CN101506037B - 在铰链部的可允许相对角位移的相对端具有自动锁定结构的动力铰链 - Google Patents

Abstract

一改进的动力铰链，其在接近其两个铰链部的可允许相对角位移的端部具有自动锁定结构，该铰链包括：有枢转轴线(x-x)的静止件(23)，在其相对两端之间延伸有第一槽(31)；可动件(24)，其安装成围绕枢转轴线相对于静止件旋转，在其相对两端之间延伸有第二槽(34)；驱动件(28)，其适于围绕枢转轴线相对于静止件从一角位置旋转至另一角位置，在其相对两端之间延伸有第三槽(36)；穿过第一、第二和第三槽的细长销(29)，该销被约束成大致平行于枢转轴线移动；第一、第二和第三槽被构造及布置成：当驱动件从一个角位置旋转到另一个角位置时，销将从每个槽的大致一端移动到每个槽的大致另一端，可动件将围绕枢转轴线相对于静止件旋转。

Description

在铰链部的可允许相对角位移的相对端具有自动锁定结构的动力铰链

技术领域

本发明总体上涉及动力铰链或从动铰链，尤其涉及在铰链部的可允许相对角位移的相对端具有自动锁定结构的改进动力铰链。

背景技术

有时有必要提供从动铰链，用于驱动一个铰链部相对于另一个铰链部的运动以及为之提供动力。

例如，某种飞机需要折叠的翼尖，翼尖在飞行时必须被锁定在适当位置，并且在地面时机翼是折叠的。诸如F-18和F-35等的舰载飞机可能需要折叠的翼尖以便减小飞机储藏所需的空间。

目前的F-18翼折叠利用了复合行星铰链旋转致动器以形成铰链锁。该铰链锁的一个例子被披露在美国专利No.6,783,478中。该装置具有处理展开和折叠位置负载的内在能力，但是在制造方面相对较大、重并且昂贵。带有薄翼的F-35由于减小的塑料封套而不能适应这种类型的铰链设计。因此，已经开发出诸如美国专利No.6,032,418所显示的花键锁概念的从动铰链。这样提供了较小轮廓的铰链锁和整体较轻的设计。然而，它还要求铰链致动部件以及匹配飞机结构的更紧凑的公差，并且机加工困难。

因此，一般需要提供改进的动力铰链，在其铰链部的可允许相对角位移的两端具有自动锁定结构，该动力铰链结构重量更轻并且制造更便宜。

发明内容

仅仅用于说明而不是限制目的，附带参考所披露实施例的相应部件、部分或表面，本发明大体上提供了一种改进的动力铰链20，在接近两个铰链部的可允许相对角位移的端部具有自动锁定结构。

所述改进的铰链大体上包括：静止件23，其具有枢转轴线x-x并且在相对两端之间延伸有第一槽31；可动件24，其安装成围绕所述枢转轴线相对于所述静止件旋转，并且在相对两端之间延伸有第二槽34；驱动件28，其适于围绕所述枢转轴线相对于静止件从一个角位置旋转至另一个角位置，并且在相对两端之间延伸有第三槽36；穿过所述第一、第二和第三槽的细长销29，所述销被约束成大致平行于所述枢转轴线移动；所述第一、第二和第三槽被构造及布置成：当所述驱动件从一个角位置旋转到另一个角位置时，所述销将从每个槽的大致一端移动到每个槽的大致另一端，并且可动件将围绕枢转轴线相对于所述静止件旋转。

可动件的角运动相对于驱动件的角运动的比率可以大于1∶1。

铰链可进一步包括用于相对于静止件选择性地旋转驱动件的驱动装置21。

每个件可以是盘状元件。铰链可包括多个以交替序列布置的多个静止件和可动件。销可以被布置成以双剪力传递扭矩(torque indouble-shear)。在优选实施例中，有至少两个驱动件。轴35可以连接每个驱动件。

在优选形式中，静止件设有多个第一槽，可动件设有多个第二槽，并且驱动件设有多个第三槽，所述改进铰链进一步包括类似的多个销。

其中一个槽在接近一个端部处优选具有用作制动器的凹进部，以便在销的穿透部大致位于该槽端部时防止穿透部相对于枢转轴线沿径向移动。第一和第三槽的每一个可以具有这种凹进部，并且第二槽可以沿着径向延伸。

然而最好，所述一个槽可以在接近其每个端部具有用作制动器的凹进部，以便在销的穿透部大致位于槽的任一端时防止穿透部相对于枢转轴线沿径向移动。第一和第三槽的每一个在接近其每个端部处具有凹进部，第二槽可以相对于枢转轴线沿着径向定向。

因此，总的目的是提供动力铰链。

另一个目的是提供一种动力铰链，在接近两个铰链部之间的可允许相对运动的端部具有自动锁定结构。

另一个目的是提供一种动力铰链，其具有这种自动锁定结构，其制造和生产较便宜。

通过前面的以及以后的说明书、附图以及附属权利要求书中，这些以及其它目的和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是改进动力铰链的等距视图，其中在两个铰链部的中间具有驱动单元。

图2是改进从动铰链的一部分的极大放大的等距视图，该视图显示了静止件、可动件、驱动件以及销。

图3是图2所显示的驱动件和销的等距视图。

图4是图2所显示的静止件和销的等距视图。

图5是显示图2所显示的可动件和销的等距视图。

图6是各个元件的示意性端视图，显示了在可动件相对于静止件分别处于不同角位置处的静止件、可动件以及驱动件中的第一、第二和第三槽的轮廓。

图7是动力铰链的端视图，示意性地显示了第一、第二及第三槽的轮廓。

图8是不带驱动装置的改进铰链的顶视平面图。

图9是大体沿着图8的9-9线得到的动力铰链的片段纵向剖视图，其主要显示了连接各个驱动件的输入轴。

具体实施方式

首先，应当清楚地理解：相同的附图标记在几个附图中一致地表示相同的结构元件、部分或者表面，因为这些元件、部分或者表面可以进一步通过整个说明书被描述或者解释，对该说明书的详细描述是一个整体。除非另外指明，附图用于与说明书一起阅读(例如，交叉影线、零件的布置、比例、度数等)，并且被认为是本发明的整个书面说明书的一部分。当用于以下描述时，术语“水平”、“竖直”、“左”、“右”、“上”和“下”以及它们的形容词和副词派生词(例如，“水平地”、“向右地”、“向上地”等等)仅仅指代在特定附图面对阅读者时所显示结构的方位。类似地，术语“向内地”和“向外地”大体指代一个表面相对于其细长轴线或旋转轴线的方位，视情况而定。

本发明大体提供具有自动锁定结构的改进动力铰链，该锁定结构靠近铰链部的可允许相对角位移的两端。本发明可用在飞机翼折叠上。然而，本发明具有比该特定应用更广泛的用途。因此，本发明不应当被认为限制于该特定最终用途。

现在参考附图，该改进的动力铰链大体用20表示。如图1中清楚显示的，铰链被显示具有可操作地布置在两个铰链部(各自以22表示)的中间的驱动装置21。每个铰链部具有多个轴向间隔开的静止件(各自以23表示)以及可动件(各自以24表示)。驱动装置21可操作地布置成选择性地旋转一根轴(以后描述)，各个可移动铰链件22可以通过该轴选择性地围绕枢转轴线x-x相对于各个静止铰链件23(以后描述)旋转。

图2是其中一个铰链部的一部分的等距视图。再一次，这里静止件用23表示，并且可动件用24表示。正如能看见的，动力铰链具有枢转轴线x-x。多个静止铰链部23沿着轴线x-x间隔开，并且多个可移动铰链部24定位在各个静止件之间。每个静止件和可动件被显示具有合适的孔眼(各自用25表示)，借助于所述孔眼，相关的铰链部可以附接到其它结构上。在图2中，静止铰链被描述成被附接至大体用26表示的合适支撑件上。

如图2和图3中清楚显示的，改进铰链还被显示成进一步包括多个驱动件(各自以28表示)以及圆柱销(各自以29表示)。

图4是显示各个静止件23和销29的等距视图。换言之，驱动件28和可动件24已经被从图4中移除以便更加清楚地显示静止件和销。

图5是描述可动件24和销的等距视图，换言之，静止件23和驱动件28已经从图5中移除以便更加清楚地显示可动件和销的结构。

现在转向图4，其显示了每个静止件23为类似盘状元件，具有中央轴向孔30，并具有三个沿圆周间隔开的特定构造的第一槽(各自以31表示)。在图6中以正视图更清楚显示的这些槽具有类似S形的外观，并且在靠近其每个端部处具有凹进部32。这些凹进部用作制动器以便在铰链静止件和可动件的可允许角位移的端部处接纳各个销。

现在参考图5，其显示了各个可动件24为盘状件，所述盘状件具有中央轴向通孔33，并且具有各自以34表示的三个径向设置的第二槽。

现在参考图3，其显示了每个驱动件28具有中央轴向孔35，并且设有三个沿圆周间隔开的第三槽(各自以36表示)。对于静止件，第三槽36具有以38表示的其两端附近的凹进部，所述凹进部用作制动器以便在它们可允许角位移的端部附近接纳并且保持销29。

有三个销(各自以29表示)，它们分别穿过静止件、可动件和驱动件中的对准的第一、第二和第三槽。这些不同的销被约束成在各个槽中移动并且保持为大致平行于枢转轴线x-x以及其所有可允许的位置。

图6是示意图，其显示了在可动件相对于静止件运动的两个极限位置以及一中间位置处第一、第二和第三槽以及槽中的销的位置。在12点钟的位置，销29定位成位于毗邻第三槽的上端的凹进部中，并且位于毗邻第一槽的上端的凹进部中，并且位于第二槽的上端处。

驱动装置21可以被操作以选择性地相对于静止件旋转驱动件。在图6的3点钟位置，销被显示成已经移动到第三槽的另一个内端、第二槽的内端以及第一槽的内端。尤其是，在3点钟位置，销被显示成位于第一和第三槽的凹进部中。在1点半钟位置，销位于12点钟和3点钟位置分别显示的两个极限位置之间的一个中间位置。

靠近第一槽和第三槽的端部的凹进部的主要功能是用于提供一制动器以便防止当铰链部位于其极限可允许角位置时销沿着径向方向移动(即向内或者向外)。这具有实际上将两个铰链部锁定在它们的极限位置的特点。

图7是动力铰链的视图，再次显示了第一、第二以及第三槽以及其中销的位置的轮廓。图7中显示的销的位置相应于图6中12点钟位置处销的位置。

图8是从动铰链部22的顶视平面图，显示了静止件和可动件。

图9是部分纵向剖视图，显示了输入轴35与枢转轴线x-x是同轴，并且可操作地连接多个驱动件，所述驱动件在交替的静止件和可动件的堆叠内部间隔开，该视图还显示了其中一个销。

因此，本发明大体提供了改进的动力铰链，其大体包括静止件、可动件、驱动件和细长销，所述静止件具有枢转轴线并且具有在相对端之间延伸的第一槽；所述可动件被安装成相对于静止件围绕枢转轴线旋转，并且具有在相对端之间延伸的第二槽；所述驱动件适于相对于静止件围绕枢转轴线旋转，并且具有在相对端之间延伸的第二槽；驱动件适于相对于静止件绕着枢转轴线从一个角位置旋转至另一个角位置，并且具有在相对端之间延伸的第三槽；所述细长销穿过所述第一、第二和第三槽，所述销被约束成大致平行于所述枢转轴线移动；所述第一、第二和第三槽被构造和布置成：当驱动件从一个角位置旋转到另一个角位置时，所述销将被从每个槽的大致一端移动到大致另一端，并且所述可动件将相对于所述静止件围绕所述枢转轴线旋转。

在所披露的实施例中，可动件的角运动相对于驱动件的角运动的比率大于1∶1。

变型

本发明明确地设想可以进行各种改变和变型。例如，虽然目前优选的是各种静止件、可动件以及驱动件可以是盘状元件，使得它们可以如附图所显示那样堆叠，但是该布置也是可以改变的。还可以改变第一、第二和第三槽的形状和构造。正如在此使用的，术语槽是用来简单地定义一狭窄的开口，所述开口为销限定了运动路径。各种槽在两端可以或者不可以具有凹进部，所述凹进部用作制动器以锁定销在铰链部的可允许运动的终端处的径向运动。

因此，虽然已经显示和描述了改进动力铰链的目前优选的形式，以及所讨论的对铰链的几种变型，但是本领域的普通技术人员能够容易地理解：可以在不脱离本发明的精神的情况下，如以下权利要求书所定义和区分的那样，进行各种另外的改变和变型。

Claims (15)

1.一种铰链(20)，其包括：

静止件(23)，其具有枢转轴线(x-x)，并具有在相对两端之间延伸的第一槽(31)；

可动件(24)，其安装成围绕所述枢转轴线相对于所述静止件旋转，并且具有在相对两端之间延伸的第二槽(34)；

驱动件(28)，其适于围绕所述枢转轴线相对于所述静止件从一个角位置旋转至另一个角位置，并且具有相对两端之间延伸的第三槽(36)；以及

细长销(29)，其穿过所述第一槽、第二槽和第三槽，所述细长销被限制成大致平行于所述枢转轴线运动；

所述第一槽、第二槽和第三槽被构造和布置成当所述驱动件从所述一个角位置旋转至所述另一个角位置时，所述细长销将从每个槽的大致一端移动到每个槽的大致另一端，所述可动件将围绕所述枢转轴线相对于所述静止件旋转。

2.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述可动件的角运动与所述驱动件的角运动的比率大于1∶1。

3.如权利要求1所述的铰链，还包括用于相对于所述静止件选择性地旋转所述驱动件的驱动装置。

4.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述静止件、可动件和驱动件中的每一个均是盘状元件。

5.如权利要求4所述的铰链，进一步包括以交替序列布置的多个所述静止件和可动件。

6.如权利要求5所述的铰链，其特征在于，所述细长销被布置成以双剪力传递扭矩。

7.如权利要求5所述的铰链，进一步包括至少两个所述驱动件。

8.如权利要求7所述的铰链，进一步包括连接每个所述驱动件的轴。

9.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述静止件设有多个所述第一槽，所述可动件设有多个所述第二槽，所述驱动件设有多个所述第三槽，并且进一步包括相同的多个所述销。

10.如权利要求1所述的铰链，其特征在于，所述第一槽、第二槽和第三槽中的一个槽具有靠近其端部的凹进部，所述凹进部用作制动器，以便当所述细长销的穿透部大致在所述一个槽的端部时，防止所述细长销的穿透部相对于所述枢转轴线沿着径向移动。

11.如权利要求10所述的铰链，其特征在于，所述第一槽和第三槽中的每一个都具有所述凹进部。

12.如权利要求11所述的铰链，其特征在于，所述第二槽沿着径向延伸。

13.如权利要求10所述的铰链，其特征在于，所述一个槽在靠近其每个端部处各具有一个凹进部，所述凹进部用作制动器，以便当所述细长销的穿透部大致在所述槽的任一端部时，防止所述细长销的穿透部相对于所述枢转轴线沿着径向移动。

14.如权利要求13所述的铰链，其特征在于，所述第一槽和第三槽的每一个在靠近其每个端部处都具有所述凹进部。

15.如权利要求14所述的铰链，其特征在于，所述第二槽沿着径向延伸。

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