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。
技术实现要素：
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。
一种用于操作椭圆对接齿轮辅助制动系统的方法可包括：将旋转物体固定至输入齿轮，使得输入齿轮绕着共享的旋转轴线而居中。所述方法可包括：将所述输入齿轮与摆盘上的多个面齿接合；以及将所述摆盘上的其他多个摆动齿与反作用齿轮接合。所述方法可进一步包括：使所述摆盘相对于所述旋转轴线以非零角度悬置；以及将所述反作用齿轮布置在转子的面上。所述方法可包括：制动所述转子，由此引起所述摆盘的章动。
本公开提供了各种设备及其使用方法。在一些实例中，制动系统可包括输入齿轮、摆盘以及反作用齿轮。在一些实例中，制动所述反作用齿轮可致使所述摆盘绕着所述反作用齿轮章动。在一些实例中，所述摆盘、输入齿轮和反作用齿轮均可包括具有设计成限制偏心力的形状的一组齿。
特征、功能和优点可在本公开的各种实例中独立地实现，或者可在其他实例中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图看到。
附图说明
图1是根据本公开的制动模块组件的部件的等距分解图。
图2是从相反方向观察的图1所示部件的等距分解图。
图3是彼此相邻的图1至图2所示类型的两个制动模块组件的横截面图。
图4是飞机的一部分的横截面图，包括显示组装好的检修制动器、图1至图2所示类型的四个制动模块组件、轮毂和轮。
图5是图1至图4中示出的摆盘的侧视图。
图6是图5中示出的摆盘的正视图。
图7是图5至图6中示出的摆盘的后视图。
图8是图1至图4中示出的输入轴的侧视图。
图9是图8中示出的输入轴的后视图。
图10是图8至图9中示出的输入轴的正视图。
图11是图1至图4中示出的转子轴的侧视图。
图12是图11中示出的转子的后视图。
图13是图10至图11中示出的转子的正视图。
图14是图1至图4中示出的后壳体的正视图。
图15是图14中示出的后壳体的后视图。
图16是图14至图15中示出的后壳体的侧视图。
图17是图1至图4中示出的前壳体的侧视图。
图18是图17中示出的前壳体的正视图，前壳体的后视图类似于图14。
请注意，附图各页之间的相对比例不同，使得图中的各种细节更容易地明显化。
具体实施方式
涉及椭圆对接齿轮辅助制动系统的设备和方法的各种实例在下面描述并在关联的附图中说明。除非另外指明，设备或方法和/或其各种部件可(但不要求)包含以下至少一者：结构、部件、功能和/或描述、说明和/或并入本文的变型。此外，结构、部件、功能和/或描述、说明和/或并入本文中的变型结合本教导可(但不要求)被包括在其他类似的设备或方法中。各种实例的以下描述自然仅仅是示例性的并且决不旨在限制公开内容、应用或用途。另外，如下面描述的实例提供的优点自然是说明性的，并不是所有实例都提供相同的优点或相同程度的优点。
该制动系统或制动模块的一个实例可以从图1和图2中的不同角度看到，制动模块大体以10指示。制动模块10可包括制动器12、包括反作用齿轮16的环形制动转子14、输入轴18、输入齿轮20和环形摆盘22。输入轴可延伸穿过转子14和输入齿轮20，输入齿轮20与反作用齿轮16相对。摆盘22可布置在输入齿轮20和反作用齿轮16之间。
输入轴18可限定旋转轴线24，输入齿轮20可围绕旋转轴线24而居中。转子14和反作用齿轮16可类似地与旋转轴线24同心。
摆盘22可具有布置在正面28上的一组摆动齿26以及布置在对置的背面32上的一组面齿30这两者。摆盘22可相对于旋转轴线24以非零角度对准，使得摆盘部分地与输入齿轮20和反作用齿轮16两者啮合。由此，输入轴18的旋转可致使摆盘22旋转。
制动器12可包括如示出的制动器卡钳，制动器卡钳选择性地控制制动动作。制动器可与转子14配合，从而允许制动器的制动动作使转子相对于输入轴18减速，由此引起摆盘22相对于转子章动，从而耗散旋转能量。
输入轴18可延伸穿过输入齿轮20并且直接联接到输入齿轮，使得输入轴形成输入齿轮的一体部分。在未示出的其他实例中，输入齿轮可形成为分离部分，然后联接到输入轴。由此，输入轴18的单次旋转可导致输入齿轮20的单次旋转。图8至图10示出输入齿轮20的侧视图、正视图和后视图。
输入轴18可包括第一端34、第二端36和圆形横截面(图9中最佳可见)。花键或阳花键38可位于输入轴18的第一端34处，并且配对花键或阴花键40可位于输入轴18的第二端36处。由此，输入轴18可成形为与第二输入轴配合以将多个制动模块互连为组件。
输入齿轮20可包括布置在环形输入表面44上的多个输入齿42(图10中最佳可见)。输入表面44可以是截头圆锥形的。也就是说，环形输入表面44可相对于与旋转轴线24垂直的平面倾斜，使得环形输入表面上的每个点均包括截头圆锥形线，截头圆锥形线可以延伸至位于旋转轴线上并位于输入齿轮20前方的顶点。当上述元件组装成制动模块10时，环形输入表面44的截头圆锥形顶点可靠近摆盘22的质心。
多个输入齿42的数量可以是任何适当的数目。在图1和图2所描绘的实例中，存在115个输入齿。每个输入齿可包括两个驱动面，并且每个驱动面可以是平面的，由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或更多个表面构成。
转子14可呈环形形状，具有包括齿轮面或反作用面46的柱形内表面。反作用面可部分地限定可构造成容纳一些或所有摆盘22的内部容积。图11至图13示出转子14的侧视图、后视图和正视图。
转子14还可包括前表面48和后表面50。前轴承套环52可布置在前表面48上、靠近反作用面46，并且后轴承套环54可布置在后表面50上、也靠近反作用面。转子14可以可旋转的方式安装在输入轴18上，使之与旋转轴线24同轴。
由多个反作用齿56构成的反作用齿轮16可布置在反作用面46上。多个反作用齿56可平行于旋转轴线24朝向后轴承套环54延伸。反作用齿56的数量可以是任何适当的数目。在图1和图2所示的实例中，存在46个反作用齿。
多个反作用齿56中的每个齿均可具有相对于旋转轴线24的近端和远端，如图1和图2所示。每个反作用齿56的远端可联接到反作用面46。每个齿还可包括第一接合表面，并且在齿的相对侧上可以是第二接合表面。每个接合表面可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或更多个表面构成。
如前所述，反作用齿56的一者或两者接合表面可由圆和椭圆的复合渐开线限定。另选地，该曲线可以是针对0到2π弧度之间的所有角度的虚拟椭圆向齿部位上的投影。
多个反作用齿56的每个齿均可包括接合部和支撑基部。接合部可包括第一接合表面和第二接合表面。支撑基部可将接合部联接到转子。
另外如图1和图2所示，制动器12可包括制动器卡钳或能够使转子14相对于输入轴18减速的其他制动机构。制动器12可固定到外部结构或以其他方式安装，使得制动器与转子配合。在制动器包括制动器卡钳62的实例的情况下，前制动器垫58可固定在转子前表面48附近，并且后制动器垫60可固定在转子后表面50附近。当被制动器卡钳62推动时，前制动器垫和后制动器垫可与转子14的对应前表面48和后表面50进行摩擦接触，以便选择性地制动旋转并且使转子相对于输入轴18减速。
在某些条件下，可在制动器12和转子14之间发生牵引力的损失。例如，如果施加到输入轴18的转矩超过由制动器垫58、60施加在转子14上的力和适合转子及制动器垫的材料的摩擦系数与从旋转轴线24到位于制动器垫和转子之间的接触点的距离的乘积，则可能发生滑动。在这样的条件下，制动模块10将释放转矩负载。也就是说，转子14的旋转可被限制，但不被阻止。输入轴18的一些旋转能量可通过摆盘的章动被耗散，而剩余的旋转能量可被传递到转子。
再次参照图1和图2，摆盘22可呈环形形状，具有正面28、背面32和中心轴线或摆动轴线64。摆盘22的中心孔66可被构造成接收输入轴18的一部分，例如参见图3。摆盘22可被对准使得摆动轴线64与旋转轴线24形成非零角度。图5至图7示出摆盘22的侧视图、正视图和后视图。
如图7所示，背面32可包括环形摆动表面68(可以是截头圆锥形表面)。也就是说，环形摆动表面68可相对于与摆动轴线64垂直的平面倾斜，使得环形摆动表面上的每个点均包括截头圆锥形线，所述截头圆锥形线可以延伸至位于摆动轴线上的截头圆锥形顶点。环形摆动表面68的截头圆锥形顶点可靠近摆盘22的质心。
多个或一组面齿30可布置在环形摆动表面68上。面齿30的数量可以是任何适当的数目。面齿的数量可多于、少于或等于多个输入齿42的数量。在图7所描绘的实例中，存在115个面齿。每个面齿均可包括可以是平面的两个从动面，从动面由超过一个平面构成，或者可由具有曲率的一个或更多个表面构成。
如图3中描绘的，摆盘22可与输入齿轮20接合。接合可处于多个面齿和输入齿之间。当输入齿轮在给定旋转方向上旋转时，输入齿的驱动面可与面齿的从动面接合。也就是说，可存在通过多个输入齿的驱动面和多个面齿的从动面之间的相互作用经由输入板施加到摆盘上的接触力。这些接触力可致使摆盘在相同的给定旋转方向上旋转。
在制动模块10的实例中，输入齿轮20具有115个输入齿并且摆盘22具有115个面齿。也就是说，输入齿轮和摆盘相互作用并且根据1:1的齿轮比旋转。也就是说，对于输入齿轮的每一次完整旋转，摆盘也确切地完成一次完整旋转。输入齿和面齿的数目可以有其他选择，并且将导致不同的齿轮比。
摆盘22和输入齿轮20可被构造成使得施加在摆盘和输入齿轮之间的任何接触力将指向与位于垂直于旋转轴线的平面中的圆相切的方向。通过构造摆盘和输入齿轮使得摆盘和输入齿轮之间的接触力指向这样的方向，可避免偏心力。偏心力可致使多个面齿30从多个输入齿42脱开或者可致使摆盘的质心振荡，由此将非期望的振动引入到制动模块系统中。
摆盘22可进一步包括布置在正面28上的多个或一组摆动齿26。摆动齿可在沿着摆动轴线的轴向方向上从正面28延伸。摆动齿26的数量可以是任何适当的数目。摆动齿的数量可多于、少于或等于反作用齿56的数量。在图6所示的实例中，存在45个摆动齿。
每个摆动齿26均可包括第一接合表面，并且第二接合表面可位于齿的相对侧上。每个表面均可以是平面的，由超过一个平面构成，或者由具有曲率的一个或更多个表面构成。
如前所述，摆动齿26的一个或两个接合表面可由圆和椭圆的复合渐开线限定。另选地，针对0和2π弧度之间的所有角度，曲线可以是虚拟椭圆向齿部位的投影。
另外，每个摆动齿26均可包括接合部和支撑基部。接合部可包括第一接合表面和第二接合表面。支撑基部可将接合部连接到摆盘22的正面28。
如图3中描绘的，摆盘22可与反作用齿轮16接合。可在多个摆动齿26和反作用齿56之间接合。如果摆盘22在给定旋转方向上旋转，则摆动齿26的第一接合表面可与反作用齿56的第一接合表面接合。也就是说，可通过多个摆动齿的第一接合表面和多个反作用齿的第一接合表面之间的相互作用由摆盘22在反作用齿轮16上施加接触力。
如果制动器12在转子14上未以制动动作接合，则反作用齿轮16可自由旋转。然后，摆动齿26和反作用齿56之间的接触力可致使反作用齿轮16和转子14在给定旋转方向上旋转。
如果制动器12在转子14上以制动动作接合，则转子的旋转可相对于输入轴18减慢并且可限制或防止反作用齿轮16的旋转。然后，摆动齿26和反作用齿56之间的接触力可致使摆盘22章动。
在制动模块10的实例中，反作用齿轮16具有46个反作用齿并且摆盘22具有45个摆动齿。随着摆盘2围绕反作用齿轮16章动，每个摆动齿26均可在单次章动期间与多个反作用齿56中的一个齿接合。由于可比摆动齿多一个反作用齿，摆盘可在单次章动期间稍微旋转。在制动模块10的实例中，在摆盘单次章动期间，摆盘可旋转一次完整旋转的1/46。换句话说，如果摆盘旋转一次完整旋转的1/46，则可能由于与输入齿轮的相互作用，摆盘可完成一次完整的章动。由此，摆盘和反作用齿轮可根据46:1的齿轮比相互作用。对于摆盘的每46次章动，摆盘可正好旋转一次。反作用齿和摆动齿的数量可存在其他选择，并且将导致不同的齿轮比。
摆盘22和转子14可呈大致圆形形状，摆盘向转子的投影呈椭圆形形状。多个摆动齿26和反作用齿56可通过将该虚拟椭圆投影到齿部位上而轮廓化。由此，摆盘22向转子14上的椭圆形投影可限制为非偏心旋转。偏心运动(如果允许)可能会驱动大的不平衡力，从而产生不可接受的系统性能。
对于多个摆动齿26和反作用齿56两者的每个齿，第一接合表面和第二接合表面中的一者或两者可由圆和椭圆的复合渐开线限定。也就是说，第二接合表面的曲线可由第一公式限定：
其中c是可与摆盘的半径成比例的常数，
另选地，第二接合表面的曲线可由第二公式限定：
其中c是可与摆盘的半径成比例的常数，
第一接合表面的曲线可以是第二接合表面的曲线的镜像，在穿过齿顶点且包含旋转轴线的平面上反射。另外，第一接合表面和第二接合表面可在每个齿的顶点处平滑地相遇。因此，齿的横截面形状可由圆和椭圆的复合渐开线限定。
制动模块可理解为由摆动板的欧拉公式决定的机械约束系统，其创建出旋转的惯性坐标系。考虑欧拉z轴公式。
其中t是转矩，i是惯性矩，并且ω是角速度。该公式表明，根据转矩方向，轴线将经历反向旋转。转矩或动能可进入系统并被接受为反向旋转。没有储存净动量，并且所有的输入能量可用于改变摆盘22的动量矢量。
如前所述，摆动齿26和反作用齿56可被构造成对摆盘22的运动提供机械约束。在此机械约束下的输入旋转转矩、摆盘22的动能和转子14的旋转应变转矩之间的关系可被表达为：
其中θ是摆动轴线64和旋转轴线24之间的角度，并且tz是通过使输入齿轮20旋转而输入的转矩。
两个其他因子可起作用：转矩比和摩擦。转矩比是下述欧拉要求的结果：对于每4θ次章动，摆盘22也必须被一个摆动齿26来旋转。齿轮比可通过将章动除以由齿轮比表示的旋转增量或一个摆动齿的角宽度而转化为转矩比。系统的转矩比可写成：
其中gr是反作用齿轮16和摆盘22之间的齿轮比。
由于与速度成线性关系，摩擦可与摆盘22的角速度成比例。系统的控制公式可写成：
其中μ是摆动齿26和反作用齿56之间适当的摩擦系数。
制动模块系统还可就通过将摆盘投影到转子上而形成的虚拟椭圆方面来考虑。摆盘22和转子14可具有大致一个接触点。虚拟椭圆的边缘可在三维中限定椭圆对接的摆盘和转子的连续接触线。在包含摆动轴线64和旋转轴线24之间角度的四倍的摆盘的章动下，虚拟椭圆的形状可保持不变。仅由欧拉限定的接触线的旋转系可随着章动的发生而前进。接触线上的每个点均可落在复合几何变形的渐开线函数上，并且该函数可在旋转和章动两者之下是对称的，从而允许连续能量传递到虚拟椭圆以及从中传递出来。
虚拟椭圆可在惯性系旋转时是静止的，接触线上的所有点以恒定的角速率在其自身的水平平面中旋转。在章动期间观察的摆盘22的径向边缘上的点可呈现速度不断变化的垂直运动。这种速度变化可能需要摆盘惯性的不断加速，从而吸收输入到系统的动能。
再次参照图1和图2，制动模块10可进一步包括壳体70，壳体70用于促进装设、支撑各部分的连续正确放置和各部分之间的对接，并且保护齿轮机构免受外部影响。可使用适合制动模块的预期用途的任何壳体，在一些情况下允许另外多个制动模块的连接。
壳体70可包括前壳体72和后壳体74，每者均具有适合容纳输入轴18的端部的环形形状。前壳体72可包括从其前部延伸的一个或更多个锁定凸耳76，或者配合面78，这可以在图17和图18中最佳看到。后壳体74可包括在其后部中凹入的对应数量的凸耳插口80，或者配合面82，这可以在图15中看到。锁定凸耳76和凸耳插口80可在形状和部位方面对应。此外，锁定凸耳76和凸耳插口80面向相反的方向，使得前壳体72可与对应的后壳体74配合，此时两个类似的制动模块连接在一起，如图4所示。
前壳体72可进一步包括具有内轴承套环84和外轴承套环86的第二面。后壳体74也可包括位于第二面上的内轴承套环88和外轴承套环90。
再次参照图1和图2，具有适当大小的环形前轴轴承92可安装在输入轴18上。前轴轴承92可靠近输入轴18的第一端34和阳花键38进行安装。前壳体72可安装在前轴轴承92上，使得轴承装配在前壳体的内轴承套环84内。
具有适当大小的环形后轴轴承94也可安装在输入轴18上。后轴轴承94可靠近输入轴18的第二端36和阴花键40进行安装。后壳体74可安装在后轴轴承94上，使得轴承装配在后壳体的内轴承套环88内。
前转子轴承96可安装在前壳体72上，使得轴承围绕前壳体的外轴承套环86进行装配。后转子轴承98可安装在后壳体74上，使得轴承围绕后壳体的外轴承套环90进行装配。前转子轴承和后转子轴承可各具有适合与转子14上的对应轴承套环配合的环形形状。
然后，转子14可安装在前转子轴承96和后转子轴承98两者上，使得前转子轴承装配在转子的前轴承套环52内并且后转子轴承装配在转子的后轴承套环54内。
在一些实例中，前壳体72可靠近输入轴18的第一端34和阳花键38进行安装。后壳体74可靠近输入轴的第二端36和阴花键40进行安装。然后，前转子轴承96可安装在前壳体72上并且后转子轴承98可安装在后壳体74上。然后，转子14可安装在前转子轴承96和后转子轴承98上。
在其他实例中，第一环形壳体72可安装在第一环形轴承92上，并且成形为符合环形制动转子14的第一对应部分，并且第二环形壳体74可安装在第二环形轴承94上，并且成形为符合环形制动转子14的第二对应部分。
例如，前壳体72和后壳体74可各包括位于径向边缘处的平坦部分，长度对应于转子14上的凸起区域。当组装时，壳体的平坦部分可邻接转子14的凸起区域而不接触，但足够紧密以防止灰尘或沙砾的进入。
当制动模块10如图3所示进行组装时，摆盘22可被封闭在由前壳体72、前轴轴承92、前转子轴承96、转子14、输入轴18、后转子轴承98、后轴轴承94和后壳体74限定的环形空腔中。摆盘22可被卡在转子14和输入轴18之间。转子14的径向边缘可延伸超出前壳体和后壳体以便使制动器12可与转子配合。
前壳体72可限定垂直于旋转轴线24且平行于配合面78的大致平坦范围的平面。后壳体74可类似地限定平行于配合面82的范围的平面。转子14和摆盘22可布置在前壳体72的平面和后壳体74的平面之间。
如图3所示，前壳体72的平面和后壳体74的平面可限定从每个壳体的一个径向边缘延伸到相对径向边缘的容积。制动器12可与在容积外部如此限定的转子14配合。制动器12沿轴向方向从与转子14接触的点起的任何范围可被限制为小于从接触点到后壳体74的平面的轴向距离的两倍。
另外图3中示出的是可连接到制动模块10的第二制动模块110。第二制动模块110的元件使用类似于上面使用的附图标记来标记，但添加了“1”。由此，模块110的阳花键138可与模块10的阴花键40配合。这种配合可将两个输入轴直接联接，使得输入轴18的单次旋转可导致输入轴118的单次旋转。
两个模块可按照允许模块110的前壳体172上的锁定凸耳176与模块10的后壳体74的对应凸耳插口80配合的方式相互取向，从而将两个壳体锁定在一起。
模块110的制动器112可与相对于共享的旋转轴线、与模块10的制动器12径向相对的转子114配合。如图4中描绘的，该取向可允许转子14旋转而不受制动器112干扰，同样允许转子114避免来自制动器12的干扰。
另外多个模块可如描述地连接以形成组件。模块也可同样连接到涉及制动的其他机构。出于使旋转物体减速的目的，一个或多个模块可连接到旋转物体。
参照图4，示出了装设在飞机中的制动模块的组件。示出了四个类似的制动模块，如上所述地进行连接。如前所述，第三制动模块210的元件使用类似于上面使用的附图标记来标记，但添加了“2”。同样，第四制动模块310的元件使用类似于上面使用的附图标记来标记，但添加了“3”。组件可装设到飞行器或任何种类的交通工具中，在此该组件将有利地提供具有最小热输出的制动。
制动模块10的输入轴18的阳花键38可配合至能移动地支撑飞机的轮100上的对应结构。输入轴18和轮100可由此联接以围绕由轮限定的旋转轴线同轴地旋转。轮100可附接至飞机的机身或其他部分，并且模块10的制动器12也可附接至机身。
制动模块110的输入轴118的阳花键138可配合至模块10的输入轴18的阴花键40。制动器112可在与制动器12径向相对的位置处安装至机身，并与转子114配合以选择性地制动转子相对于轮100的旋转。模块110的前壳体172的锁定凸耳176可与模块10的后壳体74的凸耳插口80锁定。可同样连接制动模块210和310，并且所有四个输入轴可与轮100同轴地旋转。
具有阳花键438的检修轴418可进一步配合至模块310的输入轴318的阴花键340。检修轴418可由此操作性地固定至与共享的旋转轴线同心的轮100。检修转子414可固定至检修轴418，并且检修制动器412可附接至机身，使得制动器可与检修转子配合。制动器412的选择性制动动作可停止转子414的旋转并由此停止轮100的旋转。
前检修轴轴承492和后检修轴轴承494可安装在检修轴418上。前检修壳体472可安装在前检修轴轴承492上，并且前检修壳体的前表面478可具有锁定凸耳476，锁定凸耳476对应于制动模块310的后壳体374上的凸耳插口380。前检修壳体472可由此锁定至制动模块310的后壳体374。
如图4中描绘的，可提供外壳体以封闭检修轴418和多个制动模块输入轴。前外壳体106可呈环形形状，其内半径适合容纳制动模块10的阳花键38和轮100上的对应结构的配合。外半径可匹配模块10的壳体70，或者是任何其他适当的大小。前外壳体106的后表面可具有凹入的凸耳插口，该凹入的凸耳插口对应于模块10的前壳体72的配合面78上的锁定凸耳76。前外壳体106可由此锁定至前壳体72，并且位于模块10和轮100之间。
后外壳体108可呈柱形形状，其中心凹部用于容纳检修轴的未配合端部。后外壳体108可安装在后检修轴轴承494上。壳体108的外半径可匹配前外壳体106，或者是任何其他适当的大小。附加特征或另选形状可用于促进组件的装设。
在未示出的另选实例中，制动器12可包括带式制动器。摩擦材料环可能调节地附接至外部安装件，其中制动器的致动使环的长度缩短。摩擦材料环可靠近转子14的径向外边缘进行布置，并且围绕转子的大部分圆周。制动器的致动可由此使环材料与转子14的径向边缘摩擦接触，从而使转子相对于输入轴18减慢。
类似变型可以创建出又一实例，用可以在制动转子14上直接操作的一些其他类型的制动机构(诸如鼓式制动器)代替图中示出的制动器卡钳。
其他实例可包括以下组件：仅具有两个制动模块，或者三个制动模块和检修制动器，或者位于检修制动器的任一端处的两个制动模块，或者其任何其他组合。
进一步，本公开包括根据以下条款的实施方式：
1、一种制动模块，所述制动模块包括：
制动器，所述制动器用于选择性地控制制动动作；
环形制动转子，所述环形制动转子与所述制动器配合，所述环形制动转子包括具有反作用齿轮的齿轮面；
输入轴，所述输入轴具有围绕轴的输入齿轮，所述轴延伸穿过所述环形制动转子使得所述输入齿轮与所述反作用齿轮对置；以及
环形摆盘，所述环形摆盘被卡在所述环形制动转子和所述输入轴之间，包含具有与所述输入齿轮部分地啮合的面齿的第一面，并且包含具有与所述反作用齿轮部分地啮合的摆动齿的第二面；
其中，所述输入轴的旋转致使所述环形制动转子和摆盘旋转；并且
其中，所述制动器的制动动作使所述环形制动转子相对于所述输入轴减慢，由此引起所述环形摆盘相对于所述环形制动转子和所述输入轴的章动，以耗散旋转能量。
2、根据条款1所述的制动模块，所述制动模块进一步包括位于所述输入轴的对置两端上的花键和配对花键；
其中，所述输入轴被成形为与第二输入轴配合以将多个制动模块互连为组件。
3、根据条款1所述的制动模块，其中：
所述环形摆盘上的所述摆动齿中的至少一个摆动齿具有至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定的横截面形状；并且
所述反作用齿轮由多个反作用齿限定，并且所述多个反作用齿中的至少一个反作用齿具有至少部分地由圆和椭圆的复合渐开线限定的横截面形状。
4、根据条款1所述的制动模块，其中，位于所述环形摆盘上的、与所述摆动齿相反的所述面齿限定了呈截头圆锥形的环形摆动表面。
5、根据条款4所述的制动模块，其中，所述环形摆动表面被构造成使得所述环形摆盘的质心为所述环形摆动表面的顶点。
6、根据条款1至5中任一条款所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形轴承，所述第一环形轴承安装在所述输入轴上；
第二环形轴承，所述第二环形轴承安装在所述输入轴上；
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述第一环形轴承上，并被成形为符合所述环形制动转子的第一对应部分；以及
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述第二环形轴承上，并被成形为符合所述环形制动转子的第二对应部分；
其中，所述环形摆盘被封闭在限定于由所述输入轴、所述第一环形轴承、所述第一环形壳体、所述环形制动转子、第二环形壳体和所述第二环形轴承构成的组件之间的环形空腔中。
7、根据条款1至5中任一条款所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述输入轴上；
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述输入轴上；
第一环形轴承，所述第一环形轴承安装在所述第一环形壳体上；
第二环形轴承，所述第二环形轴承安装在所述第二环形壳体上；
其中：
所述环形制动转子安装在所述第一环形轴承和所述第二环形轴承两者上；并且
所述环形摆盘被封闭在限定于由所述输入轴、所述第一环形壳体、所述第一环形轴承、所述环形制动转子、所述第二环形轴承和所述第二环形壳体构成的组件之间的环形空腔中。
8、根据条款1至5中任一条款所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形轴承，所述第一环形轴承安装在所述输入轴上；
第二环形轴承，所述第二环形轴承安装在所述输入轴上；
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述第一环形轴承上；
第三环形轴承，所述第三环形轴承安装在所述第一环形壳体上；
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述第二环形轴承上；以及
第四环形轴承，所述第四环形轴承安装在所述第二环形壳体上；
其中：
所述环形制动转子安装在所述第三环形轴承和所述第四环形轴承两者上；并且
所述环形摆盘被封闭在限定于由所述输入轴、所述第一环形轴承、所述第一环形壳体、所述第三环形轴承、所述环形制动转子、所述第四环形轴承、所述第二环形壳体和所述第二环形轴承构成的组件之间的环形空腔中。
9、根据条款1至5中任一条款所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述输入轴上，限定第一平面；以及
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述输入轴上，限定第二平面；
其中：
所述环形制动转子和所述环形摆盘位于所述第一平面和所述第二平面之间；
所述第一环形壳体包括至少一个插口；
所述第二环形壳体包括至少一个锁定凸耳，所述至少一个锁定凸耳在形状和部位方面对应于所述至少一个插口；并且
所述至少一个插口和所述至少一个锁定凸耳面向相反的方向。
10、一种包括根据条款1至5中任一条款所述的制动模块的交通工具，所述交通工具进一步包括：
轮，所述轮附接至所述输入轴并且能绕着旋转轴线旋转；以及
机身，所述机身附接至所述轮和所述制动器。
11、根据条款10所述的交通工具，其中，所述交通工具进一步包括：
位于所述输入轴的对置两端上的花键和配对花键，所述花键与所述轮配合；
第二输入轴，所述第二输入轴具有与所述配对花键配合的第二花键使得所述第二输入轴与所述旋转轴线同心地且操作性地固定至所述轮，并且具有与所述旋转轴线同心的第二输入齿轮；
第二制动转子，所述第二制动转子以可旋转的方式安装在所述第二输入轴上，使得所述第二制动转子围绕所述旋转轴线同轴；
第二制动器，所述第二制动器固定至所述机身并与所述第二制动转子配合以选择性地制动所述第二制动转子相对于所述轮的旋转；
第二反作用齿轮，所述第二反作用齿轮附接至所述第二制动转子，与所述旋转轴线同心；以及
第二摆盘，所述第二摆盘被卡在所述第二输入齿轮和所述第二反作用齿轮之间，并且包括与所述第二输入齿轮部分地啮合的第二面齿，并包括与所述第二反作用齿轮部分地啮合的反向第二摆动齿；
其中，所述第二摆盘相对于所述旋转轴线被轴向地约束，使得当所述第二制动转子相对于所述轮被制动时，所述第二摆盘相对于所述旋转轴线以非零角度章动。
12、根据条款10所述的交通工具，其中，所述交通工具进一步包括：
位于所述输入轴的对置两端上的花键和配对花键，所述花键与所述轮配合；
检修轴，所述检修轴具有与所述配对花键配合的第二花键使得所述检修轴与所述旋转轴线同心地且操作性地固定至所述轮，并且具有与所述旋转轴线同心地固定至所述检修轴的检修转子；以及
检修制动器，所述检修制动器固定至所述交通工具并与所述检修转子配合以选择性地停止所述检修转子的旋转并由此停止所述轮的旋转。
13、一种制动模块，所述制动模块包括：
输入轴，所述输入轴具有围绕轴的输入齿轮，所述轴包括与对应的旋转物体配合的花键；
环形制动转子，所述环形制动转子以可旋转的方式安装在所述轴上，所述环形制动转子包括面向所述输入齿轮的反作用齿轮；
环形摆盘，所述环形摆盘安装在所述轴上并被卡在所述输入齿轮和所述反作用齿轮之间，包含具有与所述输入齿轮部分地啮合的面齿的第一面，并且包含具有与所述反作用齿轮部分地啮合的摆动齿的第二面；以及
制动器，所述制动器固定至外部结构并与所述环形制动转子配合以选择性地制动所述环形制动转子；
其中，所述输入轴的旋转致使所述环形摆盘旋转；并且
其中，所述制动器的制动动作使所述环形制动转子相对于所述输入轴减慢，由此引起所述环形摆盘相对于所述环形制动转子的章动并且引起所述输入轴耗散旋转能量。
14、根据条款13所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括位于与所述花键相对的所述输入轴上的配对花键；
其中，所述输入轴被成形为与第二输入轴配合以将多个制动模块互连为组件。
15、根据条款13或14所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形轴承，所述第一环形轴承安装在所述输入轴上；
第二环形轴承，所述第二环形轴承安装在所述输入轴上；
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述第一环形轴承上，并被成形为符合所述环形制动转子的第一对应部分；以及
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述第二环形轴承上，并被成形为符合所述环形制动转子的第二对应部分；
其中，所述环形摆盘被封闭在限定于由所述输入轴、所述第一环形轴承、所述第一环形壳体、所述环形制动转子、第二环形壳体和所述第二环形轴承构成的组件之间的环形空腔中。
16、根据条款13或14所述的制动模块，其中，所述制动模块进一步包括：
第一环形壳体，所述第一环形壳体安装在所述输入轴上；
第二环形壳体，所述第二环形壳体安装在所述输入轴上；
第一环形轴承，所述第一环形轴承安装在所述第一环形壳体上；以及
第二环形轴承，所述第二环形轴承安装在所述第二环形壳体上；
其中：
所述环形制动转子安装在所述第一环形轴承和所述第二环形轴承两者上；并且
所述环形摆盘被封闭在限定于由所述输入轴、所述第一环形壳体、所述第一环形轴承、所述环形制动转子、所述第二环形轴承和所述第二环形壳体构成的组件之间的环形空腔中。
17、一种使旋转物体减速的方法，所述方法包括以下步骤：
提供输入齿轮；
提供具有反作用齿轮的制动转子；
提供摆盘，所述摆盘具有被成形为与所述输入齿轮部分地啮合的面齿，并具有被成形为与所述反作用齿轮部分地啮合的反向摆动齿；
将所述输入齿轮固定至所述旋转物体，使得所述输入齿轮围绕所述旋转物体的旋转轴线居中；
使所述摆盘相对于所述旋转轴线以非零角度悬置，所述面齿中的至少一个面齿与所述输入齿轮啮合；
与所述旋转轴线同心地悬置所述制动转子，并且所述摆动齿中的至少一个摆动齿与所述反作用齿轮啮合；以及
制动所述制动转子以致使所述摆盘绕着所述旋转轴线章动。
18、根据条款17所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
提供输入轴作为所述输入齿轮的一体部分；
提供环形壳体使所述环形壳体成形为安装在所述输入轴上并且至少部分地封闭所述摆盘；
将所述环形壳体以可旋转的方式支撑在所述输入轴上；以及
将所述制动转子以可旋转的方式支撑在所述环形壳体上。
19、根据条款18所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
提供与所述输入轴配合的第二输入轴，所述第二输入轴包括第二输入齿轮；
提供具有第二反作用齿轮的第二制动转子；
提供第二摆盘，所述第二摆盘具有与所述第二输入齿轮部分地啮合的第二面齿，并具有与所述第二反作用齿轮部分地啮合的反向第二摆动齿；
将所述第二输入轴配合至所述输入轴；
使所述第二摆盘相对于所述旋转轴线以非零角度悬置，所述第二面齿中的至少一个与所述第二输入齿轮啮合，并且所述第二摆动齿中的至少一个与所述第二反作用齿轮啮合；以及
制动所述第二制动转子以致使所述第二摆盘绕着所述旋转轴线章动。
20、根据条款19所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
提供与所述输入轴配合的检修转子；以及
制动所述检修转子以选择性地停止所述检修转子的旋转并由此停止所述旋转物体的旋转。
优点、特征、益处
本文中描述的椭圆对接齿轮辅助制动系统的不同实例提供了优于针对摩擦制动的已知方案的几个优点。例如，本文中描述的制动系统的说明性实例允许大部分旋转能量被耗散而不会生成热输出。另外，在其他益处中，本文中描述的制动系统的说明性实例允许当失去牵引力时通过自动释放转矩负载而实现被动防滑功能。已知的系统或装置不能执行这些功能，特别是在这样的小容积情况下。由此，本文中描述的说明性实例对于飞行器和需要高性能制动系统(也是轻巧而紧凑的)的其他交通工具是特别有用的。然而，并非本文中描述的所有实例都提供相同的优点或相同程度的优点。
结论
上文阐述的公开可包含具有独立实用性的多个不同装置。虽然已公开了这些装置中的每个的实例，但是如本文中公开和说明的具体实例不应被认为是限制性的，因为多种变型是可能的。就本公开内使用的章节标题而言，这样的标题仅用于组织目的，并不构成任何权利要求的表征。本公开的主题包括本文中公开的各种元件、特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合及子组合。随附权利要求书特别指出了被认为新颖的和非显而易见的某些组合及子组合。采用特征、功能、元件和/或特性的其他组合及子组合的装置可在本申请或相关申请的优先权要求申请中声明。这样的权利要求，无论是针对不同的装置还是针对相同的装置，以及与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同或不同，还是被认为被包括在本公开的主题内。