CN105752342A - 气垫航空器货物装载系统和手动操作的共形系紧点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气垫航空器货物装载系统和手动操作的共形系紧点，更具体地提供了一种货物管理系统，所述货物管理系统可包括限定凹槽的底板和设置在凹槽中且被构造为围绕轴线旋转的接合点。本发明还提供了一种可旋转接合点，其包括被构造成围绕轴线旋转的鼓形件和联接到该鼓形件的栓座。

Description

气垫航空器货物装载系统和手动操作的共形系紧点

技术领域

本公开涉及航空器货物装载系统，并且更具体地涉及一种用于货物装载系统的货物系紧点（tieoffpoint）。

背景技术

常规的航空器货物系统通常包括跨越航空器长度的各种轨道和滚子。动力驱动单元（PDU）在运送滚子上延伸航空器向前和向后运送货物，这些运送滚子被附加到航空器地面结构。货物可以从航空器上的向后位置装载并由货物系统传递至向前位置，并且/或者取决于航空器构造，货物可以从航空器上的向前位置装载并由货物系统传递至向后位置。常规系统通常被设计为容纳典型的集装架尺寸。常规系统典型地包括可能安装、更换和维护起来费时的数个部件。

发明内容

货物管理系统可包括限定凹槽的底板和设置在凹槽中且被构造为围绕轴线旋转的接合点（tiepoint）。

在各种实施例中，接合点可包括鼓形件。鼓形件可包括闩锁插孔。闩锁可与该闩锁插孔配合。闩锁可包括释放按钮。闩锁可被构造为响应于在压下闩锁按钮而脱开闩锁槽。鼓形件可被构造为响应于闩锁脱开闩锁槽而旋转。鼓形件的轮廓可匹配由底板限定的凹槽的轮廓。

可旋转接合点可包括被构造成围绕轴线旋转的鼓形件和联接到该鼓形件的栓座（cleat）。

在各种实施例中，鼓形件可包括闩锁插孔。闩锁可被构造成与闩锁插孔配合。闩锁包括将闩锁驱动到闩锁插孔中的弹簧。鼓形件可以被弹簧加载，以响应于闩锁脱开闩锁插孔而自动旋转。鼓形件可包括铝。鼓形件还可包括轮廓表面，其限制空气沿着该轮廓表面泄漏。

除非以其它方式明确指示，前述的特征和要素可以不具排他性地被结合在各个组合中。根据以下说明书和附图，这些特征和要素以其操作将变得更加明显。然而，应该理解到，以下说明书和附图本质上意在示例且是非限制性的。

附图说明

在说明书结束部分中特别指出并明确要求保护本公开的主题。然而，当关联附图来考虑时，通过参考具体实施方式和权利要求书，可以最好地获得对本公开更加完整的理解。

图1说明了根据各种实施例的具有可装载接合点的货物管理系统的一部分；

图2说明了根据各种实施例的货物管理系统的一部分；

图3说明了根据各种实施例的货物管理系统的一部分；

图4说明了根据各种实施例的气垫货物梭体（shuttle，或为穿梭机）的引导组件的下侧；

图5A说明了根据各种实施例的处于装载位置中的具有共形接合点的底板的表面；

图5B说明了根据各种实施例的处于部署位置中的具有共形接合点的底板的表面；

图6A说明了根据各种实施例的处于装载构造中的共形接合点的截面视图；

图6B说明了根据各种实施例的处于部署构造中的共形接合点的截面视图；

图7说明了根据各种实施例的用于与共形接合点一起使用的闩锁机构。

具体实施方式

本文的各种实施例的具体实施方式参考附图，附图借助说明示出了各种实施例。尽管足够详细地描述这些各种实施例以使得本领域技术人员能够实施本公开，但应该理解的是，可以实现其它实施例，并且在不偏离本公开的精神和范围的前提下可以进行逻辑、化学和机械改变。由此，本文的具体实施方式仅仅是出于说明而非限制的目的来表现。例如，任何方法或工艺描述中所叙述的步骤可以按任何次序来执行，而不必局限于所表现的次序。此外，对单数的任何引用都包括复数实施例，并且对多于一个部件或步骤的任何引用都可包括单数实施例或步骤。而且，对附接、固定、连接或类似方式的任何引用都可包括永久的、可移除的、暂时的、部分的、完整的以及/或者任何其它可能的附接选择。

如在本文中所使用的“向后”指代与航空器的尾部相关的方向，或者大致指代燃气涡轮机的排气的方向。如在本文中所使用的“向前”指代与航空器的头部相关的方向，或者大致地指代航行或运动的方向。

如在本文中公开的航空器货物管理系统使得货物能够被装载到航空器中并且以简单巧妙的方式被定位在航空器内。在这点上，本文中公开的航空器货物管理系统可减少部件数量并减少随着时间推移的相关更换/磨损成本。

参考图1和2来说明航空器货物管理系统100。气垫货物梭体114和116被示出在航空器的向后部分的前方。气垫货物梭体114被联接到向后驱动梭带106，并且气垫货物梭体116被联接到向后驱动梭带108。向后驱动梭带106被联接至向后梭体驱动单元102。向后驱动梭带108被联接至向后梭体驱动单元104。底板112被示出在气垫货物梭体114下方。底板150被示出在气垫货物梭体116下方。如关于气垫货物梭体114和116所使用的，术语“下方”可指代z轴负方向。接合点122被示出在装载位置，被设置在由底板112和底板150所限定的凹槽中。支撑滑轨222和224被示出为横向与底板112和150相邻。支撑滑轨222和224可被安装至另一个航空器部件（例如机身），并且能够支撑货物的重量。底板112可包括复合材料或者合金材料中的至少一者。

气垫货物梭体114被联接到向前驱动梭带208，并且气垫货物梭体116被联接到向前驱动梭带218。向前驱动梭带208被联接至向前梭体驱动单元204。向前驱动梭带218被联接至向前梭体驱动单元220。货物202被示出为搁置在支撑滑轨222上，并且货物201被示出为搁置在支撑滑轨224上。气垫货物梭体116可被用以提升货物201离开支撑滑轨224并向前或向后移动货物201。

向前驱动梭带208、向前驱动梭带218、向后驱动梭带106、向后驱动梭带108（统称为“梭带系统”）可包括能够牵拉气垫货物梭体的任何合适的带。例如，梭带可包括平带。在这点上，平梭带沿着z方向不会占据过多的空间。例如，梭带可包括涂覆有聚氨酯和/或聚四氟乙烯（PTFE）的带，其包括通信和动力总线。在这点上，通过单个梭带结构提供结构性支撑和动力/数据功能。例如在各种实施例中，梭带可包括平行取向并涂覆有将钢线保持在一起的聚氨酯的钢线，提供抗摩擦性质和降噪性质。在钢线之间的可以是铜线或其他线，其能够承载处于任何合适电压的电流。在这点上，梭带可包括一条或多条铜线，以承载可运送数据的低压电信号和/或高压动力。

梭带可缠绕向前梭体驱动单元204、向前梭体驱动单元220、向后梭体驱动单元102和向后梭体驱动单元104（统称为“梭体驱动单元”）的一部分。在这点上，梭体驱动单元可包括梭带固定到其处的柱形结构（例如卷轴）。梭体驱动单元包括用以使得卷轴沿期望方向旋转的动力装置（例如电马达）。梭体驱动单元还可脱开电马达或者以其它方式挂档，以通过这种方式来施加阻力，使得卷轴被允许沿反方向旋转。在各种实施例中，电马达可通过对齿轮系统提供负力矩及将动力再生回到航空器动力总线来提供阻力。由此，由于向前梭体驱动单元204可使得其卷轴旋转以向前牵拉向前驱动梭带208，向后梭体驱动单元102可允许其卷轴响应于由向前驱动梭带208通过气垫货物梭体114施加的力而自由旋转。以类似方式，由于向后梭体驱动单元102可使得其卷轴旋转以向后牵拉向后驱动梭带106，向前梭体驱动单元204可允许其卷轴响应于由向后驱动梭带106通过气垫货物梭体114施加的力而自由旋转。

相应地，由于向前梭体驱动单元220可使得其卷轴旋转以向前牵拉向前驱动梭带218，向后梭体驱动单元104可允许其卷轴响应于由向前驱动梭带218通过气垫货物梭体116施加的力而自由旋转。以类似方式，由于向后梭体驱动单元104可使得其卷轴旋转以向后牵拉向后驱动梭带108，向前梭体驱动单元220可允许其卷轴响应于由向后驱动梭带108通过气垫货物梭体116施加的力而自由旋转。

参考图3和4，示出了气垫货物梭体114。应该理解的是，气垫货物梭体116是类似的结构并由此在本文中相对于气垫货物梭体114讨论的特征也适用于气垫货物梭体116。动力驱动单元308和滚子306被示出在气垫货物梭体114中。动力驱动单元308可驱动例如货物202的货物到气垫货物梭体114上并且驱动其离开气垫货物梭体114。滚子306可有利于货物202关于气垫货物梭体114的运动。

离心空气鼓风机304被示出为联接在气垫货物梭体114下方。气垫货物梭体114可包括一个或多个离心空气鼓风机。

离心空气鼓风机304由离心空气鼓风机控制器302所控制。气垫货物梭体114可包括一个或多个离心空气鼓风机控制器。在各个实施例中，每个离心空气鼓风机具有一个相关的离心空气鼓风机控制器，尽管在多个实施例中，一个离心空气鼓风机控制器控制多个离心空气鼓风机。离心空气鼓风机控制器302可为离心空气鼓风机304提供动力和指令，以控制离心空气鼓风机304如何运行及何时运行。离心空气鼓风机304包括进口404。进口404使得离心空气鼓风机304能够接收来自外侧容积402的空气并且将该空气输送至容积402。在各种实施例中，每个离心空气鼓风机具有一个相关的进口，尽管在许多实施例中，一个离心空气鼓风机具有多个相关的进口。在更多实施例中，单个进口可将空气供应至一个或多个离心空气鼓风机。

气垫货物梭体114的容积402被示出为与离心空气鼓风机304的出口流体连通。在这点上，离心空气鼓风机304可吹送气垫货物梭体114下方的空气，并且更具体地吹送到容积402中。容积402被示出为接近底板112。

如所示出，气垫货物梭体114具有四个离心空气鼓风机控制器302、414、416和418，其驱动四个离心空气鼓风机304、420、422和424将空气吹送到四个不同的容积402、426、428和430中。每个离心空气鼓风机控制器还可包括接近度传感器（proximitysensor），其可被构造为测量气垫货物梭体114的一部分到底板112的接近度。例如，接近度传感器406、408、410和412可以与每个离心空气鼓风机控制器302、414、416和418相关联。接近度传感器406、408、410和412可用在闭环控制机构中，以调节四个离心空气鼓风机304、420、422和424的输出。在这点上，离心空气鼓风机控制器302、414、416和418可命令四个离心空气鼓风机304、420、422将空气吹到容积402、426、428和430中，直到接近度传感器406、408、410和412显示已经达到期望的接近度。

而且，来自接近度传感器406、408、410和412的数据可被用以检测及抵消不均匀的货物负载。例如，在货物202转移至气垫货物梭体114的一部分或者以其它方式在气垫货物梭体114的一部分上相对于另一部分施加更大力的情形中，来自接近度传感器406、408、410和412的数据可检测到气垫货物梭体114的一部分距底板112并未如气垫货物梭体114的一个或多个其它部分那么远。在这点上，在距离底板112达不到足够距离的地方，离心空气鼓风机控制器可命令其相关的离心空气鼓风机增加输出，以抵消不均匀的负载。

在这点上，在运行中，例如货物202的货物可在向后位置（例如接近向后梭体驱动单元102的位置）被装载到气垫货物梭体114上。货物202可使用动力驱动单元308和滚子306被放置到气垫货物梭体114上。在货物202的装载期间，气垫货物梭体114可以与底板112接触。一旦货物202被合适地放置在气垫货物梭体114的顶部（此处，本文中的词组“顶部”可指代跨过z轴正方向的距离），离心空气鼓风机控制器302的控制系统可指示离心空气鼓风机304开始运行。通过这种方式，来自进口404的空气被吸入离心空气鼓风机304中，并且离心空气鼓风机304将该空气吹到容积402中。随着更多的空气被吹进容积402中，增加的空气压力可作用以将气垫货物梭体114提升离开底板112。在本文中，短语“提升离开”可指代气垫货物梭体114沿z轴正方向的运动。在各种实施例中，容积402中的压力可达到1psi（6.89kPa）和10psi（68.9kPa）之间、在2psi（13.7kPa）和6psi（41.3kPa）之间、约为4psi（27.5kPa），此处，在本文中，术语“约”可指代+/-0.5psi（3.4kPa）。

例如包括处理器和有形的、非暂时性的存储器的控制系统可被构造成与离心空气鼓风机控制器302处于电性和/或逻辑连通。例如，控制系统可经由一个或多个梭带与离心空气鼓风机控制器302连通。控制系统可指示离心空气鼓风机控制器302开始、停止及调节离心空气鼓风机304的输出。

在离心空气鼓风机304的运行期间，货物202可提升离开底板112，由此减少在气垫货物梭体114和底板112之间的摩擦。换句话说，干摩擦可等于摩擦系数乘以法向力。通过消除气垫货物梭体114和底板112之间的接触，两个表面不会相互作用而导致摩擦。在各种实施例中，可能在离心空气鼓风机304运行期间在气垫货物梭体114和底板112之间存在接触，尽管空气压力将对抗由货物202施加的法向力（即在z轴负方向上的力），并且由此由于法向力的这一减少而使得摩擦将减少。

在货物202被提升离开底板112的同时，向前梭体驱动单元204可围绕其卷轴旋转，从而导致向前驱动梭带208向前牵拉气垫货物梭体114和货物202。气垫货物梭体114可越过处于装载构造中的接合点122。向后梭体驱动单元104可被允许在向后驱动梭带108上施加低水平的阻力，由此使得向后驱动梭带108能够沿向前方向延伸。由向后梭体驱动单元104施加的低水平的阻力可防止过量的货物速度并且可在航空器不是正好水平时保持稳定性。一旦货物202位于航空器中处于期望位置，控制系统可指示离心空气鼓风机控制器302关掉或降低离心空气鼓风机304的输出。在这点上，由于在容积402中空气压力的损失，气垫货物梭体114可沿着z轴负方向运动并接触底板112。随着气垫货物梭体114朝向底板112运动，货物202可实现搁置在支撑滑轨222上。由此，随着货物202由支撑滑轨222被阻止沿z轴负方向运动，气垫货物梭体114可与货物202分离。通过这种方式，气垫货物梭体114可被带到后部以装载更多货物。向后梭体驱动单元102可旋转卷轴，从而导致向后驱动梭带108向后牵拉气垫货物梭体114。现在可以装载更多货物，并且过程可再次继续下去。

参考图5A，根据各种实施例，接合点122被示出为处于装载位置。接合点122具有从底板112暴露的表面123。表面123可以是平直的且与底板112齐平。表面123也可以凹陷在底板112下方。表面123可使得气垫货物梭体114能够在空气薄膜上越过从底板112提升的接合点122。接合点122可在装载位置中被锁定就位。释放按钮124可响应于被压下而释放接合点122。在这点上，释放按钮124使得接合点122能够响应于释放按钮被压下而旋转到部署构造中。

参考图5B，根据各种实施例，接合点122被示出为处于部署位置。接合点122可具有处于部署位置的从底板112暴露的表面125。接合点122是可缩回的，使得其可以被定位在部署位置或装载位置中。栓座126可被例如通过紧固件被联接到接合点122的表面125。接合点122可锁定到部署位置中并且响应于压下释放按钮124而释放。在各种实施例中，接合点122可由例如铝、钛、钢、聚合物和/或其它金属的金属材料和/或合金制成。例如，可以使用机加工工艺（例如车工）、锻造和/或添加剂工艺来形成接合点122。

参考图6A，示出了根据各种实施例的底板112被切除的沿着图5A中的线A的接合点122的截面。接合点122可包括鼓形件130。鼓形件130可被弹簧加载以响应于压下释放按钮124而围绕中心轴线132自动旋转。如果鼓形件130不是弹簧加载的，鼓形件还可围绕中心轴线132从装载位置被手动旋转到部署位置或从部署位置被手动旋转到装载位置。如所示出，栓座126和鼓形件130可具有一定的滚圆的几何形状以与底板112紧密相互作用。底板112可具有轮廓表面134，其匹配鼓形件130的形状，使得当接合点122处于关闭位置时，底板112和鼓形件130具有最小的间隙以限制空气泄漏。例如，在处于装载位置中的接合点122的鼓形件130和底板112之间的间隙可小于八分之一英寸（32mm）。当鼓形件130围绕中心轴线132旋转时，鼓形件130的轮廓表面138可在鼓形件130和底板112之间保持窄的间隙。安装支架137可具有轮廓表面136，以匹配鼓形件130和栓座126的轮廓。响应于接合点122处于装载位置中，轮廓表面136可提供空间以接收栓座126。

参考图6B，示出了根据各种实施例的底板112被切除的沿着图5B中的线B的接合点122的截面。鼓形件130被示出为处于部署状态，其为从图5A的装载位置围绕中心轴线132旋转大约180度。由于轮廓表面134和轮廓表面138的匹配的轮廓，在底板112的轮廓表面134和鼓形件130的轮廓表面138之间的间隙被最小化。轮廓表面134可具有半球形或半圆形的几何形状。接合点122可通过压下释放按钮124围绕中心轴线132旋转到装载位置中。鼓形件130可被弹簧加载，以响应于压下释放按钮124而自动旋转。响应于压下释放按钮124以释放鼓形件130，鼓形件130还可手动围绕中心轴线132旋转。在部署构造中，栓座126可从底板112暴露以将货物固定到接合点122。由安装支架137的轮廓表面136所提供的将栓座126容置在装载位置中的空间在部署位置中是空的。

参考图7，示出了根据各种实施例的底板112被移除的闩锁142，其用于与接合点122一起使用。接合点122的鼓形件130被示出为与在部署位置中在表面125上的栓座126被安装至安装支架137。安装支架137的轮廓表面138被布置在鼓形件130下方。中心轴线132可由插过一对突起连接器并插过鼓形件130的销或螺栓所限定。在这点上，鼓形件130可围绕螺栓或销旋转。突起148和中心轴线132可形成与鼓形件130的马蹄型连接。类似地，闩锁142可包括突起，其从安装支架137与突起149形成马蹄型连接。轴线146可包括螺栓或销，其穿过突起143和突起149，使得闩锁142能够在轴线146上枢转。

在各种实施例中，鼓形件130包括一个或多个闩锁插孔，以接收闩锁142并将鼓形件130固定在部署或装载位置中。如在图7中所示，闩锁插孔144和闩锁插孔140可分别将闩锁142保持在装载和部署位置中。闩锁142包括联接在释放按钮124和基座156之间的活塞154。活塞154可使得释放按钮124能够朝向基座156运动及从基座156运动。响应于压缩从释放按钮124处移除的弹簧的按压力，弹簧152可被构造成将基座156和释放按钮124按压分开。例如，弹簧152可被卷绕在活塞154周围并且将一部分活塞154按压远离基座156。基座156可被安装至安装支架137。由此，弹簧152还可将闩锁142压到闩锁插孔140或闩锁插孔144中，并驱动闩锁142进入闩锁插孔中。安装支架137使用紧固件（例如铆钉、螺栓、螺钉或其它紧固件）或添加剂被安装在邻近的梁160之间。

通过在鼓形件130和底板112之间保持紧密配合（如在图6B中所示），接合点122和底板112可提供与气垫货物梭体一起使用的平直表面。平直表面可限制空气泄漏并使得图2的气垫货物梭体114能够越过处于装载位置的接合点122。当气垫货物梭体114处于期望位置时，接合点122于是可被加以部署，以暴露用于固定货物的接合卸载位置（tiedownlocation）。

已经关于具体的实施例在本文中描述好处、其它优点和问题的解决方案。而且，在本文包含的各个附图中所示出的连接线意在表示各个要素之间的示例性功能关系和/或物理联接。应该注意的是，在实际的系统中可以存在许多可替代的或附加的功能关系或物理连接。然而，所述好处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何好处、优点或解决方案产生或者变得更加显著的任何要素都不被解释为本公开的关键、必需或基本的特征或要素。本公开的范围相应地仅仅由所附的权利要求书所限定，其中，以单数形式引用要素意图不在于表示“一个及仅仅一个”（除非明确陈述），而是表示“一个或多个”。此外，当在权利要求书中使用类似于于“A、B或C的至少一个”的短语时，其意在于，所解释的短语表示在实施例中可能仅存在A、在实施例中可能仅存在B、在实施例中可能仅存在C，或者在单个实施例中可能存在要素A、B和C的任意组合；例如，A和B、A和C、B和C，或者A和B和C。遍及附图可以使用不同的交叉影线以表示不同的部分，但不必表示相同或不同的材料。

本文中提供了系统、方法和装置。在本文的具体实施方式中，对“一个实施例”、“实施例”、“各种实施例”等的引用指示了所描述的实施例可包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不一定包括特定的特征、结构或特性。而且，这样的短语不一定涉及相同的实施例。此外，当连同实施例来描述特定的特征、结构或特性时，所认为的是，连同其它实施例（不论是否明确描述）来影响这样的特征、结构或特征是在本领域技术人员的知识范围内的。在阅读说明书之后，在可替代实施例中如何具体实施本公开对于（一个或多个）相关领域的技术人员来说将是明显的。

此外，无论要素、部件或方法步骤是否在权利要求书中被明确叙述，在本公开中，要素、部件或方法步骤都不意在致力于公布。本文中所保护要素都不在35U.S.C.112(f)的规定下进行解释，除非使用短语“用于...的装置”来明确地叙述该要素。如在本文中使用，术语“包括”、“包括了”或这些的任何其它变化意在涵盖非排他性的包括，这样使得包括一列要素的工艺、方法、物品或装置不仅仅包括那些要素，还可能包括并未明确列举的或者这些工艺、方法、物品或装置所固有的其它要素。

Claims (15)

1.一种货物管理系统，其包括：

底板，其限定凹槽；

接合点，其设置在所述凹槽中并被构造成围绕轴线旋转。

2.如权利要求1所述的货物管理系统，其中所述接合点包括鼓形件。

3.如权利要求2所述的货物管理系统，其中所述鼓形件包括闩锁插孔。

4.如权利要求3所述的货物管理系统，还包括被构造成与所述闩锁插孔配合的闩锁。

5.如权利要求4所述的货物管理系统，其中所述闩锁包括释放按钮。

6.如权利要求5所述的货物管理系统，其中所述闩锁被构造成响应于所述释放按钮被压下而脱开所述闩锁插孔。

7.如权利要求6所述的货物管理系统，其中所述鼓形件被构造成响应于所述闩锁脱开所述闩锁插孔而旋转。

8.如权利要求2所述的货物管理系统，其中所述鼓形件的轮廓与由所述底板限定的所述凹槽的轮廓匹配。

9.一种可旋转接合点，其包括：

鼓形件，其被构造成围绕轴线旋转；和

栓座，其被联接到所述鼓形件。

10.如权利要求9所述的可旋转接合点，其中所述鼓形件包括闩锁插孔。

11.如权利要求10所述的可旋转接合点，还包括被构造成与所述闩锁插孔配合的闩锁。

12.如权利要求11所述的可旋转接合点，其中所述闩锁包括被构造成将所述闩锁驱动到所述闩锁插孔中的弹簧。

13.如权利要求11所述的可旋转接合点，其中所述鼓形件是弹簧加载的，以响应于所述闩锁脱开所述闩锁插孔而自动旋转。

14.如权利要求9所述的可旋转接合点，其中所述鼓形件包括铝。

15.如权利要求9所述的可旋转接合点，其中所述鼓形件包括轮廓表面，以限制空气沿着所述轮廓表面泄漏。