CN101596936A - 锁具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锁具，例如用以将诸如飞行器伸缩起落架的可伸缩装置锁定在收缩位置。该锁具包括枢转安装的挂钩部件，其具有设置成用以在锁定时将附接到例如伸缩起落架上的锁位销保持在预定位置的挂钩部分。提供了枢转安装的第一级闭锁组件，其具有设置成用以与枢转安装的挂钩部件上的对应部分相接合的部分。也提供了枢转安装的第二级闭锁组件，其具有设置成用以接合第一级闭锁组件的对应部分，以将第一级闭锁组件和挂钩部件保持在预定锁定位置的部分。解锁装置设置成用以使第二级闭锁组件围绕其枢轴旋转，使其不再与第一级闭锁部件接合，且因此第一级闭锁组件和挂钩部件围绕它们的枢轴旋转至解锁位置以释放锁位销。

Description

锁具
技术领域
本发明涉及一种锁具，例如用以将诸如飞行器伸缩起落架或舱门之类的可伸缩构件锁定在收缩位置。当未使用时，伸缩起落架需要牢固地保持在飞行器中形状合适的收藏区域中处于收缩的“上锁”状态。
背景技术
用于将伸缩起落架保持在收上位置锁状态的锁具通常包括枢转地安装在飞行器上且可与附接到伸缩起落架的一部分上的销或类似物协同操作的挂钩或类似部件。当起落架收缩时，挂钩自动地锁定到销上。为了随后释放销以容许起落架再次伸出，挂钩通过适合的流体压力操作的或大功率电性操作的致动器经由闭锁件而围绕其枢轴安装架旋转。
GB-A-2161202描述了安装在飞行器上的这样一种锁具，其可与安装在可释放的起落架上的销协同操作。该锁具包括用以接合销的可枢转的挂钩。为了松开销，液压千斤顶通过在压力下施加于其上的流体而伸出，使其活塞杆引起闭锁件在顺时针方向上移动，从而释放与凹部相接合的滚轴(roller)。这就容许可枢转的挂钩在可释放起落架的重量作用下在销上旋转，使得销从挂钩上释放并释放起落架。
由于由可释放起落架的重量所引起的销作用在挂钩上的高压，故需要高功率的液压千斤顶来释放锁具。然而，通常期望的是避免使用液压系统，因为它们的使用涉及由飞行器发动机产生流体压力，因而会降低发动机的效率。此外，液压系统需要定期检修，并且可能会遭受泄漏。
作为备选，在再次伸出起落架之前，可升起起落架以释放由销施加在挂钩上的压力。然而，销的预先提升使其经受附加的疲劳循环，从而需要较强且较重的销和起落架。此外，预先提升致使起落架的释放延迟。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于将可伸缩的飞行器起落架锁定在收缩位置的锁具。该锁具包括枢转安装的挂钩部件，该挂钩部件具有设置成用以在锁定时将锁位销(capture pin)保持在预定位置的挂钩部分。提供了枢转安装的第一级闭锁组件，其具有设置成用以与枢转安装的挂钩部件的对应部分相接合的部分。还提供了枢转安装的第二级闭锁部件组件，其具有设置成用以接合第一级闭锁组件的对应部分以将第一级闭锁组件和挂钩部件保持在预定锁定位置的部分。解锁装置设置成用以使第二级闭锁部件组件围绕其枢轴旋转，使其不再与第一级闭锁部件接合，且因此第一级闭锁组件和挂钩部件围绕它们的枢轴旋转到解锁位置以释放锁位销。
通过使用两个闭锁部件，可在不必抬升起落架的情况下，使用需要很小功率的解锁装置来卸下挂钩部件。因此，小功率装置如螺线管可用作解锁装置，从而减小致动器的尺寸、使用期间消耗的能量以及降低装置的成本。仍可使用常规的解锁装置，例如液压致动器、电动机械致动器等，但可将其设计成更小且与常规锁具相比使用的功率小得多。一旦第二级闭锁部件组件已通过解锁装置而围绕其枢轴进行旋转，则由锁位销或由挂钩部件上的弹性部件的作用或两者所提供的向下作用力可引起挂钩部件旋转。
附图说明
现在，仅以举例方式参照附图来描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了飞行器伸缩起落架以及用于将起落架保持在其收缩状态的相关的收上位置锁；
图2示出了实施本发明的锁具的实例；
图3示出了处于锁定位置的锁具的更为详细的实例；
图4示出了解锁的锁具；
图5示出了处于解锁状态下的锁具；以及
图6示出了锁具协同作用的构件之间的作用力的方向。
具体实施方式
在图1中所示的伸缩起落架包括支腿1，其带有轮2并且枢转地安装到固定的飞行器结构4上。起落架通过适合的
Figure A20091014561200061
流体压力操作的收放机构6而围绕可枢转的安装架3收缩进入收藏区域5。当收缩时，起落架在区域5中达到其收藏状态，并且附接到支腿1上的销7接合设置在区域5中附接到固定的飞行器结构上的收上位置锁8。
图2示出了锁具8的主要部分。锁具8包括具有在锁定位置接触销7的挂钩11的挂钩部件10。如图2中所示，当处于锁定位置时，挂钩11反作用于来自销7所施加的向下负载。挂钩部件10设置成用以围绕枢轴12旋转。第一级闭锁组件20具有部分21，其设置成用以接合枢转安装的挂钩部件10的部分13。第一级闭锁组件20设置成用以围绕枢轴22旋转。第二级闭锁部件组件30具有部分31，其设置成用以接合第一级闭锁组件20的部分23。第二级闭锁组件30与第一级闭锁组件20之间的接合将第一级闭锁组件20和挂钩部件10保持在预定的锁定位置上。第二级闭锁组件30设置成用以围绕枢轴32旋转。如图2中所示，解锁装置40设置成用以使第二级闭锁组件30围绕其枢轴32顺时针旋转，使得第一级闭锁部件组件20和挂钩部件10围绕其枢轴22、12旋转至解锁位置以释放销7。在该实例中，如图2中所示，当由销7施加的向下负载偏离挂钩部件枢轴12时，挂钩部件10趋于围绕其枢轴12顺时针旋转，从而释放销7。在该实例中，如图2中所示，挂钩部件10的顺时针旋转迫使第一级闭锁组件20在其不再由第二级闭锁组件30锁定就位时围绕枢轴22逆时针旋转。
提供两个闭锁组件20、30使得锁具8能够由解锁装置40利用显著减小的输出作用力解锁。此外，解锁装置40所需的行程长度相比常规锁具显著地减小。
图3至图5示出了锁具8更为详细的实例。在图3至图5中所示的实例中，锁具设置在机架结构100上，机架结构100具有使机架结构100能够连接到固定的飞行器结构4上的许多螺栓孔101。在使用中，盖板(未示出)将会设置在锁具8上方并连接到机架结构100上，以便提供枢轴点12，22和32。在图3至图5中所示的实例中，两个可选的引导部件102设置成用以在起落架收缩期间将销7引入锁具8中。在该实例中，引导部件102具有用以在将销7引入锁具8时防止破坏销7或引导部件102的保护层103。
当处于图3中所示的锁定位置时，挂钩部件10反作用于由销7所施加的向下负载，销7抵靠推压挂钩部件10的内表面14。由于来自销7的向下负载是以一定的水平偏移而施加到挂钩部件枢轴12上的，故挂钩部件10趋于沿顺时针方向围绕挂钩部件枢轴12旋转，如图2至图5中所示。
由销7施加到挂钩部件10上的向下负载促使挂钩部件的接触部分13与第一级闭锁组件20的部分21相接触。在该实例中，设置成用以接触挂钩部件10的第一级闭锁组件的部分是用以提供增强接触的滚轴24。在挂钩部件10与第一级闭锁滚轴24之间的接触点13处，挂钩部件10的几何结构构造成用以确保在释放时第一级闭锁组件20趋于围绕第一级闭锁组件枢轴22而远离挂钩部件10旋转。
促使第一级闭锁组件20围绕其枢轴22逆时针旋转，直到其与第二级闭锁组件30的部分31相接触。在该实例中，与第一级闭锁部件20接合的第二级闭锁部件30的部分31为滚轴33。在第一级闭锁组件20与第二级闭锁滚轴33之间的接触点23处，第一级闭锁组件20的几何结构特定地构造成用以确保第二级闭锁组件30趋于围绕其枢轴32朝向第一级闭锁组件20逆时针地旋转，以保持装置处于锁定状态。
利用上文所述构造中及如图3中所示的锁具，从销7所施加的负载趋于使第二级闭锁组件30保持与第一级闭锁组件20相接合，从而将挂钩部件10锁定在锁定位置。
在图3至图5中所示的实例中，存在一个或多个可选的挂钩张紧部件或弹性部件，例如弹簧15。这些一个或多个张紧部件提供趋于使挂钩部件10在顺时针方向上旋转的作用力，从而即使在没有施加到挂钩部件10上的向下负载时也对第二级闭锁组件30加载并将锁具8保持在锁定状态。如稍后参照图5所描述，当第二级闭锁组件并非处于锁定位置时，张紧部件15还提供趋于使挂钩部件10旋转至开启位置准备接收收缩起落架的销7的作用力，从而容许将锁具8保持在解锁位置而没有外力施加到挂钩部件10上。
在图3至图5中所示的实例中，存在一个或多个可选的闭锁部件组件的张紧或弹性部件，例如弹簧16。这些张紧部件提供用以保持第二级闭锁组件30与第一级闭锁组件20相接触并将第二级闭锁组件30保持在锁定位置的作用力。
现在将描述锁具8的解锁。
如图3中所示，随着销7将向下负载施加到挂钩部件10上时，解锁装置40受到控制装置的指示而收缩。解锁装置40使致动器41收缩，直到其接触设置在第二级闭锁部件30上的销34。解锁装置通常暂时在该点停止，直到其产生足够的作用力来克服由施加的负载以及挂钩部件10、第一级闭锁组件20和第二级闭锁组件30的几何结构所产生的作用力。在一些情形中，解锁装置40设置成使其在向下负载经由销7而施加到挂钩部件10上时，不能产生足够的负载来使挂钩部件10、第一级闭锁组件20和第二级闭锁组件30解锁。在这些情形中，伸缩起落架构造成用以确保在解锁装置接到指示而移动之前销7产生向上的负载。
如图4中所示，一旦解锁装置40产生足够的作用力，它将开始使第二级闭锁组件30围绕其枢轴32顺时针旋转，直到第二级闭锁滚轴33与第一级闭锁组件20脱离接合。
如图5中所示，一旦第二级闭锁部件30脱离接合，则来自于由销7所提供的向下负载的作用力或来自于挂钩部件的张紧部件15的作用力或两者，使挂钩部件10围绕其枢轴12顺时针旋转，并且使第一级闭锁组件20围绕其枢轴逆时针地旋转。
锁具8现在处于其解锁状态，并且挂钩部件10将旋转，直到其与挂钩止动销17相接触。
已经发现，在本发明的实施例中，需要解锁装置40具有显著减小的输出作用力，并且可提供比现有系统明显更短的运动行程。因此，必须由飞行器的发动机产生的高压流体从而降低发动机效率的强有力的液压装置就并不需要。作为替代的小功率致动器，例如举例来说螺线管或电动机械致动器，就可用作解锁装置40。
已经发现，选择接触第一级闭锁组件20的挂钩部件10的适合几何结构，将会影响传递到第二级闭锁组件30上的负载量，且因此影响解锁装置需要产生多大负载来使锁具8解锁。
如图6中所示，已经发现，用于将负载转移到第二级闭锁部件30上的向量在接触点处垂直于挂钩部件接触面13穿过第一级闭锁滚轴中心点25，如图6中的箭头A所示。通过减小图6中所示的箭头A与在枢轴22和第一级闭锁滚轴中心点25之间的直线B之间的角α，减小了趋于使第一级闭锁件10(图6中所示的作用力C)旋转的作用力。因此，也就减小了解锁装置40所需的功率。
角α可设置成处于5°到80°之间的任何适合的角度，例如取决于特定应用。
具有两级闭锁组件的该锁具8的另外的优点在于，挂钩部件10与第一级闭锁组件20之间的接触点处的几何形状可构造成用以传递与特定构造所需的或多或少的负载。将锁具的几何结构构造成使得只有很少一部分负载传递到第二闭锁组件30上将会导致需要使用较低水平的功率来工作的较小的解锁装置。
两级闭锁组件的锁具的另外的优点在于，由于传递到第二级闭锁组件30上的负载较小，故可使得第二级闭锁组件的构件更小。较小的第二级闭锁组件的构件导致从锁定位置移动到解锁位置所需的移动距离减小(反之亦然)，从而导致行程的减小。
当与具有相等尺寸的更为常用的单级锁具相比，已经发现，所需的解锁装置输出作用力从超过300lbs减少到大约180lbs，并且行程要求从0.310英寸减小到0.060英寸至0.080英寸。
可在不脱离本发明范围的情况下对上文所述的实例作出许多改变。例如，挂钩部件10、第一级闭锁组件以及第二级闭锁组件可设置成在锁定或解锁时，在特定布置中所适合的任一方向上进行枢转。此外，锁具可用于任何适合的应用场合。

Claims (11)

1.一种用于将可伸缩的飞行器构件锁定在收缩位置的锁具，所述锁具包括
枢转安装的挂钩部件，其具有设置成用以在锁定时将锁位销保持在预定位置的挂钩部分；
枢转安装的第一级闭锁组件，其具有设置成用以与所述枢转安装的挂钩部件的部分相接合的部分；
枢转安装的第二级闭锁组件，其具有设置成用以接合所述第一级闭锁组件的部分以将所述第一级闭锁组件和所述挂钩部件保持在预定锁定位置的部分，以及
解锁装置，其设置成用以使所述第二级闭锁组件围绕它的枢轴旋转，致使所述第一级闭锁组件和所述挂钩部件围绕它们的枢轴旋转至解锁位置以释放锁位销。
2.根据权利要求1所述的锁具，其特征在于，当在使用时，所述挂钩部件的枢轴水平地偏离由在处于锁定位置时与所述挂钩部件相接合的所述销提供的向下负载，致使在解锁时，由所述销提供的所述向下负载使所述挂钩部件围绕它的枢轴旋转至所述解锁位置以释放所述锁位销。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的锁具，其特征在于，一个或多个挂钩张紧部件提供趋于使所述挂钩部件旋转至解锁位置的作用力。
4.根据前述权利要求中任一项所述的锁具，其特征在于，所述第一级闭锁组件具有设置成用以与所述枢转安装的挂钩部件的对应部分相接合的滚轴。
5.根据权利要求4所述的锁具，其特征在于，负载在所述挂钩部件与所述第一级闭锁组件的滚轴之间的接触点处传递，以及在所述挂钩部件与所述第一级闭锁滚轴中心点(A)之间的接触面的法线与在所述第一级闲锁组件枢轴与所述滚轴中心点之间的直线之间的角度在5°至80°之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的锁具，其特征在于，所述第二级闭锁组件具有设置成用以接合所述第一级闭锁组件的对应部分的滚轴。
7.根据前述权利要求中任一项所述的锁具，其特征在于，一个或多个张紧部件设置成用以促使所述第二级闭锁组件与所述第一级闭锁组件相接触，以将它们保持在锁定位置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的锁具，其特征在于，所述解锁装置为螺线管。
9.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的锁具，其特征在于，所述解锁装置为电动机械致动器或液压致动器。
10.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的锁具的飞行器。
11.一种大致如上文参照所述附图进行描述的锁具。
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