本公开总体上涉及提升机。更具体地，本公开涉及用于飞机的平移式主体救援提升机。
救援提升机从缆绳卷筒展开和收回缆绳以吊运人员或货物，并且救援提升机可以安装到诸如直升机的飞机上。救援提升机包括缆绳从其展开的卷筒。缆绳卷筒旋转以将缆绳从缆绳卷筒卷绕或解绕，其中缆绳的一端部附接到缆绳卷筒，并且可以包括挂钩或其他装置的另一端部在操作期间展开。缆绳卷筒需要在电机与缆绳卷筒之间的齿轮减速器以提供缆绳卷筒的所需转速。齿轮减速器通常包括彼此平行布置的多个轴。平行轴引起较大的径向组合力，因此在救援提升机内需要坚固的轴承和其他支撑部件。此外，每个轴和齿轮组必须单独安装并且与整个传动系统的各种其他部件对准。
技术实现要素：
根据本公开的一个方面，一种驱动系包括：壳体，其具有第一端部和第二端部；第一级，其靠近所述第一端部设置在所述壳体内，第二级，其靠近所述第二端部设置在所述壳体内，以及第三级，其在所述第一级与所述第二级之间设置在所述壳体内。所述第一级、所述第二级和所述第三级同轴地设置在驱动系轴线上。
根据本公开的另一方面，一种救援提升机包括：缆绳卷筒，其可围绕缆绳卷筒轴线旋转；静止机架，其支撑所述缆绳卷筒；以及驱动系，其设置在所述缆绳卷筒内并且被构造来围绕所述缆绳卷筒轴线驱动所述缆绳卷筒。所述驱动系包括：壳体，其具有第一端部和与所述第一端部相反设置的第二端部；第一级，其靠近所述第一端部设置在所述壳体内；第二级，其靠近所述第二端部设置在所述壳体内；以及第三级，其在所述第一级与所述第二级之间设置在所述壳体内。所述第一级、所述第二级和所述第三级同轴地设置在所述缆绳卷筒轴线上。
附图说明
图1a是飞机和救援提升机的正视图。
图1b是救援提升机的剖视图。
图2a是驱动系的等距视图。
图2b是图2a的驱动系的沿着图2a中的线2-2截取的剖视图。
具体实施方式
图1a是飞机10和救援提升机12的透视图。图1b是救援提升机12的剖视图。图1a和1b将一起讨论。救援提升机12通过支撑件14安装到飞机10，并且缆绳16从救援提升机12延伸。救援提升机12包括机架18、电机20、驱动系22、线性轴承24、缆绳卷筒26和匀绕机构28。线性轴承24包括输入环30。缆绳卷筒26包括第一凸缘32、第二凸缘34和筒体36。筒体36在第一凸缘32与第二凸缘34之间延伸并且连接第一凸缘32和第二凸缘34。匀绕机构28包括匀绕齿轮38和螺杆40。驱动系22包括壳体42。壳体包括第一端部44和第二端部46，并且第二端部46包括安装凸缘48。安装凸缘48包括紧固件开口50和对准开口52。
救援提升机12通过支撑件14安装到飞机10。缆绳16从救援提升机12延伸，并且被构造来将对象升高到飞机10以及将对象从飞机10下降。线性轴承24可旋转地安装到机架18。电机20从机架18延伸并且设置在线性轴承24内。驱动系22连接到电机20和线性轴承24，并且驱动系22被构造来将旋转功率从电机20传递到线性轴承24。缆绳卷筒26安装到线性轴承24。匀绕机构28也安装到线性轴承24并且延伸穿过缆绳卷筒26。缆绳16缠绕在缆绳卷筒26的筒体36周围，并且保持在第一凸缘32与第二凸缘34之间。
安装凸缘48从壳体42的第二端部46径向向外延伸。紧固件开口50和对准开口52延伸穿过安装凸缘48。驱动系22安装在线性轴承24内并且直接安装到机架18。安装凸缘48优选地包括两个紧固件开口50和两个对准开口52，但是应当理解，安装凸缘可以包括任何合适数量的紧固件开口50和对准开口52。紧固件(未示出)延伸穿过紧固件开口50并且接合机架18以将驱动系22固定在适当的位置。诸如榫钉的定位销(未示出)通过对准开口52插入并延伸到机架18中。定位销延伸到机架18中以确保驱动系22在安装在机架18上时正确地对准。
在操作过程中，电机20被启动并且向驱动系22提供旋转功率。驱动系22是齿轮减速驱动器，并且驱动系22向线性轴承24输出旋转功率，从而引起线性轴承24围绕缆绳卷筒轴线a-a旋转。驱动系22的输出齿轮与线性轴承24的输入环30啮合以向线性轴承24提供旋转功率。在一个实施方案中，线性轴承24是滚珠花键轴承，并且因此线性轴承24能够将扭矩传递到缆绳卷筒26，从而引起缆绳卷筒围绕缆绳卷筒轴线a-a旋转以将缆绳16卷绕到缆绳卷筒26上或将缆绳16从缆绳卷筒26解绕，同时还允许缆绳卷筒26沿着缆绳卷筒轴线a-a平移。
匀绕机构28安装到线性轴承24，使得匀绕机构28与线性轴承24一起围绕缆绳卷筒轴线a-a旋转。匀绕齿轮38附接到螺杆40，并且与电机20的壳体上的齿啮合。因为电机20的壳体在线性轴承24旋转时保持静止，所以使线性轴承24旋转由于匀绕齿轮38与电机20的壳体上的齿啮合而引起匀绕齿轮38旋转。匀绕齿轮38将所产生的旋转功率传递给螺杆40，从而引起螺杆40旋转。当螺杆40旋转时，螺杆40通过沿着螺杆40的螺纹追踪的从动件连接到缆绳卷筒26。在螺杆40旋转时，从动件维持与螺杆40的螺纹连接并且沿着螺纹追踪。匀绕机构28因此由于从动件与缆绳卷筒26的固定连接而引起缆绳卷筒26沿着缆绳卷筒轴线a-a平移。当缆绳卷筒26围绕缆绳卷筒轴线a-a旋转时，使缆绳卷筒26沿着缆绳卷筒轴线a-a平移确保缆绳16通过单个点而不是通过救援提升机12上的移动元件展开。
尽管救援提升机12被描述为包括沿着缆绳卷筒轴线a-a平移的缆绳卷筒26，但是应当理解，缆绳卷筒26可以被固定，使得缆绳卷筒26不会沿着缆绳卷筒轴线a-a平移。在缆绳卷筒26不平移的情况下，救援提升机包括平移式放出点。驱动系22可以与缆绳卷筒26的筒体36直接啮合，以引起缆绳卷筒26围绕缆绳卷筒轴线a-a旋转。匀绕机构28与放出机构啮合，缆绳16通过所述放出机构延伸。匀绕机构28与缆绳卷筒26一起旋转，并且引起从动件相对于缆绳卷筒26平移。缆绳16通过从动件放出和收回。从动件相对于缆绳卷筒26平移，以确保缆绳16水平地缠绕到缆绳卷筒26上和从缆绳卷筒26上解开。为了确保缆绳16的水平缠绕，从动件连接到匀绕机构28的螺杆40，而匀绕机构28将安装在缆绳卷筒26的外部。
驱动系22提供显著的优点。驱动系22的齿轮设置在壳体42内，这允许驱动系22作为单个单元安装。驱动系22因此形成可以在救援提升机12上快速安装或卸载的外场可更换单元。此外，驱动系22通过紧固件和定位销在安装凸缘48处安装到救援提升机12。因此，驱动系22需要最少的零件来安装或卸载驱动系22，从而降低了安装的复杂性并且减少了可能错位的小部件的数量。由于驱动系22的各种齿轮在壳体42内正确地定位和对准，所以作为外场可更换单元的驱动系22也容易安装。因此，通过将驱动系22插入线性轴承24中、使驱动系22与定位销对准、并且利用紧固件将驱动系22固定到机架18，可以容易地安装驱动系22。作为外场可更换单元的驱动系22还减少了在更换驱动系22时救援提升机12的停机时间，因为驱动系22可以与救援提升机12分开测试以确保驱动系22正常运行，从而消除了救援提升机12的另外测试。
图2a是驱动系22的等距视图。图2b是驱动系22的沿着图2a中的线2-2截取的剖视图。图2a和2b将一起讨论。驱动系22包括壳体42、输入壳体54和油泵56。壳体42包括第一端部44、第二端部46和驱动槽58。第二端部46包括安装凸缘48。安装凸缘48包括紧固件开口50和对准开口52。
驱动系22还包括第一级60、第二级62、第三级64、第一传动轴66以及第二传动轴68。第一级60包括第一行星齿轮系统70和超载制动器72。第一行星齿轮系统70包括第一行星齿轮74和第一环形齿轮76。第一环形齿轮76包括输入端部78和输出端部80。第二级62包括第二行星齿轮系统82和过载离合器84。第二行星齿轮系统82包括第二行星齿轮86、第二支架88以及第二环形齿轮90。第二支架88包括主输出端92和辅助输出端94。第二环形齿轮90包括径向凸缘96。第三级64包括第三行星齿轮98。超载制动器72包括制动盘组100和输出轴102。过载离合器84包括离合器输入端104。第一传动轴66包括输入端部108和输出端部110。第二传动轴68包括输入端部112和输出端部114。
安装凸缘48从壳体42的第二端部46径向向外延伸。紧固件开口50和对准开口52延伸穿过安装凸缘48。输入壳体54附接到壳体42的第一端部44并且部分地延伸到壳体42的第一端部44中。驱动系22安装在线性轴承24(图1b所示)内并且直接安装到机架18(图1b所示)。安装凸缘48优选地包括两个紧固件开口50和两个对准开口52，但是应当理解，安装凸缘48可以包括任何合适数量的紧固件开口50和对准开口52。紧固件延伸穿过紧固件开口50并且接合机架18以将驱动系22固定在适当的位置。诸如榫钉的定位销通过对准开口52插入并延伸到机架18中。定位销延伸到机架18中以确保驱动系22在安装在机架18上时正确地对准。
第一级60、第二级62、第三级64、第一传动轴66以及第二传动轴68设置在壳体42内并且由壳体42容纳。第一级60靠近第一端部44设置在壳体42内。第二级62靠近第二端部46设置在壳体42内。第三级64在第一端部44与第二端部46之间设置在壳体42内。第一级60、第二级62、第三级64、第一传动轴66以及第二传动轴68全都与驱动系轴线b-b同轴。应当理解，当驱动系22安装在救援提升机12上时(图1b中最清楚地看到)，驱动系轴线b-b优选地与缆绳卷筒轴线a-a(图1b所示)同轴。
第一行星齿轮74由输入壳体54支撑，使得输入壳体54是用于第一级60的支架。输入壳体54保持第一行星齿轮74并且防止第一行星齿轮74围绕驱动系轴线b-b旋转。电机20的电机轴116延伸到输入壳体54中并与第一行星齿轮74啮合，以从电机20为驱动系22提供动力。第一环形齿轮76的输入端部78围绕第一行星齿轮74延伸并与其啮合。第一环形齿轮76通过设置在第一环形齿轮76与壳体42之间的轴承支撑在壳体42上。第一环形齿轮76由第一行星齿轮74提供动力并围绕驱动系轴线b-b旋转。第一环形齿轮76的输出端部80连接到超载制动器72并为其提供动力。
超载制动器72的制动盘组100和输出轴102通过第一环形齿轮76驱动以围绕驱动系轴线b-b旋转。超载制动器72响应于由于缆绳16(图1a-1b所示)上的负载引起的张力而在整个制动盘组100上产生成比例的夹紧力。超载制动器72通过成比例地夹紧制动盘组100来防止缆绳16的滑动，从而有助于缆绳16的平滑下降运动。超载制动器72因此有助于控制缆绳16从救援提升机12下降的速度。当电机20未启动时，超载制动器72也阻止缆绳16移动。第一级60在电机20与第二级62之间提供减速，并且因此超载制动器72比电机20慢一级旋转。超载制动器72的输出轴102连接到第一传动轴66的输入端部108。输出轴102优选地包括内花键，所述内花键被构造来接收第一传动轴66的输入端部108的外花键。输出轴102由设置在输出轴102与壳体42之间的轴承以及设置在输出轴102与输入壳体54之间的轴承支撑。超载制动器72通过输出轴102向第一传动轴66提供旋转功率。
第一传动轴66在输出轴102与第二级62之间延伸，并且从第一级60向第二级62提供动力。第一传动轴66沿着驱动系轴线b-b延伸并且被构造来围绕驱动系轴线b-b旋转。第一传动轴66的输出端部110延伸到第二级62中并与第二行星齿轮86啮合。因此，第一传动轴66的输出端部110形成用于第二级62的第二行星齿轮系统82的输入太阳齿轮。第一传动轴66的输出端部110也连接到油泵56并为其提供动力。第一传动轴66的输出端部110可以包括外花键和内花键两者，以连接到第二级62和油泵56并为其提供动力。
第二行星齿轮86由第二支架88支撑。第二支架88由第二轴承支撑以便围绕驱动系轴线b-b旋转。第二环形齿轮90围绕第二行星齿轮86延伸。径向凸缘96从第二环形齿轮90延伸并且邻近安装凸缘48设置。径向凸缘96通过延伸穿过紧固件开口50的紧固件附接到安装凸缘48。第二环形齿轮90通过径向凸缘96和安装凸缘48的连接而保持静止，使得第二环形齿轮90不围绕驱动系轴线b-b旋转。
第二支架88的辅助输出端94设置在壳体42的外部。辅助输出端94被构造来向救援提升机12(图1a-1b所示)的辅助部件(诸如曳引轮)提供动力。第二支架88的主输出端92连接到过载离合器84的离合器输入端104。在一个实施方案中，主输出端92用花键连接到过载离合器84的输入环30。应当理解，主输出端92可以包括外花键或内花键，并且离合器输入端104可以对应地包括内花键或外花键。过载离合器84的离合器输入端104通过设置在离合器输入端104与壳体42之间的轴承而旋转地支撑在壳体42上。
输入环104由第二支架88驱动，并且输入环104通过离合器盘组将旋转功率提供给过载离合器84。输入环104和过载离合器84被构造来围绕驱动系轴线b-b旋转。过载离合器84连接到第二传动轴68的输入端部112。来自第二支架88的扭矩通过过载离合器84传递到第二传动轴68。过载离合器84的离合器盘组被构造来当缆绳16上的负载达到大于救援提升机12的额定负载的设定点时滑动，从而将第二传输轴68从第二级62、第一传输轴66、超载制动器72、第一级60以及电机20脱离。因此，通过过载离合器84防止缆绳16上的多余负载传递到电机20，由此提供过载保护。
第二传动轴68围绕驱动系轴线b-b与第一传动轴66同心地延伸。第二传动轴68从第二级62的过载离合器84向第三级64提供旋转功率。第二传动轴68的输出端部114延伸到第三级64中并且与第三行星齿轮98啮合，使得第二传动轴68的输出端部114形成用于第三级64的输入太阳齿轮。第三行星齿轮98设置在驱动槽58中并且支撑在壳体42上。壳体42因此形成用于第三级64的支架。第三行星齿轮98延伸穿过驱动槽58，并且被构造来与输入环30(图1b所示)啮合并向输入环30提供旋转功率，从而引起线性轴承24(图1b所示)和缆绳卷筒26(图1b所示)旋转。在第三行星齿轮98由壳体42支撑的情况下，防止第三行星齿轮98围绕驱动系轴线b-b旋转。
在操作过程中，电机20被启动以引起缆绳16卷绕到缆绳卷筒26上或从缆绳卷筒26解绕。电机20的输出轴116与第一行星齿轮74啮合并使其旋转。第一行星齿轮74通过输入壳体54相对于驱动系轴线b-b保持静止。第一行星齿轮74引起第一环形齿轮76围绕驱动系轴线b-b旋转，并且第一环形齿轮76向超载制动器72提供动力，从而引起超载制动器72围绕驱动系轴线b-b旋转并且向第一传动轴66提供动力。第一级60因此从电机20向第一传动轴66提供动力。第一行星齿轮系统70提供第一减速，使得超载制动器72和第一传动轴66比电机20的输出轴116慢一级旋转。
第一传动轴66将功率传递到第二级62。第一传动轴66的输出端部110与第二行星齿轮86啮合并使其旋转。第二行星齿轮86和第二支架88围绕驱动系轴线b-b旋转，并且第二支架88向过载离合器84提供旋转功率，从而引起过载离合器84围绕驱动系轴线b-b旋转。过载离合器84连接到第二传动轴68，并且将来自第二级62的扭矩传递到第二传动轴68。过载离合器84因此向第二传动轴68提供动力以使其围绕驱动系轴线b-b旋转。第二行星齿轮系统82提供第二减速，使得过载离合器84以及因此第二传动轴68比第一传动轴66和超载制动器72慢一级旋转。第二传动轴68因此比电机20的输出轴116慢两级旋转。
第二传动轴68将旋转功率传递到第三级64。第三行星齿轮98由壳体42支撑并且从第二传动轴68向线性轴承24提供动力。第三级64在第二传动轴68与线性轴承24之间提供减速，从而引起线性轴承24比第二传动轴68慢一级旋转。第三级64因此在电机20与线性轴承24之间提供第三减速，使得线性轴承24比电机20的输出轴116慢三级旋转。尽管第三行星齿轮98被描述为与线性轴承24的输入环30啮合，但是应当理解，在其他实施方案中，第三行星齿轮98可以与设置在缆绳卷筒26的筒体36(图1b所示)的内表面上的输入环直接啮合。因此，第三行星齿轮98可以直接或间接地连接到缆绳卷筒26，以向缆绳卷筒26提供旋转功率。
驱动系22提供显著的优点。第一级60、第二级62、第三级64、第一传动轴66以及第二传动轴68全部共用驱动系轴线b-b，从而减小驱动系22的支撑轴承上的力。因为驱动部件在驱动系轴线b-b上对准，所以径向力抵消，因此在驱动系22中使用较小的轴承，从而降低了驱动系22的材料成本和重量。此外，驱动系22相对紧凑，从而减小救援提升机12的占有面积。
可能实施方案的讨论
以下是本发明的可能实施方案的非排他性描述。
一种驱动系包括：壳体，其具有第一端部和第二端部；第一级，其靠近所述第一端部设置在所述壳体内；第二级，其靠近所述第二端部设置在所述壳体内；以及第三级，其在所述第一级与所述第二级之间设置在所述壳体内。所述第一级、所述第二级和所述第三级同轴地设置在驱动系轴线上。
另外和/或可替代地，前述段落的驱动系可任选地包括以下特征、构型和/或另外部件中的任何一个或多个：
所述第一级包括：第一级行星齿轮系统，其被构造来接收电机的输出轴作为所述第一级行星齿轮系统的太阳齿轮；以及超载制动器，其连接到所述第一级行星齿轮系统并且由所述第一级行星齿轮系统驱动。所述第一级行星齿轮系统和所述超载制动器同轴地设置在所述驱动系轴线上。
所述第二级包括：第二级行星齿轮系统，其被构造来接收所述第一级的输出端作为所述第二级行星齿轮系统的输入太阳齿轮；以及过载离合器，其连接到所述第二级行星齿轮系统并且由所述第二级行星齿轮系统驱动。所述第二级行星齿轮系统和所述过载离合器同轴地设置在所述驱动系轴线上。
所述第二级行星齿轮系统包括由第二级支架支撑的多个第二级行星齿轮，所述第二级支架被构造来围绕所述驱动系轴线旋转，并且所述第二级支架包括连接到所述过载离合器并且驱动所述过载离合器的主输出端。
所述第二支架还包括延伸到所述壳体外部的辅助输出端。
第一传动轴，其在所述第一级与所述第二级之间延伸并且连接所述第一级和所述第二级；以及第二传动轴，其在所述第二级与所述第三级之间延伸并且连接所述第二级和所述第三级。
所述第一传动轴延伸穿过所述第二传动轴，并且所述第一传动轴和所述第二传动轴同轴地设置在所述驱动系轴线上。
所述第一传动轴包括第一输入端部和第一输出端部，所述第一输入端部连接到所述第一级的超载制动器，并且所述第一输出端部连接到所述第二级的多个第二级行星齿轮，所述第一输出端部形成第二级太阳齿轮。所述第二传动轴包括第二输入端部和第二输出端部，所述第二输入端部连接到所述第二级的过载离合器的至少一个摩擦盘，并且所述第二输出端部连接到所述第三级的多个第三级行星齿轮，所述第二输出端部形成第三级太阳齿轮。
输入壳体，其延伸到所述壳体的所述第一端部中并且连接到所述壳体的所述第一端部，所述输入壳体支撑所述第一级的多个第一级行星齿轮。
所述壳体支撑所述第三级的多个第三级行星齿轮。
所述第三级行星齿轮设置在延伸穿过所述壳体的狭槽中。
一种救援提升机包括：缆绳卷筒，其可围绕缆绳卷筒轴线旋转；静止机架，其支撑所述缆绳卷筒；以及驱动系，其设置在所述缆绳卷筒内并且被构造来围绕所述缆绳卷筒轴线驱动所述缆绳卷筒。所述驱动系包括：壳体，其具有第一端部和与所述第一端部相对设置的第二端部；第一级，其靠近所述第一端部设置在所述壳体内；第二级，其靠近所述第二端部设置在所述壳体内；以及第三级，其在所述第一级与所述第二级之间设置在所述壳体内。所述第一级、所述第二级和所述第三级同轴地设置在所述缆绳卷筒轴线上。
另外和/或可替代地，前述段落的救援提升机可任选地包括以下特征、构型和/或另外部件中的任何一个或多个：
所述壳体直接支撑所述第三级的多个第三级行星齿轮，所述多个第三级行星齿轮设置在延伸穿过所述壳体的狭槽中。
线性轴承，其延伸穿过所述缆绳卷筒，所述缆绳卷筒安装在所述线性轴承上。所述驱动系设置在所述线性轴承内，并且所述多个第三行星齿轮与所述线性轴承的输入环直接接合。
安装凸缘，其从所述第二端部径向延伸，所述安装凸缘附接到所述静止机架。
至少一个紧固件开口，其延伸穿过所述安装凸缘，所述至少一个紧固件开口被构造来接收紧固件以将所述壳体固定到所述静止机架。至少一个对准开口，其延伸穿过所述安装凸缘，所述至少一个对准开口被构造来接收定位销以将所述驱动系定位在所述静止机架上。
所述第一级包括：第一级行星齿轮系统，所述第一级行星齿轮系统被构造来接收电机的输出轴作为所述第一级行星齿轮系统的第一级太阳齿轮；以及超载制动器，其连接到所述第一级行星齿轮系统并且由所述第一级行星齿轮系统驱动。所述第一级行星齿轮系统和所述超载制动器同轴地设置在所述缆绳卷筒轴线上。
所述第二级包括：第二级行星齿轮系统，其被构造来接收所述第一级的输出端作为所述第二级行星齿轮系统的第二级太阳齿轮；以及过载离合器，其连接到所述第二级行星齿轮系统并且由所述第二级行星齿轮系统驱动。所述第二级行星齿轮系统和所述过载离合器同轴地设置在所述驱动系轴线上。
所述驱动系还包括第一传动轴，所述第一传动轴在所述第一级与所述第二级之间延伸并且连接所述第一级和所述第二级，所述第一传动轴与所述缆绳卷筒轴线同轴。所述第一传动轴的输出端部是第二级太阳齿轮。
第二传动轴，其在所述第二级与所述第三级之间延伸并且连接所述第二级和所述第三级，所述第二传动轴与所述缆绳卷筒轴线同轴。所述第一传动轴延伸穿过所述第二传动轴。所述第二传动轴的输出端部是用于所述第三级的多个第三级行星齿轮的第三级太阳齿轮。
虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可做出各种改变并可使用等效物来取代示例性实施方案的要素。此外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可做出许多修改来使特定情况或材料适应本发明的教义。因此，本发明不意图限于所公开的具体实施方案，而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施方案。