CN101905844A - 液压动力合页连杆式飞机升降机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种液压动力合页连杆式飞机升降机，该升降机由液压动力部分、机械传动部分和机座构成，液压机构提供动力，合页连杆式机械装置配合液压机构快速提升飞机升降平台。本发明的升降机体积小，占用舰艇的空间小，效率高。为航母上的各种类型的飞机升降提供理想的推动力；推力大，为重型飞机在航母上起飞升降提供可能；其制造工艺简单，造价低，提升速度快，不消耗舰艇在海上航行非常宝贵的淡水资源，可以大大提升航空母舰的作战效能。

Description

液压动力合页连杆式飞机升降机

技术领域

本发明涉及航空母舰的飞机升降装置，尤其是涉及利用液压动力和合页连杆式机械装置的飞机升降机。

背景技术

航母上的舰载机在航行时，特别是在恶劣天气条件下通常停放在飞行甲板的下面的机库内，舰载机起飞作战时，需使用甲板一侧的升降机将飞机提升至甲板上。目前，大型航母一般采用蒸气或液压动力的升降机。

蒸气升降机是目前大型直通式航母的重要设备之一，蒸气升降机拥有大的升降能力高和可靠性，一座升降机一次可以提升几十吨重的舰载机，而且，迄今为止，没有一架飞机在近千万次的升降过程中因装置本身的故障而出事。

但是，虽然蒸气升降机具有上述优点，但其结构复杂，提升速度慢。蒸气升降机由外围设备和升降机及控制系统组成，外围设备包括：海水淡化设备、蓄水池、高压水泵、高压气泵、高压储气罐、导气管、气动阀门、安全阀、输气管道和锅炉等装置；升降机包括：汽缸、活塞、密封装置、传动装置等；控制系统有：压力传感器、温度传感器、位置传感器以及计算机系统等构成完整的升降机系统。它涉及到多领域的技术：金属冶炼技术、金属加工技术、焊接技术、计算机软件控制技术以及安装技术等。从设计到安装要求都很高，尤其是蒸气升降机采用的汽缸，其最大的难点是活塞的密封问题。密封条的磨损快，因此造成漏气，降低效率，据说蒸气升降机的效率仅能达到5％左右。

单纯液压动力的升降机生降动作比较慢，不利于舰载机的快速升到起飞甲板，贻误战机。

我国自行建造航母在某种程度上是我国海军将来发展的一个方向。从世界范围来看，打造一支强有力的航母战斗群是极其挑战性的。航母上必备的蒸气弹射、舰载机、拦阻索、大型升降机等技术均掌握在欧美乃至美国一家手里，而国外也不可能有任何国家卖给中国先进军事技术，中国海军未来建造航母需要解决升降机的问题，如果这个问题中国海军不下大力气解决和处理好，将直接影响中国海军的未来航母建造的进度和中国海军蓝水舰队的成军时间。

发明内容

本发明的目的在于克服蒸汽或液压升降机的固有缺陷，抛弃传统依赖蒸汽或液压升降机的观念，提出一种采用液压动力，同时采用机械杠杆作用原理，实现一种结构简单，升降力大，提升快、效率高的飞机升降机。

为实现本发明的目的，提出、一种液压动力合页连杆式飞机升降机，该升降机由液压动力部分、机械传动部分和机座构成，所述液压动力部分由5个高压油缸和液压马达构成，所述5个高压油缸分别为1个承重座油缸4，2个水平油缸2和2个垂直油缸3，所述承重座油缸4安装在机座1的中心点，2个水平油缸2分别安装在机座1两端侧壁；

所述机械传动结构为合页连杆结构，该机构固定在机座1上，所述合页连杆结构的各个连杆5之间采用铰接结构；

所述机座1上方横向安装有正反丝杆8，所述正反丝杆8两端分别设置具有内螺纹的绞耳座9，所述绞耳座9在正反丝杆8作用下沿正反丝杆8移动；

在所述合页连杆机构上方设置承力板12，所述承力板12具有中间的固定承重座26和两端的支撑座16，所述的支撑座16之间设置滑轨13，所述滑轨13设置两个滑动承重座27；两个滑动承重座27可以在承力板12下方的轴承导轨11与滑轨13之间滑动；

其中，所述合页连杆机构最上方的铰接点为推力点7位于中间的推力点7固定在所述固定承重座26上，两端的推力点7分别与左右两个滑动承重座27相接；机座1中心的承重座10与铰接点B点铰接固定，和承重座油缸4的活塞杆与铰接点A点铰接；左右绞耳座9分别和连杆5铰接于D、D’点，左右垂直油缸3的安装座分别和连杆5的C、C’点铰接，左边的水平油缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在左边的绞耳座9上，右边的水平油缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在右边的绞耳座9上。

所述正反丝杆8的驱动装置由液压马达17、传动链15、丝杆驱动主动轮18和丝杆驱动被动轮19组成，其中，液压马达17通过传动链15驱动丝杆驱动主动轮18和丝杆驱动被动轮19，丝杆驱动被动轮19和正反丝杆8同轴。

在升降平台的每一边设置两套升降装置，整个升降机配套两套正反丝杆8的驱动装置；其中，平台中心线两边分别设置一套正反丝杆8的驱动装置，通过正反丝杆8上设置的伞齿轮20，上述驱动装置同步驱动升降机该边的正反丝杆8。

液压动力部分采用320kg/cm²-210kg/cm²的高压齿轮油泵，水平油缸2的活塞直径30厘米，活塞杆推力为226吨-148吨，在推力点7处于最远时的牵引推力为160吨，相对30吨的飞机推重比5.3∶1，60吨飞机推重比2.6∶1。

所述的2个水平油缸2铰接在机座1的两端，其结构通过铰接轴能够在机座1的水平面上摆动，水平油缸2的活塞杆和从铰接点D延伸的连杆5铰接，随着绞耳座9的移动，水平油缸2逆时针摆动，活塞杆和连杆5始终保持垂直状态。

本发明的升降机体积小，占用舰艇的空间小，效率高。为航母上的各种类型的飞机升降提供理想的推动力；推力大，为重型飞机在航母上起飞升降提供可能；其制造工艺简单，造价低，提升速度快，不消耗舰艇在海上航行非常宝贵的淡水资源，可以大大提升航空母舰的作战效能。

附图说明

图1是本发明的升降机结构示意图；

图2是正反丝杆的驱动结构；

图3显示本发明的升降机提升状态示意图；

图4是升降机另一种实施例的结构示意图；

图5是图4所示的升降机机座传动系统示意图；

图6是升降机液压管路图。

1机座        15传动链

2水平油缸    16支撑座

3垂直油缸    17液压马达

4承重座油缸  18丝杆驱动主动轮

5连杆        19丝杆驱动被动轮

6连杆铰接点  20伞齿轮

7推力点      21单向节流阀

8正反丝杠    22控制阀

9绞耳座      23储油罐

10承重座     24电磁溢流阀

11轴承导轨   25齿轮泵

12承力板     26固定承重座

13滑轨       27滑动承重座

14轴承

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明为一种利用液压动力并同时采用采用机械杠杆的快速升降机，图1是本发明的升降机结构示意图；如图所示，其机械传动结构采用合页连杆机构，该升降机的机械传动结构固定在机座1上，液压传动部分由5个高压油缸构成，分别为1个承重座油缸4，2个水平油缸2和2个垂直油缸3，合页连杆结构的各个连杆5之间采用铰接结构。承重座油缸4前方横向安装有正反丝杠8，正反丝杠8两端分别设置具有内螺的绞耳座9，绞耳座9可以在正反丝杠8的驱动下，向机座1的中心移动。

正反丝杠8和丝杆驱动被动轮19同轴，其转动依靠液压马达17驱动丝杆驱动主动轮18和丝杆驱动被动轮19完成。

承重座油缸4安装在机座1的中心点，2个水平油缸2分别安装在机座1两端侧壁。根据本发明，在合页连杆机构的全部连杆铰接点6中，有5个关键点，分别为处于连杆机构中间的下方的两个点A、B和最上方的推力点7，位于连杆机构左边最下方的两个点C、D，位于右边最下方的两个点C’、D’，其中，B点和机座1中心的承重座10连接固定，A点和承重座油缸4的活塞杆铰接；D、D’点分别和左右绞耳座9铰接，C、C’分别和左右垂直油缸3的安装座铰接。左边的水平油缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在左边的绞耳座9上，右边的水平油缸2和垂直油缸3的活塞杆固定在右边的绞耳座9上，位于最上方的推力点7，支撑承力板12。

在合页连杆机构上方设置承力板12，在3个推力点7中，中间的推力点7固定在位于合页连杆机构上方的承力板12的固定承重座26上，两端的推力点7分别与左右两个滑动承重座27相接。两个滑动承重座27可以在承力板12下方的轴承导轨11与滑轨13之间滑动。

图2是正反丝杆的驱动结构；在提升平台的4个边分别设置一套图1所示的升降机，同步升起和落下，提升和降下飞机平台。该驱动结构使用两个液压马达17，两个液压马达17和4个丝杆驱动主动轮18之间用传动链15链接，在液压马达17的驱动下，丝杆驱动主动轮18转动，带动丝杆驱动被动轮19和正反丝杆8同步转动，使绞耳座9分别向中心移动或从中心向两侧移动。

下面结合附图1、2和3，说明本发明的升降机的工作原理如下：

图3显示本发明的升降机提升状态示意图；根据图1和图2所示的装置，在启动液压马达17的同时，打开的分配阀(图6所示)，液压油在齿轮泵25的作用下，迅速进入承重座油缸4、2个水平油缸2和2个垂直油缸3，推动各自的活塞和活塞杆运动。对于承重座油缸4，由于B点固定，A点在承重座油缸4推动下向前方滑动；同时，左右绞耳座9分别在2个水平油缸2和正反丝杆的推动下，向机座1的中心滑动，带动D和D’点向机座1的中心移动，2个垂直油缸3分别向上移动；在2个垂直油缸3和左右绞耳座9的共同作用下，C和C’点在向中心移动的同时，分别在垂直方向向上移动。上述铰接点的运动，使合页连杆之间的夹角发生变化，上下两个夹角由大于90°逐渐变小，左右两个夹角由小于90°逐渐变大，整个合页连杆由图1所示的状态，最终形成图3所示的状态。

从推力点7的状态分析，中间的推力点7固定在固定承重座26上，两端的推力点7分别与左右两个滑动承重座27，从承力板12的两端向中心移动，由于连杆之间角度的变化，推力点7受到的推力由大到小逐步变化，同时，推力点7向上移动的速度又由慢到快逐步加快，将固定在承力板12上面的机载平台上的飞机迅速安全地从机库提升袋甲板上，准备弹射起飞。

图4是升降机另一种实施例的结构示意图；图5是图4所示的升降机机座传动系统示意图。该实施例在升降平台的每一边设置两套如图1所示的装置。配套两套正反丝杆8的驱动装置。在图5所示的上边，设置一套正反丝杆8的驱动装置，其中，丝杆驱动被动轮19和右边的正反丝杆8同轴，正反丝杆8的有段设置伞齿轮20，在右边设置的正反丝杆8两端设置伞齿轮20，下边的右边设置的正反丝杆8的有段设置伞齿轮20，上述两对伞齿轮20分别啮合，上述驱动装置将同时驱动升降机右边的正反丝杆8，同样的原理，下边设置的驱动装置将同时驱动左边的正反丝杆8，这样，整个升降平台在8套升降机的共同作用下升降，可以大大提高飞机的提升重量和提升速度。

水平油缸2的安装位置可以采用悬浮式，2个水平油缸2铰接在机座1的两端，其结构利用铰接轴，使之能够在机座1的水平面上摆动，水平油缸2的活塞杆和从铰接点D延伸的连杆5铰接，随着绞耳座9的移动，水平油缸2逆时针摆动，活塞杆和连杆5始终保持垂直状态，使水平油缸(2)对连杆5的作用力始终保持最大。

图6是升降机液压管路图。该液压机构为5个液压油缸和两个液压马达17提供动力。齿轮泵25从储油罐23泵出液压油，经过控制阀22和单向节流阀21，提供给2个水平油缸2、2个垂直油缸3、一个承重座油缸4和两个液压马达17。在上述机构的作用下，推力点7的最大推力可以达到单油缸2或单油缸4活塞杆推力的1.5倍左右，由电脑程控液压系统的电液变量调压阀，溢流阀，双向节流阀等，调控5个液压油缸的活塞杆推力和速度，可以完成各型重量(20吨-60吨)的飞机提升到甲板上。

液压系统的参数设置：采用大排量高压齿轮油泵(320kg/cm²-210kg/cm²)，水平油缸2的活塞直径30厘米，活塞杆推力可以达到226吨-148吨，牵引推力达160吨左右，相对30吨的飞机推重比5.3∶1，60吨飞机推重比2.6∶1。

以上对本发明所提供的液压动力合页连杆式飞机升降机进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述。

所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种液压动力合页连杆式飞机升降机，该升降机由液压动力部分、机械传动部分和机座构成，其特征在于，

所述液压动力部分由5个高压油缸和液压马达构成，所述5个高压油缸分别为1个承重座油缸(4)，2个水平油缸(2)和2个垂直油缸(3)，所述承重座油缸(4)安装在机座1的中心点，2个水平油缸(2)分别安装在机座1两端侧壁；

所述机械传动结构为合页连杆结构，该机构固定在机座(1)上，所述合页连杆结构的各个连杆(5)之间采用铰接结构；

所述机座(1)上方横向安装有正反丝杆(8)，所述正反丝杆(8)两端分别设置具有内螺纹的绞耳座(9)，所述绞耳座(9)在正反丝杆(8)作用下沿正反丝杆8移动；

在所述合页连杆机构上方设置承力板(12)，所述承力板(12)具有中间的固定承重座(26)和两端的支撑座(16)，所述的支撑座(16)之间设置滑轨(13)，所述滑轨(13)设置两个滑动承重座(27)；两个滑动承重座(27)可以在承力板(12)下方的轴承导轨(11)与滑轨(13)之间滑动；

其中，所述合页连杆机构最上方的铰接点为推力点(7)，位于中间的推力点(7)固定在所述固定承重座(26)上，两端的推力点(7)分别与左右两个滑动承重座(27)相接；机座(1)中心的承重座(10)与铰接点B点铰接固定，和承重座油缸(4)的活塞杆与铰接点A点铰接；左右绞耳座(9)分别和连杆(5)铰接于D、D’点，左右垂直油缸(3)的安装座分别和连杆(5)的C、C’点铰接，左边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞杆固定在左边的绞耳座(9)上，右边的水平油缸(2)和垂直油缸(3)的活塞杆固定在右边的绞耳座(9)上。

2.根据权利要求1所述的飞机升降机，其特征在于，所述正反丝杆(8)的驱动装置由液压马达(17)、传动链(15)、丝杆驱动主动轮(18)和丝杆驱动被动轮(19)组成，其中，液压马达(17)通过传动链(15)驱动丝杆驱动主动轮(18)和丝杆驱动被动轮(19)，丝杆驱动被动轮(19)和正反丝杆(8)同轴。

3.根据权利要求1所述的飞机升降机，其特征在于，在升降平台的每一边设置两套升降装置，整个升降机配套两套正反丝杆(8)的驱动装置；其中，平台中心线两边分别设置一套正反丝杆8的驱动装置，通过正反丝杆(8)上设置的伞齿轮(20)，上述驱动装置同步驱动升降机该边的正反丝杆(8)。

4.根据权利要求1所述的飞机升降机，其特征在于，采用320kg/cm²-210kg/cm²的高压齿轮油泵，水平油缸2的活塞直径30厘米，活塞杆推力为226吨-148吨，在推力点(7)处于最远时的牵引推力为160吨，相对30吨的飞机推重比5.3∶1，60吨飞机推重比2.6∶1。

5.根据权利要求1所述的飞机升降机，其特征在于，所述的2个水平油缸(2)铰接在机座1的两端，其结构通过铰接轴能够在机座1的水平面上摆动，水平油缸(2)的活塞杆和从铰接点D延伸的连杆(5)铰接，随着绞耳座(9)的移动，水平油缸(2)逆时针摆动，活塞杆和连杆(5)始终保持垂直状态。

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