CN102378720A - 特别用于飞机的锚固叉和包括该锚固叉的锚固系统 - Google Patents

特别用于飞机的锚固叉和包括该锚固叉的锚固系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锚固叉，该锚固叉特别用于飞机，该锚固叉能够与平台的锚固格栅(2)配合，该锚固叉包括千斤顶(3)，所述千斤顶包括气缸(4)，所述气缸(4)含有可动活塞(5)，所述活塞设有杆(6)，所述杆延伸超出所述气缸，所述杆的自由端包括叉头(7)，所述叉头钩在所述格栅(2)中，所述叉头设有用于保持在所述格栅中的保持指状件(8，13，14)，所述保持指状件可以通过控制部件(9)在回缩位置和活动位置之间运动。本发明的特征在于，用于控制所述指状件的运动的所述控制部件(9)包括可在所述千斤顶的所述杆内滑动的控制活塞(18)，所述控制活塞(18)与所述指状件的双稳态致动器(19)关联，使得通过在所述千斤顶中施加连续压力脉冲，所述指状件能够在回缩位置和活动位置之间运动，在所述活动位置，所述指状件展开。

Description

特别用于飞机的锚固叉和包括该锚固叉的锚固系统
技术领域
本发明涉及一种特别用于飞机的锚固叉，该锚固叉能够与平台的锚固格栅配合，还涉及包括这种叉的锚固系统。
背景技术
现有技术中已经已知这种叉和锚固系统。
例如FR-A-2701689中描述了一种用于装备旋翼式飞机例如直升飞机的叉，该叉能够被朝着舰的登陆平台拉动，使得叉头固定在格栅上，由此形成飞机的锚固点，特别便于其着陆操作。
该文献中描述的锚固叉具有气缸部件，活塞部件在其中移动，该活塞部件设有延伸超出气缸部件的杆，杆的自由端包括叉头，叉头钩在格栅中。该叉头实际上设有用于保持在格栅中的保持指状件，其可以通过控制部件在回缩位置和活动位置之间径向运动。
这种叉已经成功地在许多舰中实施，以确保例如直升飞机式的飞机的锚固。
一段时间以来人们已经试图实现无人驾驶式的旋翼飞机在平台上登陆，特别是军事飞机。
本申请人已经成功开发和测试了一种用于旋翼无人驾驶飞机在这种舰上自动着陆和起飞的系统。
这些无人驾驶飞机的实施需要采用锚固叉和格栅。
研究显示将已知的用于直升飞机的锚固叉直接用于旋翼无人驾驶飞机还没有被成功实现。
实际上，这些研究显示了存在尺寸、能量、维护等问题。
发明内容
本发明的目的是解决这些问题。
为此，本发明涉及一种锚固叉，该锚固叉特别用于飞机，该锚固叉能够与平台的锚固格栅配合，该锚固叉包括千斤顶，所述千斤顶包括气缸，所述气缸含有可动活塞，所述活塞设有杆，所述杆延伸超出所述气缸，所述杆的自由端包括叉头，所述叉头钩在所述格栅中，所述叉头设有用于保持在所述格栅中的保持指状件，所述保持指状件可以通过控制部件在回缩位置和活动位置之间运动，其特征在于，用于控制所述指状件的运动的所述控制部件包括可在所述千斤顶的所述杆内滑动的控制活塞，所述控制活塞与所述指状件的双稳态致动器关联，使得通过在所述千斤顶中施加连续压力脉冲，所述指状件能够在回缩位置和活动位置之间运动，在所述活动位置，所述指状件展开。
根据本发明，还包括如下特征或者它们的组合：
所述双稳态致动器是旋转机械锁；
所述双稳态致动器包括斜齿齿轮，所述齿轮插置在所述控制活塞和用于致动所述指状件的杆之间，所述齿轮置于与所述千斤顶的杆连接的套管中，所述活塞的与所述斜齿齿轮相对的端部也具有齿，以便当压力脉冲施加到千斤顶上并且因此所述控制活塞发生运动时使得所述斜齿齿轮在所述套管中旋转，所述齿轮的齿还适于与所述套管中的不同高度的连续凹口配合，以便限定用于致动所述指状件的杆的稳定的活动位置和回缩位置；
所述锚固叉具有弹簧，所述弹簧将用于致动所述指状件的杆压在所述回缩位置；
所述千斤顶通过控制装置连接到加压流体源，所述加压流体源具有容纳可消耗气体的瓶；
所述气体是CO2；
所述控制装置包括电磁阀，所述电磁阀通过打开和关闭进行控制，以对千斤顶进行供应；
所述千斤顶的所述气缸包括至少两个伸缩式气缸部分，所述气缸部分可以在其中一个气缸部分回缩在另一个气缸部分中的回缩位置和其中一个气缸部分从另一个气缸部分伸出的活动位置之间运动；
所述千斤顶的相应端部与所述飞机关联，回位和压力螺旋弹簧插置在所述千斤顶的所述端部和所述叉头之间；
所述螺旋弹簧围绕所述千斤顶布置；
所述锚固叉包括触发器，所述触发器防止当所述叉头未抵靠在所述锚固格栅中时所述指状件朝着所述指状件的活动位置运动。
本发明还涉及一种锚固系统，该锚固系统特别用于旋翼无人驾驶飞机，所述锚固系统包括前述锚固叉。
附图说明
通过下面仅作为例子参照附图提供的描述，可以更好地理解本发明，其中：
图1和2示出了根据本发明的锚固叉，其分别在平台的锚固格栅中处于回缩和活动锚固位置。
图3示出了根据本发明的叉的钩叉头的分解透视图。
图4示出了根据本发明的叉的加压流体供应的简图。
图5示出了这种叉的操作。
具体实施方式
这些图特别是图1和2示出了特别用于军舰类型或者其他的平台上的飞机的锚固叉。
飞机可以例如是旋翼无人驾驶飞机。
附图中该叉总体用附图标记1表示，该叉适于与平台的锚固格栅配合，这些附图中格栅总体用附图标记2表示。
实际上，该叉具有总体用附图标记3表示的千斤顶，该千斤顶包括气缸4，活塞5可在其中运动。
这些活塞设有杆6，杆6延伸超出气缸，杆6的自由端具有钩到格栅中的叉头，该叉头表示为部件7。
实际上，如前述现有技术文献所述，该叉头设有用于保持在格栅中的保持指状件，其可通过控制部件在回缩位置和活动位置之间径向运动，下面会详细描述。
在这些附图中，其中一个指状件用附图标记8表示，控制部件用标记9表示。
这些控制部件的结构下面会参照图3进行更详细描述。
回到图1和图2，可以看出，指状件和控制部件在图1中处于回缩位置，在图2中处于活动位置，当叉展开时，控制部件可在杆中移动，使得保持指状件在插头中的回缩位置(图1)和活动位置(图2)之间径向运动，在活动位置，指状件相对于所述头径向伸出以将其锁定到所述格栅中。
为了解决无人驾驶飞机的如前描述的各种问题，在根据本发明的锚固叉中，千斤顶的气缸具有至少两个伸缩式气缸部分，这些部分可以在如下两个位置之间移动，一个位置是其中一个部分回缩在另一个部分中，另一个位置是活动锚固位置，其中一个部分从另一个部分伸出，分别如图1和2所示。
在这些如图中，两个伸缩式气缸部分分别用附图标记10和11表示。
上气缸部分10与无人驾驶飞机上的连接部件关联，这些连接部件具有任何合适的常规结构，而该上气缸部分10的另一端适于接收下气缸部分11，该下气缸部分11又支撑杆6，杆6的自由端支撑叉头7。
千斤顶通过控制部件连接到加压流体源，以控制其操作，即控制锚固叉的展开和锚固叉与锚固格栅的连接和分离。
为此，螺旋回位和压力弹簧12插入在上气缸部分的与飞机关联的端部和叉头之间，以如图2所示确保当叉头锚固在格栅中时将无人驾驶飞机适当地压在平台上。
叉头7可以类似于在前述文献中描述的叉头，且可以例如具有三个保持指状件，彼此隔120°设置，这些指状件例如在图3中用标记8，13，14表示。这些指状件可以在回缩位置和活动位置之间移动，在活动位置它们从头部的其他部分径向伸出，以便在控制部件的控制下将叉锚固在格栅中，该控制部件在图1，2和3中用标记9表示。
此外，传统上，叉头7可以具有这些控制部件9的装备触发器，以便在叉头还未抵靠在格栅中(即在格栅中的恰当的锚固位置)时防止指状件移动到活动位置。
该触发器也在先前技术中描述，在图3中用标记15表示。
该触发器15横向布置在叉头7中，从叉头径向伸出，并且与弹簧16和挡块17关联，当叉头在锚固格栅中处于适当位置时，被推回到叉头中，如图2所示，以允许控制部件9和保持指状件的运动。
控制部件9包括活塞18，活塞18可以在千斤顶的杆中滑动，并且与指状件的双稳态致动器关联，该致动器可通过在千斤顶中连续施加压力脉冲而使指状件在回缩位置和活动伸出位置之间移动。
指状件的双稳态致动器由附图标记19表示，具有形成通常称为旋转锁的多片部件。
该双稳态致动器实际上包括具有斜齿的齿轮，该齿轮在图3中用标记20表示，该齿轮插在控制活塞18和图3中所示的指状件的致动杆21之间。
活塞18和斜齿齿轮20布置在套管22中，套管22例如通过销23连接到千斤顶的杆6。
还设置将指状件的致动杆21压在回缩位置的弹簧，所述弹簧图3中表示为24。
活塞18的与斜齿齿轮相对的端部具有齿，例如图中标号25所示，以便当压力脉冲施加在千斤顶上时并且因此活塞18发生相应的运动时，使斜齿齿轮20在套管22中转动。轮20的斜齿也适于与套管22的不同高度的连续凹口配合，以便限定所述指状件的致动杆21的(因此限定所述指状件的)稳定的活动和回缩位置。
套管的不同高度的两个连续凹口例如在图中用标号26和27表示。
在控制部件9的回缩位置，轮20的齿例如靠在凹口上，例如凹口26上。当压力施加在千斤顶上时，如果触发器15被加载即被推回，活塞18使得齿轮20和致动杆21抵抗弹簧的弹性应力而运动，使得叉头在格栅中处于适当位置。
通过该推动，活塞18的齿25也倾向于使得齿轮转动。但是，齿轮的该旋转运动被齿轮的齿与套管22在凹口26的每侧的边缘的配合阻止，直到齿轮20的斜齿可越过套管22的相应端部与凹口27配合，以将齿和致动杆21保持在连接头的指状件的活动的展开位置。
通过压弹簧24确保锁定就位，该弹簧推动致动杆21和齿轮20，以相对于凹口27保持在适当的位置。
流体压力可释放在千斤顶中，同时保持飞机锚固在格栅中。
将流体压力再次施加到千斤顶上使得在弹簧24的作用下产生斜齿的与凹口相反的角运动，对应于致动部件的回缩位置，以便解锁叉头。
不言而喻，可以设想通过在千斤顶中连续施加压力脉冲控制的双稳态致动器的其他实施方式。
因此可以看出，使用这种双稳态机械锁使得可以仅采用千斤顶中的压力脉冲，不再需要向现有技术的千斤顶那样将压力保持在其中。
单个压力脉冲实际上可以使得伸出指状件，单个额外的压力脉冲可以使得回缩指状件。
此外，也可以修改千斤顶的加压流体供应部件。
这些供应部件的简图如图4所示。
实际上，供应部件可具有加压流体源，该加压流体源例如采取可消耗的气的瓶的形式，例如可消耗的CO2瓶，如图中附图标记30所示。
该气瓶30连接作为电磁阀3/2的输入，该电池阀是常闭的，如附图标记31所示，其连接到可调节的限制部件，该限制部件可限制在叉锚和解锚期间气体的流动，该限制部件如标记32所示。
还设置安全阀，其调节到稍大于所需的叉压力的压力，所述安全阀用标记33表示，叉仍用标记1表示。
电池阀的打开和关闭控制可控制压力脉冲下的千斤顶。
该脉冲操作也示出在图5中，该图示出了通过在千斤顶上市价连续的压力脉冲来进行叉锚和解除叉锚，使得一方面可以展开伸缩式叉，该叉在锚固头锁定在格栅中期间保持在展开位置，另一方面可以获得将飞机压在平台上的力。
可以看出，通过如前描述控制电磁阀31的打开来施加压力脉冲，允许千斤顶的气缸部分展开，使得叉的连接头插入格栅中。
叉头容纳在格栅的单元中，使得在千斤顶中的流体压力的作用下加载的触发器15和活塞被推回，因此将指状件8的致动杆21朝着这些指状件的展开位置推动，以便将叉头锁定在格栅中。
在千斤顶中施加新的压力脉冲时，活塞18使得斜齿齿轮20旋转，以解锁旋转机械锁，从而允许在千斤顶中的流体压力释放时，弹簧24将指状件的致动杆21朝着回缩位置推动，以允许它们回到锚固头中的回缩位置，释放格栅的锚固头，从而可以通过螺旋弹簧12将千斤顶回位到回缩位置(图1)。
可以看出，这种结构相对于现有技术的叉具有多个有点。
实际上，伸缩式千斤顶的使用使得可以成倍增加叉的展开行程相同的折叠长度，使得可以显著减小折叠位置的叉的长度，使得可以适应于无人驾驶飞机登陆时的空间限制。
至于千斤顶之外的压力和回位弹簧的使用也使得可以获得相对于格栅的适当的压力。
具有旋转机械锁的双稳态致动器的使用使得可以将叉保持就位，在链各个状态变化脉冲级别中，折叠或者锁定在格栅中。
通过在千斤顶中施加加压流体脉冲实现从一种状态到另一种的转变。这使得可以采用与电磁阀的控制部件关联的可消耗的流体的瓶，例如气瓶，来确保供应。
当然，也可以设想不同的实施方式和其他的应用，例如用于将飞机锚固在充油平台或者其他平台中。

Claims (12)

1.一种锚固叉，该锚固叉特别用于飞机，该锚固叉能够与平台的锚固格栅(2)配合，该锚固叉包括千斤顶(3)，所述千斤顶包括气缸(4)，所述气缸(4)含有可动活塞(5)，所述活塞设有杆(6)，所述杆延伸超出所述气缸，所述杆的自由端包括叉头(7)，所述叉头钩在所述格栅(2)中，所述叉头设有用于保持在所述格栅中的保持指状件(8，13，14)，所述保持指状件可以通过控制部件(9)在回缩位置和活动位置之间运动，其特征在于，用于控制所述指状件的运动的所述控制部件(9)包括可在所述千斤顶的所述杆内滑动的控制活塞(18)，所述控制活塞(18)与所述指状件的双稳态致动器(19)关联，使得通过在所述千斤顶中施加连续压力脉冲，所述指状件能够在回缩位置和活动位置之间运动，在所述活动位置，所述指状件展开。
2.如权利要求1所述的锚固叉，其中，所述双稳态致动器是旋转机械锁(19)。
3.如权利要求1或2所述的锚固叉，其中，所述双稳态致动器(19)包括斜齿齿轮(20)，所述齿轮插置在所述控制活塞(18)和用于致动所述指状件的杆(21)之间，所述齿轮置于与所述千斤顶的杆连接的套管(22)中，所述活塞(18)的与所述斜齿齿轮(20)相对的端部也具有齿(25)，以便当压力脉冲施加到千斤顶上并且因此所述控制活塞发生运动时使得所述斜齿齿轮(20)在所述套管中旋转，所述齿轮(20)的齿还适于与所述套管(22)中的不同高度的连续凹口(26，27)配合，以便限定用于致动所述指状件的杆(21)的稳定的活动位置和回缩位置。
4.如权利要求3所述的锚固叉，其中，所述锚固叉具有弹簧(24)，所述弹簧将用于致动所述指状件的杆(21)压在所述回缩位置。
5.如前述权利要求中任一项所述的锚固叉，其中，所述千斤顶通过控制装置(31)连接到加压流体源(30)，所述加压流体源具有容纳可消耗气体的瓶。
6.如权利要求5所述的锚固叉，其中，所述气体是CO2。
7.如权利要求5或6所述的锚固叉，其中，所述控制装置包括电磁阀(31)，所述电磁阀通过打开和关闭进行控制，以对千斤顶进行供应。
8.如前述权利要求中任一项所述的锚固叉，其中，所述千斤项的所述气缸(4)包括至少两个伸缩式气缸部分(10，11)，所述气缸部分(10，11)可以在其中一个气缸部分回缩在另一个气缸部分中的回缩位置和其中一个气缸部分从另一个气缸部分伸出的活动位置之间运动。
9.如前述权利要求中任一项所述的锚固叉，其中，所述千斤顶的相应端部与所述飞机关联，回位和压力螺旋弹簧(12)插置在所述千斤顶的所述端部和所述叉头(7)之间。
10.如权利要求9所述的锚固叉，其中，所述螺旋弹簧(12)围绕所述千斤顶布置。
11.如前述权利要求中任一项所述的锚固叉，其中，所述锚固叉包括触发器(15)，所述触发器防止当所述叉头未抵靠在所述锚固格栅(2)中时所述指状件(8，13，14)朝着所述指状件的活动位置运动。
12.一种锚固系统，该锚固系统特别用于旋翼无人驾驶飞机，其特征在于，所述锚固系统包括如前述权利要求中任一项所述的锚固叉。
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