CN109252740A - 一种锁的扣板及包括这种扣板的飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种与锁（10）的锁舌（16）配合使用的扣板（20）；该扣板包括用于与结构体固定的金属件（22），以及与该金属件联结的扣板拉线（24），该扣板拉线从金属件的第一表面（27）延伸出。在该扣板中，一个轴（32）与金属件联结安装，并且可相对于金属件自由转动，以便在纵向（X）上延伸；一个叶片（40）可旋转地固定安装于扣板拉线附近的处于金属件第一侧的转轴（32）；一个角位置指示器（46）可旋转地固定安装；该叶片的安装方式使得当锁舌钩住或脱离扣板拉线时，该叶片可以被锁舌带动进行转动，且该角位置指示器（46）可以指示叶片的角位置。本发明例如应用于如直升机等飞行器的舱门。

Description

一种锁的扣板及包括这种扣板的飞行器

技术领域

本发明涉及一种扣板，这种扣板包括用于检测锁闭系统开闭状态的机械系统，尤其与如飞机或直升机等飞行器的门锁配合使用。

背景技术

通常情况下，大部分飞行器舱门的打开通过门框上的铰链控制，舱门通过一个或多个将舱门锁闭在飞行器的机身结构上的锁来保持门的关闭状态。在飞行中，锁闭所有锁至关重要，尤其当飞行器在飞行中为机舱增压时，在该压力下，舱门受力可超过500毫巴，在锁闭系统发生故障时可能会导致舱门打开。因此，需要在起飞前快速高效地确保飞行器的所有的锁均已锁好。

目前，在大多数情况下，这一检查几乎完全依靠负责为舱门上锁的操作员的警惕性。在上锁过程中，发现一个或多个锁没有锁好并不容易，因为仅一个锁关闭便可将门固定至门框内，使得门看起来似乎已经锁好。

某些错误有时甚至导致了飞行中舱门意外打开。因此，对舱门锁闭情况的明确指示能显著提升飞行安全。高效的检测系统需要能够可靠且十分清晰地指示每个锁的锁闭或解锁状态。

锁闭状态检测机械系统的困难之一在于确保解锁指示器显示的是锁的解锁状态，而非指示锁的手柄的位置，原因在于寻求的机械功能是约束锁的位置。因此，对于满足上述要求的锁闭状态检测系统是有需求的。

发明内容

为此，本发明涉及一种和锁的锁舌配合使用的扣板，该扣板包括用于与结构体固定的金属件，以及与金属件联结的扣板拉线，该扣板拉线从该金属件的第一表面延伸出。

在该扣板中：

- 一个轴与金属件联结安装，并且可相对于该金属件自由转动，以便在纵向X上延伸；

- 一个叶片可旋转地固定于扣板拉线附近的处于金属件第一侧的所述轴；

- 一个角度位置指示器可旋转地固定于所述轴；

该叶片的安装方式使得当锁舌钩住或脱离扣板拉线时，该叶片可以被锁舌带动进行转动，角度位置指示器可以指示该叶片的角位置。

因此，使用这种装置，可以简单可靠地通过读取角位置指示器，检查锁钩是否钩住扣板拉线，进而检查锁是否被锁好。否则，当锁钩未钩住扣板拉线时，锁钩不会推动叶片，通过读取指示器也可以检测到这一情况。因此，在一个飞行器中，检测角位置指示器的位置的传感器给出的锁闭-未锁闭信息可以在机舱内显示或发送给一位机组人员。

有利地，在技术上具有可操作性的前提下，本发明的扣板的包括以下全部或部分特征：

- 扣板包括一个装置，当锁舌未勾住扣板拉线且叶片未受外力时，该装置可将叶片复位至一个解锁稳定位置，并且将角位置指示器复位至开放位置；

- 用于将叶片复位至解锁稳定位置的装置包括安装于金属件和位置指示器之间的一个压缩弹簧和一个凸轮，该凸轮可旋转地固定安装并且可在纵向上自由平移，设置该凸轮以用于在叶片未受外力的情况下，使所述轴复位，并使其保持在角度位置指示器的开放位置中。

- 凸轮拥有一个凹陷的V形凸轮截面，该扣板还包括一个相对于所述轴可旋转固定的触头，该触头可在叶片的转动的作用下以及在使凸轮与触头保持接触的弹簧的弹性作用下，沿该V形凸轮截面滑动；

- 角位置指示器包括一个可旋转地固定于轴上的轴座，该轴座可随叶片的角位移同步地转动；

- 角位置指示器包括至少一个沿径向从轴座向外延伸的连杆。因此连杆的位移被放大，该位移对应叶片的角位移；

- 可沿凸轮截面滑动的触头与位置指示器的轴座联结；

- 轴在其每一端均具有一个棱面，叶片的开口内表面和轴座的开口内表面分别具有一个平面，当该轴接合入该开口中时，这些平面可与轴的棱面相配合，以阻止叶片和轴座绕该轴转动。由此得到一个转动组合件，其由轴、叶片和角度位置指示器组成，该转动组合件的实现及组装便捷，无需复杂操作；

- 凸轮和弹簧可在一个定位架上自由滑动，定位架相对于金属件的位置保持固定，轴的一部分插入定位架的轴向孔；

- 定位架在其外表面上具一个棱面，且凸轮在其内表面上具有一个平面，凸轮的平面可与定位架的棱面相配合，以阻止凸轮绕定位架转动。这一简单机制可保持凸轮在定位架上平移，并保持其与金属件的相对角度方向，以获取角位置指示器的位置，从而得知处于开放位置中的叶片的准确稳定的角度位置；

- 扣板包括一个保护罩，该保护罩的一个开口正对位置指示器设置，以使传感器能检测到对位置的指示；

- 轴、叶片和角位置指示器安装在金属件的一侧，该侧是金属件的第一表面所在的一侧，扣板拉线从第一表面延伸出。这一设置使扣板紧凑，可以外装于支撑结构上，无需侵入此结构内部；

- 轴穿过金属件，以贯穿所述金属件的两边；且

叶片可旋转地固定于该轴的一个第一端；并且角位置指示器可旋转地固定于轴的与第一端相对的第二端。这一设置通过金属件的物理阻挡，将锁闭状态的检测功能和指示功能分开，尤其使得可以将角位置检测器设于固定有扣板的结构体的内部；

- 压缩弹簧和凸轮安装在与金属件第一表面相对的第二表面，和角位置指示器之间；

- 轴座可旋转地固定于轴的第二端附近；

- 保护罩设有一个第一开口，其位于与金属件的第二表面正对的一个支臂上，以用于放入轴的第二端；

- 保护罩设有一个第二开口，位于与位置指示器正对的一个支臂上，以使得传感器能检测到对位置的指示。

本发明还涉及到一种包括至少一个活板的飞行器，该活板安装有至少一个锁，该锁包括至少一个可转动的活动锁舌。飞行器的至少一个结构体设有符合本发明描述的扣板，扣板拉线与至少一个锁的锁舌相配合，以将活板固定于结构体的锁闭位置。

活板可以是一扇门、一扇活板门，或一个引擎盖，飞行器机组成员掌握活板是否正确锁闭的可靠信息至关重要。

更具体而言，飞行器是一架直升机或一架飞机。

附图说明

根据附图，下列详细说明及相关附图能帮助更好地理解本发明，其中：

- 图1是根据现有技术的实现一个锁的示意图，其中一个侧板未示出，以展示锁的各个内部机械元件，一些隐藏部分通过透明的轮廓形状显示，

- 图2是本发明的一个实施方式的扣板的等距分解视图，

- 图3是图2所示的扣板组装后处于解锁位置时的等距视图，

- 图4是图2所示的扣板组装后处于第一种锁闭位置时的等距视图，

- 图5是图2所示的扣板组装后处于第二种锁闭位置时的等距视图，

- 图6是图3所示的扣板的剖面图。

为了方阅读附图，图中只示出了理解本发明所需的元件。图3至图6展示的是本发明的同一种实施方式，且相同元件在不同的图中具有相同编号。

具体实施方式

图1示出了专利文本WO2014/096618A1中描述的一种现有技术的锁10。锁10用于安装在直升机的可自动关闭的推拉门或滑动门上。在特定情况中，锁10相对于直升机的一个结构体可活动。

锁10包括一个锁体12，该锁体包括一个形成一个锥形开口的凹槽14。该锁还包括一个活动锁舌16，该锁舌可在锁体内转动，锁舌16具有一个钩形截面18。凹槽14可以放入一个具有扣板拉线的扣板，该扣板沿着与锁体12基本垂直的轴线安装。该钩形截面18可绕于扣板拉线。

图2至图6示出了本发明一种实施方式的扣板20。

例如，扣板20可以通过一个金属件22固定于直升机的结构体（未在图中示出），例如由穿过设于金属件的开口26的铆钉或螺栓进行固定。金属件22包括一条扣板拉线24，该扣板拉线从金属件第一表面27沿着纵向X延伸，与金属件的所述第一表面基本垂直。该金属件包括与第一表面27相对的一个第二表面28，第二表面与第一表面基本平行。

如图2所示，金属件包括一个圆形开口30，以用于放入沿X方向延伸的轴32，轴32与沿扣板拉线24延伸的轴平行。轴包括一个第一端34、一个第二端36，以及位于两端之间、沿径向向外延伸的法兰38。法兰38的一个外直径大于开口30的直径，以在一个方向上阻挡转轴32在金属件中发生平移。轴32的外直径小于开口30的直径，以使转轴能在开口30中转动。

叶片40安装于轴32的第一端34。第一端34包括一个棱面42，叶片包括一个开口，所述开口在其一个内表面上具有一个平面，该平面与棱面42配合，以固定绕轴32转动的叶片。一个垫圈44压接于轴的一端34，以阻挡叶片40在转轴上平移。作为变型例，叶片还可以通过其他任何方式固定于转轴，或可以例如通过增材制造技术被制造成轴32的一部分。在这种情况中，轴不需要拥有棱面，且无需压接任何垫圈。

开口30的设置、轴32与扣板拉线同侧的部分的长度以及叶片40的尺寸经过选择，使叶片一旦固定于转轴32便朝着扣板拉线方向延伸，并且在所述扣板拉线接合入锁内时，由锁钩18的上支出部带动进行转动。

在图2至图5中所示的实施例中，在与纵向X平行的平面中，叶片40的形状近乎为三角形，其尖头可以被钩住扣板拉线的锁舌带动，与固定有所述叶片的轴32一同沿着两个转动方向之一转动。当锁被打开时，锁舌并未钩住扣板拉线，尖头基本被置于轴32和扣板拉线24所在的平面中。在以下描述将称这一位置为“解锁”位置。相反，当锁被锁闭时，锁舌钩住扣板拉线，被锁舌推动的尖头被置于一个与轴32和扣板拉线24所在的平面成某个角度的平面中。在以下描述将称这一位置为“锁闭”位置。

当然，叶片形状并不仅限于附图所示形状，能让叶片被带动，从而带动轴32转动的其他形状均可。

扣板还包括一个位置指示器46，该位置指示器安装于轴的第二端36附近。在示例中，位置指示器46通过拥有两个连杆50、52的轴座48形式实现，两个连杆从轴座沿径向向外延伸。轴座48包括一个开口54，用于放入轴32的一部分56。该部分56包括一个棱面58，该棱面与置于开口54内壁上的一个平面相配合，以阻挡轴座绕轴转动。与叶片的情况相同，轴座还可以通过其他任何方式固定于转轴，或可以通过增材制造技术被制造成轴32的一部分。显然，将选择的解决方案组合起来可以实现扣板的组装。

扣板还包括固定安装于金属件22的第二表面28的一个保护罩60。该保护罩包括一个平行于金属件延伸的连杆支臂62，一个第一开口64设于该支臂以用于放入轴32的第二端36。垫圈65压接于轴的第二端，以阻挡轴32平移。保护罩包括一个连接金属件22和支臂62的壁板66，该壁板设有一个第二开口68，用于放入位置传感器（图中未示出）。开口68的位置正对位置指示器46。

叶片可以被带动做顺时针或逆时针转动，以适应不同类型的锁具。因此，具有两根连杆的位置指示器46可以指示叶片40朝哪个方向进行了转动。连杆的位置由安装在位置指示器46附近的位置传感器检测。在图3所示的未锁闭位置处，传感器没有检测到任何一根连杆。在图4或图5中所示且分别对应叶片可能的两种转动方向的锁闭位置，根据叶片的转动方向，传感器检测到连杆50或52。

作为变型例，轴座还可以只具有一根连杆，这一情况下，只能检测到一种锁闭位置。此外，位置指示器的实现方式不仅限于描述所示。例如，轴32的端部36可以设置一些RFID（射频识别）标记或装置，其可以被除位置传感器以外的特殊传感器读取。

有利地，扣板20包括一个装置，当锁舌脱离扣板拉线24时，该装置能将叶片复位至扣板的解锁位置。图中所示的叶片形状无法在锁钩脱离扣板拉线时复位至解锁位置，原因在于锁钩上支出部的外表面将在叶片上滑动，无法钩住叶片。

因此，扣板包括设置于转轴32的一个定位架70、一个凸轮80和一个压缩弹簧90，这三个元件都位于金属件第二表面28和位置指示器46之间。

定位架70具有一个管状体72，其内径设计为可以容纳轴32的中间段，以及容纳一个直径大于金属件的开口30直径的法兰74。法兰设有开口76，该开口与金属件上的专门开口相配合，以将定位架固定于金属件，并避免定位架与所述金属件发生相对转动。还可以使用其他方式将定位架固定于轴，例如通过粘胶。定位架的管状体32的外表面具有一个棱面78。

凸轮80包括一个管状体82，其内径设计为可以容纳定位架的管状体72。管状体的一个内壁包括一个平面，该平面与定位架的棱面78相配合，以阻止凸轮绕定位架70转动。凸轮的第一端84得到加固，以构成压缩弹簧90的第一端92的一个支承面。压缩弹簧90的第二端94抵住定位架的垫圈74。

凸轮的第二端包括一个“V”形的凸轮截面86（图3至图5），与联结于轴座48的触头88配合，且向金属件22的方向延伸，以始终与凸轮80的凸轮截面86保持接触，无论位置指示器46的转动角度如何，凸轮被压缩弹簧90推向位置指示器的方向，被置于金属件22和位置指示器46之间。在解锁位置上，触头88抵住V形凸轮截面的凹陷部分（图3）。在锁闭位置中（图4和图5），触头88抵住V形凸轮截面的边缘中的一个，被叶片40带动朝两个转动方向之一转动。在示例中，V形凸轮截面设计为可以让叶片朝着两个方向转动。如果叶片40只能朝着一个方向转动，凸轮截面86可以相应进行调整。

实施方式

当锁舌钩住扣板拉线24时，锁钩18的上支出部将叶片40向一个转动方向推动，使得轴32和位置指示器46也随之转动，原因在于转轴、叶片和位置指示器的转动是联动的。转动时，位置指示器的轴座48的触头88在凸轮截面上从解锁位置滑向V形截面的上边缘，在该解锁位置中，该触头位于V形凹陷部分的底部，这使得凸轮80被推向金属件22，并且使得压缩弹簧90被压缩在凸轮和定位架的垫圈74之间。在这个位置中，根据锁闭的转动方向，位置传感器因为其新位置而检测到位置指示器的连杆50（图5）或连杆52（图4）。

只要锁舌钩住扣板拉线24，叶片就会被锁钩18的上支出部固定至锁闭位置，触头88被固定于凸轮截面86的边缘中的一个，使得压缩弹簧90维持在压缩状态。传感器始终能检测到一个连杆50、52，并连续地或周期性地向例如机舱或一个监测系统发送锁闭信号。

当锁舌脱离扣板拉线24，压缩弹簧90将凸轮80推向金属件22的反方向，将触头88复位至V形凸轮截面的凹陷部分。此时，位置指示器46将朝锁闭反方向转动，将叶片40复位至解锁位置，在该位置中，叶片在压缩弹簧90的作用下保持稳定状态。连杆50、52再次离开位置传感器检测区域，并且机舱信号显示锁被打开。V形截面和压缩弹簧将叶片和位置指示器固定在解锁位置，并阻止整个机构发生意外转动。

若位置指示器46是一个标记，如条形码或电子芯片时，触头88与位置指示器46为相互独立的元件。触头的实现形式可以是固定于轴32且位于凸轮80和位置指示器46之间的一个圆柱体。在该实施方式中，触头将可旋转地固定于轴32，但无法沿轴平移，和位置指示器46一样。

在一个实施例中已经详细描述了本发明的扣板，其也可以采用其他形式，但不能偏离对扣板的结构与功能进行详细描述的说明书的内容。

尤其是轴32并非必须穿过金属件22，且可以旋转固定于金属件和与扣板拉线24位于同一侧的保护罩之间。在该未示出的实施方式中，当锁舌脱离扣板拉线时，位置指示器和可以使叶片复位至扣板的解锁位置的装置，和叶片40一样，位于金属件的第一表面27的那一侧。在该实施方式中，有利地，轴32是一个空心活动轴，可绕着一个固定轴转动，该固定轴位于金属件22和保护罩的端部。

在该设置中，叶片和位置指示器可以由单一元件构成，该元件的结构通过基本零件组装或一体化完成，必要时加入设有所述叶片和所述位置指示器的空心轴。

扣板的工作原理简单，无过度摩擦，可靠性强。该扣板可以检测直升机或飞行器门上，无论是客舱门还是货舱门，设有的锁的锁闭或解锁位置。该扣板还可以应用于任何类型的活板门或铰式防护盖，例如起落架活板门或引擎盖，此前曾出现过涡轮喷气发动机引擎盖在飞行中被打开的情况。

一种转轴穿过金属件的实施方式，例如被详细描述并配有附图的该实施方式，当希望将位置指示器部分纳入由面板封闭的开口的框架结构中，例如为了保护该位置指示部分时，会进行这样的操作。

一种转轴不穿过金属件的实施实施方式，其优势在于可以通过外装，将对开口的框架结构的影响降至最低，例如在升级改造现有飞行器时，用本发明的扣板替换传统扣板。

当然，该扣板可用于具有带锁的门或面板，且需要便捷可靠地确认是否正确上锁的任何类型的结构，并不限于飞行器结构。

在一种实施方式中，其中，使用可以获取位置指示器具有的识别信号的传感器，该识别信号可以是例如单一条形码或RFID（射频识别）元件带有的识别码，一扇或多扇的门或活板门的锁闭监测系统不仅可以显示是否有锁没有正确锁闭，还可以告知操作员哪扇门或活板门的哪个锁出现锁闭故障，无论这一故障是在关闭时还是在之后出现，涉及飞行器时，尤其针对飞行过程中出现的锁闭故障。

Claims (19)

1.一种与锁（10）的锁舌（16）配合使用的扣板（20），所述扣板包括用于与结构体固定的金属件（22），以及与所述金属件联结的扣板拉线（24），所述扣板拉线从所述金属件的第一表面（27）延伸出，其特征在于：

- 一个轴（32）与所述金属件联结安装，并且可相对于所述金属件自由转动，以便在纵向（X）上延伸；

- 一个叶片（40）可旋转地固定于所述扣板拉线附近的处于所述金属件第一侧的所述轴（32）；

- 一个角位置指示器（46）可旋转地固定于所述轴（32）；

所述叶片的安装方式使得当所述锁舌钩住或脱离所述扣板拉线时，所述叶片可以被锁舌带动进行转动，所述角位置指示器（46）可以指示所述叶片的角位置。

2.根据权利要求1所述的扣板（20），其中，该扣板包括一个装置，当所述锁舌未钩住所述扣板拉线（24）且所述叶片未受外力时，该装置可将所述叶片复位至一个解锁稳定位置，并且将所述角位置指示器（46）复位至开放位置。

3.根据权利要求2所述的扣板（20），其中，所述装置用于将所述叶片（40）复位至所述解锁稳定位置，所述装置包括安装于所述金属件和所述位置指示器（46）之间的一个压缩弹簧（90）和一个凸轮（80），所述凸轮可旋转地固定安装并且可在所述纵向上自由平移，设置所述凸轮以用于在所述叶片未受外力的情况下，使所述轴（32）复位，并使其保持在所述角位置指示器（46）的所述开放位置中。

4.根据权利要求3所述的扣板（20），其中，所述凸轮（80）包括一个凹陷的V形凸轮截面（86），所述扣板还包括一个相对于所述轴（32）可旋转固定的触头（88），所述触头可在所述叶片（40）的转动的作用下以及在使所述凸轮与所述触头保持接触的所述弹簧（90）的弹性作用下，沿所述V形凸轮截面滑动。

5.根据权利要求1所述的扣板（20），其中，所述角位置指示器（46）包括一个可旋转地固定于所述轴（32）的轴座（48）。

6.根据权利要求5所述的扣板（20），其中，所述角位置指示器（46）包括至少一个沿径向从所述轴座（48）向外延伸的连杆（50，52）。

7.根据权利要求5或6结合权利要求4所述的的扣板（20），其中，可以在所述凸轮截面（86）上滑动的所述触头（88）与所述位置指示器（46）的轴座（48）联结。

8.根据权利要求5或6所述的扣板（20），其中，所述轴（54）在其每一端（34；46）均具有一个棱面（42；58），所述叶片（40）的开口内表面和所述轴座（48）的开口内表面分别具有一个平面，当所述轴接合入所述开口中时，所述平面可与所述轴的所述棱面相配合，以便阻止所述叶片和所述轴座绕所述轴转动。

9.根据权利要求3所述的扣板（20），其中，所述凸轮和所述弹簧可在一个定位架（70）上自由滑动，所述定位架相对于所述金属件的位置保持固定，所述轴（32）的一部分插入所述定位架的轴向孔。

10.根据权利要求9所述的扣板（20），其中，所述定位架（70）在其外表面上具有一个棱面（76），且所述凸轮（90）在其内表面上具有一个平面，所述凸轮的所述平面可与所述定位架的所述棱面相配合，以阻止所述凸轮绕所述定位架转动。

11.根据权利要求1所述的扣板（20），其包括一个保护罩，所述保护罩的一个开口正对所述位置指示器（46）设置，以使得传感器检测到对位置的指示。

12.根据权利要求1所述的扣板（20），其中，所述轴（32）、所述叶片（40）和所述角位置指示器（46）安装在所述金属件（22）的一侧，该侧是所述金属件的第一表面（27）所在的一侧，所述扣板拉线（24）从所述第一表面延伸出。

13.根据权利要求1所述的扣板（20），其中：

- 所述轴（32）穿过所述金属件（22），以贯穿所述金属件的两边；

- 所述叶片（40）可旋转地固定于所述轴（32）的一个第一端（34）；

- 所述角位置指示器（46）可旋转地固定于所述轴（32）的与所述第一端（34）相对的一个第二端（36）上。

14.根据权利要求13结合权利要求3所述的扣板（20），其中，所述压缩弹簧（90）和所述凸轮（80）安装在与所述金属件（22）的所述第一表面（27）相对的一个第二表面（28）和所述角位置指示器（46）之间。

15.根据权利要求13或14结合权利要求5所述的扣板（20），其中，所述轴座（48）可旋转地固定于所述轴（32）的所述第二端（36）附近。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的扣板（20），其包括一个固定于所述金属件（22）的一个保护罩（60），所述保护罩具有一个第一开口（64），所述第一开口位于与所述金属件的所述第二表面（28）正对的一个支臂（62）上，以用于放入所述轴（32）的所述第二端（36）。

17.根据权利要求16所述的扣板（20），其中，所述保护罩（60）包括一个第二开口（68），所述第二开口位于与所述位置指示器（46）正对的一个支臂（62）上，以使得传感器检测到对位置的指示。

18.飞行器，其包括至少一个活板，所述活板安装有至少一个锁（10），所述锁包括至少一个可转动的活动锁舌（16），其特征在于，所述飞行器的至少一个结构体设有根据前述权利要求任一项所述的扣板（20），所述扣板拉线（24）与所述至少一个锁的所述锁舌相配合，以将所述活板固定于结所述构体的锁闭位置。

19.根据权利要求18所述的飞行器，其中，所述活板可以是一扇门、一扇活板门或一个引擎盖。