[发明专利]椭圆对接齿轮辅助制动系统

说明书

本公开涉及一种椭圆对接齿轮辅助制动系统。该系统可包括联接有输入齿轮的输入轴、摆盘、具有反作用齿轮的转子以及致动的制动机构或者制动器。所述输入轴可限定旋转轴线，并且所述摆盘可具有相对于所述旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线。布置在所述摆盘的一个表面上的一组面齿可与所述输入齿轮部分地啮合，并且所述摆盘的相对表面上的一组摆动齿可与所述反作用齿轮部分地啮合。所述输入轴的旋转可由此致使所述摆盘和转子旋转。所述制动器可与所述转子配合，并且当致动时使所述转子相对于所述输入轴减慢。然后，所述摆动齿的表面和反作用齿的表面之间的滚动接触力可引起所述摆盘的章动，由此耗散旋转能量。

技术领域

本公开涉及制动。更具体地，公开的实例涉及使用椭圆对接齿轮机构来使旋转物体减速以耗散旋转能量的系统和方法。

背景技术

制动系统对许多机器而言是至关重要的。通常使用摩擦式制动器，诸如盘式制动器或鼓式制动器。如名称所示，摩擦式制动器使用摩擦来使旋转运动减慢。卡钳、杠杆臂或其他机构迫使垫或蹄与旋转的转子或鼓进行摩擦接触，从而将旋转动能转化为热能。垫和蹄因为热损坏或磨损损坏而常常是短寿命部件，并且可能需要定期更换。

飞行器特别要求来自制动系统的高性能。在不利的条件下，常规制动系统所生成的热量可能变得难以管理。减少热输出可能是指改进部件的安全性并提高使用寿命。另外，确保乘客安全性会促使飞行器制动系统的多重冗余，而空间和重量是飞行器设计所渴求的。组合起来，这些致使更轻且更紧凑的制动器是高度期望的。

本公开还涉及被称为摆盘机构的类型的椭圆对接齿轮机构。历史上，摆盘机构似乎是朝向转矩密度较高的驱动器的有希望的途径。在摆盘机构中，一个齿轮(例如转子齿轮)围绕另一齿轮(例如定子齿轮)章动。令人惊奇的是，摆盘机构还可提供朝向紧凑型制动器的途径，这将下面更详细地理解。现有摆盘机构的实例在美国专利公开号US20140285072和US20150015174中公开。更老的系统在US2275827和US3249776中公开。

关于这些及其他考虑，呈现了本文中作出的公开内容。

发明内容

本公开教导摩擦式制动器与摆盘机构的组合以提供紧凑的制动模块。所述摩擦式制动器用于激活或禁用所述制动模块，但大部分制动动作由新型摆盘机构执行。所述制动器与所述摆盘机构的组合提供了一种椭圆对接齿轮辅助制动系统。公开的系统可包括联接有输入齿轮的输入轴、摆盘、具有反作用齿轮的转子以及致动的制动机构或者制动器。输入齿轮、摆盘和转子可呈环形，并且所述输入轴可延伸穿过所述输入齿轮、摆盘和转子中的每者。所述输入齿轮可与所述反作用齿轮相对地布置，并且所述摆盘被卡在所述输入齿轮和所述反作用齿轮之间。

所述输入轴可限定旋转轴线，并且所述摆盘可具有相对于所述旋转轴线以非零角度布置的摆动轴线。布置在所述摆盘的一个表面上的一组面齿可部分地与所述输入齿轮啮合，并且所述摆盘的相对表面上的一组摆动齿可部分地与所述反作用齿轮啮合。所述输入轴的旋转可由此致使所述摆盘和转子旋转。所述制动器可安装至外部结构并与所述转子配合。当致动时，所述制动器可使所述转子相对于所述输入轴减慢。然后，所述摆动齿的表面和反作用齿的表面之间的滚动接触力可引起所述摆盘的章动，由此耗散旋转能量。

上文描述的制动系统元件很好地运作为设计成互连的模块，使得一个这样的制动模块可以添加至另一个这样的制动模块。所述输入轴可具有两端，一端为花键且另一端为配对花键。当两个制动模块沿着共享的旋转轴线对准时，一个模块的所述花键可与第二模块的所述配对花键配合。这种配合可将两个输入轴直接联接，使得第一输入轴的旋转可导致第二输入轴的旋转。所述输入轴的花键也可与交通工具的轮配合，使得所述输入轴和所述轮被直接联接并且沿着共享的旋转轴线被对准。