箱517和/或马达516，而沿逆时针方向旋转外螺纹紧固件551可以在外螺纹轴551上移动内螺纹紧固件552进一步远离齿轮箱517和/或马达516。
作为另一示例，沿逆时针方向旋转外螺纹轴551可以在外螺纹轴551上移动内螺纹紧固件552进一步远离齿轮箱517和/或马达516，而沿逆时针方向旋转外螺纹紧固件551可以在外螺纹轴551上移动内螺纹紧固件552更靠近齿轮箱517和/或马达516。
元件553可以包括两个端部553a、553b，并且元件554可以包括两个端部554a、554b。端部553a可以在接头555处被可移动地附接到内螺纹紧固件552。端部553b可以在接头556处被可移动地附接到端部554a，并且端部554b可以在接头557处被刚性地附接到部件540的梁541。
如果需要的话，接头555、556可以包括关节轴承。在一些实施例中，接头555或556中的至少一个可以包括铰链。
元件553可以将力从接头555传输到接头556。元件554可以将力从接头556传输到接头557。例如，接头555可以经由内螺纹紧固件552的线性移动将外螺纹轴551的旋转移动变换成元件553围绕接头555的圆周移动。
接头556可以将元件553的圆周移动变换成元件554围绕接头556的圆周移动，并且接头557可以将元件554的圆周移动变换成梁541的旋转移动。梁541的旋转移动导致桁542的圆周移动，并且由此导致部件540的圆周移动。
例如，在接头557处被刚性地附接到元件554的梁541可以进行围绕由接头557限定的轴线的旋转。桁542可以被附接到梁541。例如，桁542可以被附接到梁541，使得桁542的纵向延伸垂直于梁541的纵向延伸。在该示例中，梁541的旋转可以引起桁542的圆周移动。
根据一些实施例，功率传输系统550可以包括被附接到内螺纹紧固件552的引导支架。例如，引导支架可以通过防止内螺纹紧固件552与外螺纹轴551同时的旋转移动来引导内螺纹紧固件552沿着外螺纹紧固件551的纵向延伸的线性移动。换言之，引导支架可以防止被施加于内螺纹紧固件552并且不是沿外螺纹紧固件551的纵向延伸的方向的力。
图5A示出了处于部署位置的部件540。在部件540的部署期间，外螺纹轴551可以旋转，使得内螺纹紧固件552移动更靠近马达516和/或齿轮箱517。内螺纹紧固件552可以经由接头555拉动元件553，使得元件553移动到其纵向延伸被平行于外螺纹轴551的纵向延伸地布置的位置内。
元件553可以经由接头556拉动元件554，使得元件554移动到垂直于外螺纹轴551的纵向延伸的位置内。因此，元件554可以经由接头557旋转梁541。
如图所示，桁542可以被附接到梁541，使得桁542的纵向延伸垂直于梁541的纵向延伸。因此，梁541的旋转可以引起桁542从回收位置到部署位置的圆周移动。
图5B示出了处于回收位置的部件540。在部件540的回收期间，外螺纹轴551可以旋转，使得内螺纹紧固件552移动进一步远离马达516和/或齿轮箱517。内螺纹紧固件552可以经由接头555拉动元件553，使得元件553移动到其纵向延伸被不平行于外螺纹轴551的纵向延伸地布置的位置内。
响应于内螺纹紧固件552沿着外螺纹轴551的纵向延伸远离马达516和/或齿轮箱517的线性移动，接头555可以为元件553提供圆周移动。
响应于元件553的圆周移动，元件554可以进行围绕接头556的圆周移动，并且元件554可以经由接头557旋转梁541。
如图所示，桁542可以被附接到梁541，使得桁542的纵向延伸垂直于梁541的纵向延伸。因此，梁541的旋转可以引起桁542从部署位置到回收位置的圆周移动。
图6A和6B图示了连接马达616与处于回收位置的部件640的功率传输系统650，该回收位置有时也被称为部件640的收起位置。
部件640可以包括梁641和桁642，桁642被附接到梁641。例如，桁642可以被附接到梁641，使得梁641的旋转移动导致桁642的圆周移动。
功率传输系统650可以包括外螺纹轴651、内螺纹紧固件652和元件653、654。外螺纹轴651可以被可旋转地附接到马达616。内螺纹紧固件652可以被可移动地附接到外螺纹轴651。
元件653可以在接头655处被可移动地附接到内螺纹紧固件652。元件654可以在接头656处被可移动地附接到元件653，并且在接头657处被刚性地附接到梁641。
轴线Y1可以被限定为是沿外螺纹轴651的纵向延伸的方向。轴线X1可以被限定为是在与元件653相同的平面中，垂直于通过接头655的轴线Y1。轴线X2可以被限定为是在与元件653相同的平面中，并且穿过接头655和656。轴线X3可以被限定为是在与元件653相同的平面中，并且穿过接头656和657。
换言之，轴线X1在接头655处与轴线X2相交，并且轴线X2在接头656处与轴线X3相交。轴线Y2可以被限定为是在与元件653相同的平面中，垂直于通过梁641的旋转轴线的轴线X2。轴线Y3可以被限定为是在与元件653相同的平面中，垂直于通过接头655的轴线X3。
内螺纹紧固件652可以将来自马达616的扭矩变换成沿轴线Y1的方向的线性力。因此，响应于外螺纹轴651的旋转，内螺纹紧固件652可以沿着轴线Y1移动。
在一些实施例中，在部件640的回收位置中，当内螺纹紧固件652沿着轴线Y1线性地移动更靠近马达616时，接头655可以为元件653提供圆周移动。换言之，如在图6A和6B中示出的，元件653可以随着圆周移动从轴线Y1移动。响应于元件653的圆周移动，轴线X2和轴线Y1可以限定角度γ。
当元件653扫过由角度γ限定的区域时，元件654可以进行线性和圆周移动两者。角度β可以被限定在轴线X2与轴线Y3之间，并且角度δ可以被限定在轴线X1与轴线Y3之间。
如在图6B中示出的，内螺纹紧固件652可以将来自马达616的扭矩变换成沿轴线Y1的方向的线性力F1。如在图6A和6B中示出的，响应于力F1，内螺纹紧固件652可以沿着外螺纹轴651沿轴线Y1的方向移动更靠近马达616。
接头655可以将力F1变换成力F2。力F2可以允许元件653进行围绕接头655的圆周移动。
为内螺纹紧固件652的线性移动提供的力F1与为元件653的圆周移动提供的力F2之间的关系可以利用公式1、2和3被限定如下：
F2X2＝F1X1cos(90-γ)+F1Y1sin(90-γ) (1)
F2Y2＝-F1X1sin(90-γ)+F1Y1cos(90-γ) (2)
Figure BDA0002309074140000171
其中F1X1、F1Y1分别是沿着轴线X1和Y1的力F1的分量，并且F2X2和F2Y2分别是沿着轴线X2和Y2的力F2的分量。
元件653可以在接头656处将力F2传输到元件654。接头656可以将力F2变换成平行于轴线Y3的力F3。因此，元件654可以进行围绕接头656的圆周移动。
为元件653的圆周移动提供的力F2与为元件654的圆周移动提供的力F3之间的关系可以利用公式4、5和6被限定如下：
F3X3＝F2Y2cosβ-F2X2sinβ(4)
F3Y3＝-F2X2cosβ-F2Y2sinβ(5)
Figure BDA0002309074140000172
其中F2X2、F2Y2分别是沿着轴线X2和Y2的力F2的分量，并且F3X3和F3Y3分别是沿着轴线X3和Y3的力F3的分量。
在一些实施例中，响应于元件654的圆周移动，来自内螺纹紧固件652的力F1与为元件654的圆周移动提供的力F3之间的关系可以利用公式7、8和9被限定如下：
F3X3＝F1x1cos(90-δ)+F1Y1sin(90-δ) (7)
F3Y3＝-F1X1sin(90-δ)+F1Y1cos(90-δ) (8)
Figure BDA0002309074140000181
其中F1X1、F1Y1分别是沿着轴线X1和Y1的力F1的分量，并且F3X3和F3Y3分别是沿着轴线X3和Y3的力F3的分量。
在一些角度δ处，元件653可以在接头656处不完全将力F1传输到元件654。因此，力F3可以响应于元件653的圆周移动而低于力F1。
如果需要的话，当角度δ在60°与90°之间时，元件654可以传输力F3。在一些实施例中，基于部件640的回收和/或部署位置和/或基于内螺纹紧固件652在外螺纹轴651上的位置，角度δ可以在30°和60°之间。
应当注意，上面描述的实施例仅仅出于说明性目的而被描述，而非为了将本发明限制于此。替代地，所呈现的实施例的多种修改和改变是可能的，并且因此应当也被认为是本发明的一部分。
例如，图3的功率传输系统350被示为具有在接头356处被附接到彼此的一个元件353和一个平台件354。然而，图3的功率传输系统350可以具有被附接到任何数量的平台件354的任何数量的元件353。
例如，图3的功率传输系统350可以具有在接头356处被附接到一个平台件354的两个元件353、或在接头356处被附接到五个平台件354的五个元件353等。
作为另一示例，图5A和5B的功率传输系统550被示为具有在接头556处被附接到彼此的一个元件553和一个元件554。然而，图5A和5B的功率传输系统550可以包括任何数量的元件553、554。
例如，图5A和5B的功率传输系统550可以包括被平行于彼此地布置的三个元件553和在三个接头556处被平行地附接到三个元件553的三个元件554。
此外，如果需要的话，接收梁341、441的平台件354和/或454可以具有任何形状，包括多边形、不规则或略圆的形状，诸如三角形、矩形、梯形、圆形、卵形、椭圆形或沙漏形状。
此外，功率传输系统250、350、450、550、650的描述并说明的构造能够被任意地改变而不影响其基础功能性。因此，元件和平台件的对应构造能够根据需要被适应，等等。
此外，功率传输系统550的部件可以被布置为使得在图5A中示出的部件540的部署期间代替移动更靠近马达516和/或齿轮箱517，内螺纹紧固件552可以移动进一步远离马达516和/或齿轮箱517。
类似地，功率传输系统550的部件可以被布置为使得在图5B中示出的部件540的回收期间代替移动进一步远离马达516和/或齿轮箱517，内螺纹紧固件552可以移动更靠近马达516和/或齿轮箱517。

Claims (14)

1.一种适于将力从产生第一旋转移动的马达(516)传输到部件(540)的功率传输系统(550)，包含：
外螺纹轴(551)，所述外螺纹轴(551)被配置为被可旋转地附接到所述马达(516)，并且进行第二旋转移动；
内螺纹紧固件(552)，所述内螺纹紧固件(552)被可移动地附接到所述外螺纹轴(551)，并且响应于所述第二旋转移动而进行沿着所述外螺纹轴(551)的移动；
第一元件(553)，所述第一元件(553)包含：
第一端部(553a)，所述第一端部(553a)在第一接头(555)处被可移动地附接到所述内螺纹紧固件(552)，以及
第二端部(553b)；以及
第二元件(554)，所述第二元件(554)包含：
平台件(454)，所述平台件(454)具有第一端部(456、554a)和第二端部(554b)，其中
所述第一端部(554a)在第二接头(556)处被可移动地附接到所述第一元件(553)的所述第二端部(553b)，其中所述第一元件(553)将所述力从所述第一接头(555)传输到所述第二接头(556)，并且
所述第二端部(554b)适于在第三接头(557)处被刚性地附接到所述部件(540)，其中所述平台件(454)通过将所述第二接头(456、556)的旋转移动变换成所述部件(540)的旋转而将所述力从所述第二接头(556)传输到所述第三接头(557)。
2.根据权利要求1所述的功率传输系统(550)，其中所述第一接头(555)将所述第二旋转移动变换成所述第一元件(553)围绕所述第一接头(555)的第一圆周移动，并且其中所述第二接头(556)将所述第一元件(553)的所述第一圆周移动变换成所述第二元件(554)围绕所述第二接头(556)的第二圆周移动。
3.根据权利要求2所述的功率传输系统(650)，其中第一轴线(X1)是在与所述第一元件(653)相同的平面中，垂直于所述外螺纹轴(651)的纵向延伸并且行进通过所述第一接头(655)，其中第二轴线(Y3)是在与所述第一元件(653)相同的平面中，垂直于所述第二元件(654)并且行进通过所述第一接头(655)，并且其中所述第一轴线(X1)和所述第二轴线(Y3)限定响应于所述第一圆周移动而改变的角度(δ)。
4.根据权利要求3所述的功率传输系统(650)，其中所述第一接头(655)在所述角度(δ)处经由所述第一元件(653)将所述力中的第一力传输到所述第二接头(656)。
5.根据权利要求4所述的功率传输系统(650)，其中所述角度(δ)在60°与90°之间。
6.根据权利要求4所述的功率传输系统(650)，其中所述角度(δ)在30°与60°之间。
7.根据权利要求1所述的功率传输系统(550)，进一步包含
齿轮箱(517)，所述齿轮箱(517)响应于所述第一旋转移动而产生所述第二旋转移动。
8.根据权利要求1所述的功率传输系统(450)，进一步包含：
引导支架(454)，所述引导支架(454)被附接到所述内螺纹紧固件(452)。
9.根据权利要求8所述的功率传输系统(450)，其中所述引导支架(454)适于引导所述内螺纹紧固件(452)沿着所述外螺纹轴(451)的移动。
10.根据权利要求1所述的功率传输系统(550)，其中所述第一或第二接头(555、556)中的至少一个包括关节轴承。
11.根据权利要求1所述的功率传输系统(450)，进一步包含：
第三元件(453)，所述第三元件(453)包含：
第一端部(453a)，所述第一端部(453a)在第四接头(455)处被可移动地附接到所述内螺纹紧固件(452)，所述第四接头(455)在与所述第一接头(455)相对的侧面上被定位在所述内螺纹紧固件(452)上，以及
第二端部(453b)；以及
额外的平台件(454)，所述额外的平台件(454)在第五接头(456)处被可移动地附接到所述第三元件的所述第二端部(453b)并且适于被附接到所述部件(440)，其中所述第一和第三元件以及所述平台件(454)和所述额外的平台件(454)形成适于引导所述内螺纹紧固件(452)沿着所述外螺纹轴(451)移动的引导支架。
12.一种直升机(200)，包含机身(220)、经由部件(240、540)被连接到所述机身(220)的外部负载装置、以及根据权利要求1所述的功率传输系统(250、550)。
13.根据权利要求12所述的直升机(200)，其中所述部件(540)进一步包含：
梁(441、541)，所述梁(441、541)在所述第三接头(557)处被刚性地附接到所述平台件(454、554)。
14.根据权利要求13所述的直升机(200)，其中所述部件(540)进一步包含：
桁(542)，所述桁(542)被附接到所述梁(541)，其中所述梁(541)的旋转引起所述桁(542)的圆周移动。
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