本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)輥，例如用于驅(qū)動(dòng)交通工具(諸如飛行器)的輪旋轉(zhuǎn)。

背景技術(shù)：

多種原因造成飛行器制造商試圖機(jī)動(dòng)化飛行器輪，特別地通過使用具有電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器。這種機(jī)動(dòng)化帶來顯著的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)(燃料消耗減少、在滑行期間減少噪音等)，并且能執(zhí)行新的功能：在其推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)不操作的同時(shí)移動(dòng)飛行器，反向滑行，在飛行器在地面上的同時(shí)遙控飛行器等。

設(shè)計(jì)者和系統(tǒng)集成者已經(jīng)研究了用來驅(qū)動(dòng)飛行器起落架輪的致動(dòng)器的許多架構(gòu)。

在第一類型的架構(gòu)中，用來驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的致動(dòng)器包括：無刷電動(dòng)馬達(dá)；具有兩個(gè)減速級(jí)的減速齒輪箱；離合器裝置；以及第三減速級(jí)，其經(jīng)由連桿驅(qū)動(dòng)該輪在切向旋轉(zhuǎn)。在那種類型的架構(gòu)中，相對(duì)大量的零件永久地連接到輪并且經(jīng)受與輪相同的機(jī)械應(yīng)力(加速度、振動(dòng)、沖擊等)，從而增加了驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器操作的可靠性的難度，并且更通常用于由致動(dòng)器執(zhí)行的驅(qū)動(dòng)該輪的功能。

在第二類型的架構(gòu)中，由連桿的作用替換離合器裝置，連桿聯(lián)接和分開減速齒輪箱和輪。那種類型的架構(gòu)在機(jī)械上是復(fù)雜的并且不是很結(jié)實(shí)。而且，連桿的不準(zhǔn)確定位，特別是當(dāng)起落架和輪變形時(shí)以速度聯(lián)接時(shí)，使得需要使用聯(lián)接桿，聯(lián)接桿體積較大并且因此難以集成在輪與起落架腿之間。

在第三類型的架構(gòu)中，致動(dòng)器包括：無刷電動(dòng)馬達(dá)；減速單元，其包括齒輪箱和連接到減速齒輪箱的出口的小齒輪；小齒輪與緊固到輪輞上的齒環(huán)嚙合。通過在徑向移動(dòng)減速單元更靠近或更遠(yuǎn)離輪，使致動(dòng)器相對(duì)于輪接合和脫離接合，從而能使小齒輪與齒環(huán)嚙合或者與齒環(huán)分開。這種架構(gòu)出現(xiàn)扭矩傳輸振蕩，從而縮短傳動(dòng)系的壽命。

為了補(bǔ)救上述缺陷，已經(jīng)提議使用驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器架構(gòu)，其涉及一個(gè)或多個(gè)摩擦輥，摩擦輥與用于將摩擦輥壓靠到輪上或滑軌(或環(huán))上的裝置相關(guān)聯(lián)，滑軌安裝于輪輞上，以便造成輪轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)輥本身的設(shè)計(jì)需要符合適用于安裝到起落架底部的設(shè)備的特別嚴(yán)格的要求，其中設(shè)備的集成必須結(jié)實(shí)，面對(duì)輪輞特別地要經(jīng)受相對(duì)大量變形的情況，并且設(shè)備必須耐受著陸時(shí)相對(duì)高水平?jīng)_擊和振動(dòng)并且同時(shí)耐受在著陸后的制動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種驅(qū)動(dòng)輥，其適合于驅(qū)動(dòng)飛行器輪旋轉(zhuǎn)，盡管輥與輪輞經(jīng)受相對(duì)移動(dòng)，并且其在機(jī)械上是結(jié)實(shí)的以便得到足夠長的壽命。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明提出了一種驅(qū)動(dòng)輥，包括：

中心轂；

主體，其繞中心轂延伸，主體由可變形材料制成；

可變形帶，其在驅(qū)動(dòng)輥的圓周上圍繞主體延伸；以及

第一剛性翅片和第二剛性翅片，它們交替地排列并且在主體內(nèi)側(cè)在中心轂與可變形帶之間徑向地延伸，每個(gè)第一翅片具有緊固到中心轂的近端，并且每個(gè)第二翅片具有靠近可變形帶延伸的遠(yuǎn)端。

驅(qū)動(dòng)輥有利地用來與剛性運(yùn)行軌道協(xié)作，剛性運(yùn)行軌道具有起伏并且安裝于飛行器起落架的輪輞上。

布置于驅(qū)動(dòng)輥的圓周上的可變形帶和可變形主體用來補(bǔ)償由致動(dòng)該系統(tǒng)的徑向力將輥壓靠在軌道上時(shí)在驅(qū)動(dòng)輥與運(yùn)行軌道之間的相對(duì)移動(dòng)。

剛性翅片和由可變形材料制成的主體的組合使得扭矩的一部分能通過與運(yùn)行軌道的起伏協(xié)作而傳輸，而其余扭矩通過在周圍的可變形材料與運(yùn)行軌道之間的摩擦而傳輸。這用來減小為了傳輸給定水平的扭矩將需要在驅(qū)動(dòng)輥上形成的徑向力。主體的變形也使得能增加在驅(qū)動(dòng)輥與運(yùn)行軌道之間的接觸面積，并且進(jìn)一步減小在驅(qū)動(dòng)輥內(nèi)部的局部應(yīng)力。減小這些應(yīng)力使得驅(qū)動(dòng)輥更結(jié)實(shí)并且給予它更長的壽命。

本發(fā)明還提出了一種用于驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括如上文所 描述的驅(qū)動(dòng)輥和安裝于輪上的運(yùn)行軌道，運(yùn)行軌道具有呈起伏形式的障礙物。

附圖說明

鑒于參考附圖所給出的下文的描述，將更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)輥的透視圖，其中驅(qū)動(dòng)輥處于與安裝于輪輞上的運(yùn)行軌道接合的位置，在圖1中可以看到輥的第一側(cè)腹面(flank)；

圖2是圖1的輥的面圖，移除了第一側(cè)腹面以便顯露出驅(qū)動(dòng)輥的內(nèi)側(cè)；以及

圖3是處于接合位置的輥的內(nèi)側(cè)的片段面圖，同時(shí)向輥施加徑向力。

具體實(shí)施方式

參考圖1至圖3，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)輥1在此示例中與剛性運(yùn)行軌道2協(xié)作以形成用來驅(qū)動(dòng)飛行器起落架輪旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)。

剛性運(yùn)行軌道2構(gòu)成環(huán)，環(huán)與輪同軸地安裝于輪輞的內(nèi)側(cè)面上，當(dāng)輪安裝于起落架底部時(shí)，輪輞的內(nèi)側(cè)面朝向飛行器起落架的腿。

驅(qū)動(dòng)輥1，當(dāng)如圖1和圖3所示定位于接合位置時(shí)，與形成于運(yùn)行軌道2上的障礙物協(xié)作，在此示例中，這些障礙物由在運(yùn)行軌道2的圓周上延伸的起伏3構(gòu)成。

在閑置時(shí)，驅(qū)動(dòng)輥1呈現(xiàn)大體上繞軸線X的閉合圓柱型式的外形，閉合圓柱具有高度h和外側(cè)半徑R。高度h優(yōu)選地小于外徑R，從而給予驅(qū)動(dòng)輥1平坦形狀。

驅(qū)動(dòng)輥1具有中心轂4、主體5、側(cè)腹面6(它們之一并未在附圖中示出，因?yàn)槠湮挥诳床坏降妮伒南鄬?duì)面上)和薄可變形帶8，薄可變形帶8較強(qiáng)，對(duì)抗壓縮和剪切應(yīng)力(高切向剛度)。

中心轂4具有金屬部分，金屬部分具有繞軸線X的大體上管狀形狀，并且具有高度h。在中心轂4的主要部分9內(nèi)側(cè)，結(jié)合了帶有溝槽的凹型插座11。這種帶有溝槽的凹型插座11用來接納驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸本身連接到減速齒輪裝置12(在圖1中可以看到)用來驅(qū)動(dòng)該驅(qū)動(dòng)輥1旋轉(zhuǎn)，從而將驅(qū) 動(dòng)扭矩傳輸?shù)捷啠⑶因?qū)動(dòng)該輪旋轉(zhuǎn)。

由可變形材料制成的主體5繞中心轂4延伸。在此示例中，可變形材料為不可壓縮的材料，適于經(jīng)受高水平的壓縮。在此示例中，可變形材料具體地為彈性體型材料。

側(cè)腹面6為金屬側(cè)腹面，用來防止形成主體5的可變形材料沿著軸線X在軸向膨脹，并且用來增加驅(qū)動(dòng)輥1在壓縮時(shí)的剛性并且因此用來增加其不僅耐受壓縮應(yīng)力而且也耐受剪切應(yīng)力(切向應(yīng)力)的能力。側(cè)腹面緊固到中心轂4。

可變形帶8繞主體5在驅(qū)動(dòng)輥1的圓周上延伸，或者換言之，其在構(gòu)成驅(qū)動(dòng)輥1外形的圓柱的外圓柱形表面上延伸。在此示例中，可變形帶8由編織金屬絲制成。

第一剛性翅片17和第二剛性翅片18在徑向延伸并且以有規(guī)律的間隔排列并且在主體5中在中心轂4與可變形的帶8之間交替排列。術(shù)語“交替排列”用來表示每個(gè)第一翅片17定位于兩個(gè)第二翅片18之間，并且每個(gè)第二翅片18定位于兩個(gè)第一翅片17之間。第一翅片17和第二翅片18嵌入于形成主體5的可變形材料中。

每個(gè)第一翅片17具有緊固到中心轂4的近端17a。在本示例中，第一翅片17與中心轂4一體地制成。每個(gè)第一翅片17具有比主體5厚度更小的第一長度(主體的所述厚度等于在第一半徑R與第二半徑r之間的差)，因此當(dāng)可變形帶8與運(yùn)行軌道2接觸同時(shí)徑向力Er施加到驅(qū)動(dòng)輥1和主體5的可變形材料時(shí)，能避免在第一翅片17與可變形帶8之間的任何接觸。

每個(gè)第二翅片18具有靠近可變形帶8延伸的遠(yuǎn)端18b?？勺冃螏?因此包含在向驅(qū)動(dòng)輥1和因此主體5的可變形材料施加徑向力Er時(shí)在每個(gè)翅片18之間的間距。因此驅(qū)動(dòng)輥1的周向剛性在主體5的周圍增加。每個(gè)第二翅片18具有小于主體5厚度的第二長度。當(dāng)徑向力Er施加到驅(qū)動(dòng)輥1和因此主體5的可變形材料時(shí)，第二翅片18因此可以在徑向移動(dòng)，同時(shí)避免與中心轂4的任何干涉。

第一翅片17和第二翅片18與主體5的可變形材料的組合允許扭矩的 一部分通過摩擦傳遞，并且一部分通過嚙合來傳遞，其中由于在運(yùn)行軌道2的起伏3與壓縮于起伏3之間的主體5的可變形材料之間的干涉，徑向力Er轉(zhuǎn)變?yōu)榍邢蛄?。在徑向力下可變形材料的移?dòng)也用來增加在驅(qū)動(dòng)輥1與運(yùn)行軌道2之間的接觸面積。第一翅片17和第二翅片18和主體5的可變形材料的組合也用來改進(jìn)繞主體5的可變形材料的軸線X的扭轉(zhuǎn)剛性并且因此通過主要以壓縮而不是剪切來工作，改進(jìn)了主體5傳輸扭矩(切向力或剪切力)的能力。

有利地，對(duì)應(yīng)于第二翅片18之間的間距的有角度的節(jié)距對(duì)應(yīng)于起伏3的節(jié)距。

第一可變形腔20在第一翅片17中每一個(gè)的遠(yuǎn)端17b附近延伸。更精確地，每個(gè)第一翅片17的遠(yuǎn)端17b通向相對(duì)應(yīng)的第一腔20內(nèi)。

在此示例中，每個(gè)第一腔20由緊固于第一翅片17的遠(yuǎn)端17b的金屬插件21限定。在閑置時(shí)，第一腔20具有橢圓形狀，其長方向在徑向延伸。第一腔20被填充空氣(或者填充剛度小于主體5的可變形材料剛度的材料)。在將徑向力Er施加到驅(qū)動(dòng)輥1和因此主體5的可變形材料上時(shí)它們變形，并且它們?nèi)缓髢A向于呈現(xiàn)圓形形狀。第一腔20因此通過側(cè)腹面6將壓力施加在軸線X下方包含的主體5的可變形材料上，從而增加了施加到主體5的可變形材料上的壓力并且因此在位于第二翅片18之間的區(qū)域中在切向方向(或扭轉(zhuǎn)方向)和在側(cè)腹面6之間在軸向方向(或壓縮方向)上增加其剛度。

驅(qū)動(dòng)輥1傳輸扭矩的能力因此得到改進(jìn)并且增加了驅(qū)動(dòng)輥1在扭轉(zhuǎn)和壓縮時(shí)的剛性。

第二可變形腔24在第二翅片18中每一個(gè)的近端18a處延伸。每個(gè)第二腔24由袋狀結(jié)構(gòu)25形成，袋狀結(jié)構(gòu)25布置于主體5的可變形材料中并且抵靠中心轂4在兩個(gè)第一翅片17的近端17a之間延伸。第二腔24至少部分地被填充液壓流體或者某些其它材料。液壓歧管提供在第二腔24之間的流體流動(dòng)連接，即，用來在相鄰第二腔24之間分配液壓流體。

在向驅(qū)動(dòng)輥1施加徑向力Er時(shí)，垂直于驅(qū)動(dòng)輥1與運(yùn)行軌道2之間的 接觸定位的第二翅片18在徑向朝向中心轂4的中心縮回對(duì)應(yīng)于主體5的可變形材料轉(zhuǎn)移的距離。然后第二翅片18壓縮位于其近端18a的第二腔24，從而具有經(jīng)由液壓歧管增加相鄰第二可變形腔24中壓力的效果。在相鄰第二可變形腔24中的這種壓力的升高具有以下不利效果：造成相鄰的第二翅片18突出并且拉伸位于相鄰第二翅片18的遠(yuǎn)端18b處的主體5的可變形材料直到它們接觸可變形帶8和因此接觸運(yùn)行軌道2。接觸運(yùn)行軌道2(經(jīng)由可變形帶8)的主體5的可變形材料面積因此增加，從而用來分配徑向力Er，徑向力Er在主體5的可變形材料的更大角度部分上傳輸并且減小在主體5的可變形材料內(nèi)的局部應(yīng)力。而且，與驅(qū)動(dòng)輥1接觸的運(yùn)行軌道2的起伏3數(shù)量也增加，從而改進(jìn)了起伏3的接觸比例并且優(yōu)化了通過干涉?zhèn)鬏數(shù)呐ぞ氐男Ч头謹(jǐn)?shù)。而且，在可變形材料帶8與運(yùn)行軌道之間的接觸面積也增加，因此具有減小局部剪切應(yīng)力(或者扭轉(zhuǎn)應(yīng)力)的有利效果，這歸因于在可變形材料的薄帶8中傳輸扭矩。

本發(fā)明并不限于上文所描述的特定實(shí)施例，而是相反涵蓋屬于權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的任何變型。

輥主體的可變形材料并非必需是彈性體。

指出了每個(gè)第二翅片具有在可變形帶附近延伸的遠(yuǎn)端。應(yīng)注意到第二翅片的遠(yuǎn)端可選地緊固到可變形帶。它們可以特別地緊固到可變形帶本身的加強(qiáng)件上或者實(shí)際上固定到位于構(gòu)成主體5與帶8的兩種材料周圍的任何其它加強(qiáng)件。

盡管指出了在此示例中可變形帶由編織金屬絲制成，可變形帶也可以使用任何其它類型可變形材料制成，并且特別地其可以包括任何類型的加強(qiáng)件；編織或非編織、嵌入、由金屬或陶瓷制成、包括任何類型的單向或多向加強(qiáng)材料等。

盡管陳述了側(cè)腹面為金屬側(cè)腹面，它們也優(yōu)選地使用一種或多種其它材料制成：復(fù)合材料、加強(qiáng)材料、纖維材料等。

盡管陳述了第二可變形腔中每一個(gè)由布置于可變形材料中的袋狀結(jié)構(gòu)形成，它們完全可以僅由第二翅片的第二端處的中空空間構(gòu)成。

盡管陳述了運(yùn)行軌道具有起伏，其可以完全是光滑的或者實(shí)際上是粗糙的但沒有起伏。

盡管本文描述了包括一個(gè)輥和一個(gè)軌道的系統(tǒng)，本發(fā)明可以自然地通過使多個(gè)輥與多個(gè)軌道相關(guān)聯(lián)而實(shí)施。

指出了第二腔經(jīng)由液壓歧管而彼此流體流動(dòng)連接。應(yīng)注意到并非所有第二腔彼此經(jīng)由相同歧管流體流動(dòng)連接并且多個(gè)歧管能使相應(yīng)多個(gè)相鄰第二腔互連。而且，流體流動(dòng)連接并非必需經(jīng)由液壓歧管得到，而是可以經(jīng)由校準(zhǔn)的收縮系統(tǒng)或經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)噴嘴而得到。