CN110863717B - 飞机舱门的锁定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞机舱门的锁定装置，锁定装置包括作动机构、上锁和解锁机构。作动机构包括电气作动器，电气作动器包括执行纵向移动的作动轴。上锁和解锁机构包括锁头、锁头容纳腔和锁头释放缺口。锁头固定地连接于电气作动器的作动轴，锁头包括彼此相连的解锁段和上锁段，解锁段在锁头的另一端。锁头容纳腔设置在手柄内并面对锁头开口，以沿纵向容纳锁头，锁头容纳腔在最靠近隔板的部分包括只容纳解锁段的解锁腔。锁头释放缺口设置在手柄上，并且其至少一部分对应于解锁腔并与解锁腔连通，锁头释放缺口构造成：当解锁段容纳在解锁腔时，解锁段能够通过锁头释放缺口从解锁腔离开手柄，当上锁段的至少一部分容纳在解锁腔时，上锁段锁定在解锁腔内。

Description

飞机舱门的锁定装置

技术领域

本发明涉及一种防止故意打开飞机舱门的锁定装置，以防止旅客故意打开飞机舱门，保证飞行安全。

背景技术

在飞机旅客舱门中设置防止故意打开飞机舱门的机构。FAA在2004年发布25-114修正案，对民用客机舱门的安全标准进行了更加严格的界定。其中，25.783(b)条款指出：每扇舱门必须有措施防止飞行中被人故意打开。此外，必须采取设计预防措施以把舱门在飞行中被人故意打开的可能性减到最低程度。

截至目前，防止故意打开飞机旅客舱门装置的专利主要集中在控制系统方面，如US20040056153A1、《用于飞行器的舱门飞行锁系统》，机构方面采取措施以防止故意打开的专利较少，主要有US8991761B2，用于控制舱门上的通风门。

例如，专利CN103879545B涉及一种用于飞行器的舱门飞行锁系统，该系统包括逻辑处理及控制单元，该逻辑处理及控制单元被构造为根据轮载总线信号、空速总线信号、舱门关闭传感器信号生成第一舱门锁信号；舱门飞行锁系统还包括飞行锁逻辑单元，其被构造为根据所述第一舱门锁信号和轮载硬线信号生成第二舱门锁信号，以指示将飞行器的舱门设置为上锁状态或者解锁状态。该专利适用于舱门飞行锁系统的逻辑处理及控制单元。

专利US20040056153A1是一种飞行锁定执行器，当飞机电源关闭时，可由两个储存能量源提供动力。机械能储存装置和电能储存装置提供完全冗余的能量储存系统，其在飞机动力被移除时储存足够的能量以完成致动器的伸展行程。执行器具有电机控制系统，该系统限制伸展和缩进行程的行程速度，包括能够在后驱动伸展行程期间有效制动致动器的阻尼器特征。其改进在电气作动器方面。

发明内容

本发明对飞机舱门的锁定装置的机械结构作了改进，在简化机构的同时，提高了飞机舱门的安全性。进一步地，本发明将旅客舱门信号控制系统与旅客舱门机构相结合，以有效地防止舱门在飞行中被人故意打开。

为此，根据本发明提供一种飞机舱门的锁定装置，以防止故意打开飞机舱门，飞机舱门包括手柄、横梁和安装手柄并相对横梁固定的隔板，锁定装置包括作动机构、上锁和解锁机构。作动机构包括相对横梁固定的电气作动器，电气作动器包括执行纵向移动的作动轴。上锁和解锁机构包括锁头、锁头容纳腔和锁头释放缺口。锁头固定地连接于电气作动器的作动轴，锁头的一端能使锁头相对隔板纵向移动地连接于隔板，锁头包括彼此相连的解锁段和上锁段，解锁段在锁头的另一端。锁头容纳腔设置在手柄内并面对锁头开口，以沿纵向容纳锁头，锁头容纳腔在最靠近隔板的部分包括只容纳解锁段的解锁腔。锁头释放缺口设置在手柄上，并且其至少一部分对应于解锁腔并与解锁腔连通，锁头释放缺口构造成：当解锁段容纳在解锁腔时，解锁段能够通过锁头释放缺口从解锁腔离开手柄，当上锁段的至少一部分容纳在解锁腔时，上锁段被锁定在解锁腔内。其中，电气作动器使得作动轴纵向作动，由此锁头在上锁位置与解锁位置之间纵向移动，在上锁位置，上锁段的至少一部分和解锁段容纳在锁头容纳腔内，以制约手柄相对锁头转动，在解锁位置，上锁段在锁头容纳腔之外，解锁段容纳在解锁腔内以与锁头释放缺口对准。

较佳地，在上述技术方案的基础上，飞机舱门的锁定装置还包括信号机构，信号机构包括相对横梁固定的且同轴的上锁传感器和解锁传感器以及相对锁头固定的靶标，靶标在上锁传感器与解锁传感器之间与锁头一起纵向移动。其中，在上锁位置，靶标靠近上锁传感器，在解锁位置，靶标靠近解锁传感器。

较佳地，在上述技术方案的基础上，上锁和解锁机构还包括锁杆，锁杆的一端固定连接于作动轴，锁杆的另一端固定连接于锁头，靶标固定连接于锁杆或作动轴。

较佳地，在上述技术方案的基础上，上锁和解锁机构还包括安装法兰，安装法兰的一端固定于隔板，安装法兰的另一端设置有支承孔，使得锁头的一端支承在支承孔内，并使得锁头能够相对安装法兰纵向移动。

较佳地，在上述技术方案的基础上，锁头的一端同轴有间隙地配合在支承孔内。

较佳地，在上述技术方案的基础上，安装法兰还包括设置在支承孔的外壁上的槽形开口，使得锁杆能够在其中随锁头纵向移动。

较佳地，在上述技术方案的基础上，飞机舱门的锁定装置还包括支架，支架固定在横梁上，电气作动器和上锁传感器安装在支架上，解锁传感器安装在隔板上。

作为锁头的较佳技术方案，锁头为圆柱形，锁头容纳腔为圆柱形容纳腔，锁头释放缺口的纵向长度对应于解锁腔的纵向长度。

作为锁头的另一较佳技术方案，锁头为具有台阶的圆柱形。

较佳地，在上述技术方案的基础上，解锁段的直径小于上锁段的直径，锁头释放缺口的纵向长度至少等于解锁腔的纵向长度。

根据本发明，飞机舱门的锁定装置还包弹簧销，锁杆的另一端通过弹簧销刚性连接于锁头。

根据本发明，还提供一种采用本发明的飞机舱门的锁定装置进行上锁的上锁模式，包括如下步骤：

控制系统发出上锁指令；

电气作动器驱动作动轴朝向电气作动器移动；

作动轴驱动锁头和靶标运动至上锁位置；

上锁传感器反馈上锁信号，解锁传感器反馈非解锁信号；

上锁信号和非解锁信号都为“是”，上锁完成，上锁信号和非解锁信号任何一个为“否”，则飞机停飞进行检查。

根据本发明，还提供一种采用本发明的飞机舱门的锁定装置进行解锁的解锁模式，包括如下步骤：

控制系统发出解锁指令；

电气作动器驱动作动轴远离电气作动器移动；

作动轴驱动锁头和靶标运动至解锁位置；

上锁传感器反馈非上锁信号，解锁传感器反馈解锁信号；

非上锁信号和解锁信号都为“是”，解锁完成，非上锁信号和解锁信号任何一个为“否”，则飞机停飞进行检查。

根据本发明，安装或拆卸飞机舱门的锁定装置、更换飞机舱门的锁定装置的零件对舱门其他机构无影响，不需要对其他机构进行拆卸操作。

附图说明

图1是根据本发明的飞机舱门的锁定装置的立体示意图，其示出了安装到飞机舱门中的锁定装置的总成，其中，锁定装置处于上锁位置；

图2是一立体示意图，其示出图1所示锁定装置的作动机构、上锁和解锁机构和支架，其中，锁定装置处于上锁位置；

图3是一立体示意图，其示出图1所示锁定装置在解锁位置的状态；

图4是一局部的立体分解图，其示出图1所示锁定装置的上锁和解锁机构中的锁头和手柄中对应部分的结构；

图5A和5B是图4所示结构的局部后视剖面图，即，截去图4结构的后半部分，该剖面图示出图4所示结构的两个实施例；

图6是一流程图，其示出了根据本发明的飞机舱门的锁定装置的上锁流程；

图7是一流程图，其示出了根据本发明的飞机舱门的锁定装置的解锁流程。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在附图和实施例中的列表：

1－隔板；

2－手柄，包括：

21－锁头容纳腔，包括；

21j－解锁腔，

22－锁头释放缺口，

23－锁杆移动缺口；

3－安装法兰，包括：

31－支承孔，

－槽形开口；

4－锁杆；

5－靶标；

6－解锁传感器；

7－上锁传感器；

8－支架；

9－电气作动器，包括：

91－作动轴；

10－横梁；

11－锁头，包括：

11j－解锁段，

11s－上锁段；

12－弹簧销。

具体实施方式

为描述本发明实施例方便起见而在本文中使用的术语说明如下。

本文所述的纵向：指垂直于手柄转动平面的方向；

本文所述的横向：指垂直于纵向的方向。

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明，从而更清楚地连接本发明的发明原理和有益的技术效果。

根据本发明，提供一种飞机舱门的锁定装置，以防止故意打开飞机舱门，飞机舱门结构包括手柄2、横梁10和安装手柄2并相对横梁10固定的隔板1。锁定装置包括作动机构、上锁和解锁机构、信号机构和支架8。支架8固定地安装在横梁10上，作动机构安装在支架8上，上锁和解锁机构安装在隔板1上，信号机构的构件分别安装在支架8、隔板1和上锁和解锁机构上。图1示出了根据本发明的飞机舱门的锁定装置的一个实施例的立体示意图，其示出了安装到飞机舱门中的锁定装置的总成，其中，锁定装置处于上锁位置。

图1示出了隔板1、手柄2、安装法兰3、锁杆4、靶标5、解锁传感器6、上锁传感器7、支架8，电气作动器9和横梁10。图2示出了锁头11和弹簧销12。

如图1、2和4所示，作动机构包括相对横梁10固定的电气作动器9，而电气作动器9包括执行纵向移动的作动轴91。作动轴91从电气作动器9伸出，从而电气作动器9的作动使得作动轴91能够纵向移动。电气作动器9固定地支承在支架8上。上锁和解锁机构包括锁头11、容纳锁头11的锁头容纳腔21、释放锁头11的锁头释放缺口22、连接于作动轴91的锁杆4和支承锁头11的安装法兰3。

如图2所示，锁杆4的一端固定连接于作动轴91，锁杆4的另一端固定连接于锁头11，使得锁头11通过锁杆4固定地连接于电气作动器9的作动轴91。较佳地，锁杆4的另一端通过弹簧销12刚性连接于锁头11。

如图2、3和4所示，锁头11包括背离手柄2的一端和面对手柄2的另一端。安装法兰3的背离手柄2的一端固定地连接于隔板1，安装法兰3面对手柄2的另一端设置有支承孔31，使得锁头11的背离手柄2的一端支承在支承孔31内，并使得锁头11能够相对安装法兰3纵向移动。较佳地，锁头11的背离手柄2的一端同轴间隙地配合在支承孔31内。锁头11包括彼此相连的解锁段11j和上锁段11s。解锁段11j形成在面对手柄2的一端。锁头容纳腔21设置在手柄2内并面对锁头11开口，以沿纵向容纳锁头11，锁头容纳腔21在最靠近安装法兰3的部分包括只容纳解锁段11j的解锁腔21j，此时，上锁段11s在锁头容纳腔21的外面。锁头释放缺口22设置在手柄2上，并且其至少一部分对应于解锁腔21j并与解锁腔21j连通，锁头释放缺口22构造成：当解锁段11j容纳在解锁腔21j，而上锁段11s在锁头容纳腔21的外面时，解锁段11j能够通过锁头释放缺口22从解锁腔21j横向离开手柄2，使得手柄2能够相对锁头11转动，当上锁段11s的至少一部分容纳在解锁腔21j时，上锁段11s被锁定在解锁腔21j内，即，锁头11被锁定在锁头容纳腔21，使得手柄2不能相对锁头11转动。

电气作动器9的作动使得作动轴91纵向作动，作动轴91的纵向作动又使得锁头11在上锁位置与解锁位置之间纵向移动。如图1所示，在上锁位置，锁头11容纳在锁头容纳腔21内，由于上锁段11s的至少一部分或全部容纳在锁头容纳腔21内，尤其是容纳在解锁腔21j内，而且，锁头释放缺口22的开口宽度小于上锁段11s的直径，或者，解锁段11j的至少一部分容纳在锁头容纳腔21的没有锁头释放缺口22的一部分中，使得锁头11不能横向运动而离开手柄2，由此，将手柄2锁定在上锁位置，使得手柄2不能相对锁头11转动，从而不能打开舱门。当作动轴91纵向作动，使得锁头11纵向移动到图3所示的位置，即，在解锁位置，上锁段11s纵向移动到锁头容纳腔21的外面，解锁段11j容纳在锁头容纳腔21的解锁腔21j内以与锁头释放缺口22对准，由此，手柄2处在可释放的状态，使得手柄2能够相对锁头11转动，图中是向后转动，从而打开舱门。

如图2和3所示，信号机构包括固定地安装在支架8上的上锁传感器7、固定地安装在隔板1上的解锁传感器6以及固定地连接于锁杆4或作动轴91的靶标5，上锁传感器7和解锁传感器6同轴安装，随着锁头11的纵向移动，靶标5也在上锁传感器7与解锁传感器6之间纵向移动。当锁头11移动到上锁位置时，靶标5移动到靠近或贴近上锁传感器7，当锁头11移动到解锁位置时，靶标5移动到靠近或贴近解锁传感器6。较佳地，靶标5与锁杆4刚性连接，锁杆4、靶标5、锁头11均被电气作动器9驱动做直线运动。

在一较佳实施例中，安装法兰3还包括设置在支承孔31的外壁上的槽形开口，使得锁杆4能够在其中随锁头11纵向移动。

图4是一局部的立体分解图，其示出图1所示锁定装置的上锁和解锁机构中的锁头和手柄中对应部分的结构，图5A和5B是图4所示结构的后视剖面图，即，截去图4结构的后半部分，从后面朝前看，以示出手柄2中的锁头容纳腔21和锁头释放缺口22的构造，图5A和5B示出图4所示结构的两个实施例，其中未示出图4所示的锁杆移动缺口23的构造。在一较佳实施例中，锁头11为圆柱形(图中未示出)，锁头容纳腔21为圆柱形容纳腔，如图5B所示，锁头释放缺口22的纵向长度对应于解锁腔21j的纵向长度。进一步地，如图5A所示，锁头11为具有台阶的圆柱形，并优选地构造成使得解锁段11j的直径小于上锁段11s的直径，而且，锁头容纳腔21的形状也对应于台阶型的锁头11的形状，锁头释放缺口22的纵向长度至少等于解锁腔21j的纵向长度，锁头释放缺口22的垂直向宽度小于上锁段11s的直径、大于或等于解锁段11j的直径。

如图4所示，手柄还设置锁杆移动缺口23，当上锁段11s的纵向距离较短时，方便锁杆4的纵向移动。

图6示出了采用本发明的一种飞机舱门的锁定装置对飞机舱门进行上锁的上锁模式。上锁模式的程序如下：

舱门信号系统发出上锁指令，电气作动器9的作动轴91沿轴向收缩一定距离，锁杆4、靶标5、锁头11一同跟随电气作动器9的作动轴91运动，锁头11运动至手柄2的容纳腔21内，进入上锁位置，由于锁头11的直径较大的上锁段11s也在容纳腔21内，此时手柄2无法做开启舱门运动，实现锁住手柄2的目的，靶标5向靠近上锁传感器7方向运动直至到位，此时上锁传感器7反馈上锁信号，解锁传感器6反馈非解锁信号，本发明锁定装置完成上锁操作。如果上锁传感器7的“上锁信号”和解锁传感器6“非解锁信号”中的任何一个的反馈信号为“否”，则飞机应该停飞进行检查。

图7示出了采用本发明的一种飞机舱门的锁定装置对飞机舱门进行解锁的解锁模式，解锁模式的程序如下：

舱门信号系统发出解锁指令，电气作动器9的作动轴91沿轴向伸长一定距离，锁杆4、靶标5、锁头11一同跟随电气作动器9的作动轴91运动，锁头11的直径较大的上锁段11s运动手柄2的容纳腔21外，锁头11进入解锁位置，由于锁头11的解锁段11j运动至容纳腔21中的对应于锁头释放缺口22的解锁腔21j内，此时手柄2能够做开启舱门运动，实现释放手柄2的目的，靶标5向靠近解锁传感器6一侧运动直至到位，此时上锁传感器7反馈非上锁信号，解锁传感器6反馈解锁信号，本发明锁定装置完成解锁操作。如果上锁传感器7的“非上锁信号”和解锁传感器6“解锁信号”中的任何一个的反馈信号为“否”，则飞机应该停飞进行检查。

本发明的一种飞机舱门的锁定装置的目的是防止故意打开飞机舱门，其作用为防止舱门在飞机飞行中被人故意打开，保证飞行安全。该装置设计方案将舱门信号控制系统与旅客舱门机构原理相结合，采用机电一体化技术直接锁住开门手柄，可有效地防止舱门在飞行中被人故意打开，同时没有增加空乘人员的工作量。此种锁系统通过舱门信号系统控制电气作动器驱动锁机构，采用传感器实时监控锁机构的位置，传感器可将锁机构的位置信息反馈至舱门信号系统，飞行员根据舱门信号系统的信息了解锁机构是否运动到位。

以上根据附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种飞机舱门的锁定装置，以防止故意打开飞机舱门，所述飞机舱门包括手柄(2)、横梁(10)和安装所述手柄(2)并相对所述横梁(10)固定的隔板(1)，所述锁定装置包括作动机构、上锁和解锁机构，其特征在于，

所述作动机构包括：

相对所述横梁(10)固定的电气作动器(9)，所述电气作动器(9)包括执行纵向移动的作动轴(91)；

所述上锁和解锁机构包括：

锁头(11)，所述锁头(11)固定地连接于所述电气作动器(9)的所述作动轴(91)，所述锁头(11)的一端能使所述锁头(11)相对所述隔板(1)纵向移动地连接于所述隔板(1)，所述锁头(11)包括彼此相连的解锁段(11j)和上锁段(11s)，所述解锁段(11j)的一端在所述锁头(11)的另一端，所述解锁段(11j)的另一端与所述上锁段(11s)相连，

锁头容纳腔(21)，所述锁头容纳腔(21)设置在手柄(2)内并面对所述锁头(11)开口，以沿纵向容纳所述锁头(11)，所述锁头容纳腔(21)在最靠近所述隔板(1)的部分包括只容纳所述解锁段(11j)的解锁腔(21j)，

锁头释放缺口(22)，所述锁头释放缺口(22)设置在所述手柄(2)上，并且其至少一部分对应于所述解锁腔(21j)并与所述解锁腔(21j)连通，所述锁头释放缺口(22)构造成：当所述解锁段(11j)容纳在所述解锁腔(21j)时，所述解锁段(11j)能够通过所述锁头释放缺口(22)从所述解锁腔(21j)离开所述手柄(2)，当所述上锁段(11s)的至少一部分容纳在所述解锁腔(21j)时，所述上锁段(11s)被锁定在所述解锁腔(21j)内；

其中，所述电气作动器(9)使得所述作动轴(91)纵向作动，由此所述锁头(11)在上锁位置与解锁位置之间纵向移动，在上锁位置，所述上锁段(11s)的至少一部分和所述解锁段(11j)容纳在所述锁头容纳腔(21)内，以制约所述手柄(2)相对所述锁头(11)转动，在解锁位置，所述上锁段(11s)在所述锁头容纳腔(21)之外，所述解锁段(11j)容纳在所述解锁腔(21j)内以与所述锁头释放缺口(22)对准。

2.如权利要求1所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

还包括信号机构，所述信号机构包括：

相对所述横梁(10)固定的且同轴的上锁传感器(7)和解锁传感器(6)以及相对所述锁头(11)固定的靶标(5)，所述靶标(5)在所述上锁传感器(7)与所述解锁传感器(6)之间与所述锁头(11)一起纵向移动；

其中，在上锁位置，所述靶标(5)靠近所述上锁传感器(7)，在解锁位置，所述靶标(5)靠近所述解锁传感器(6)。

3.如权利要求2所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述上锁和解锁机构还包括锁杆(4)，所述锁杆(4)的一端固定连接于所述作动轴(91)，所述锁杆(4)的另一端固定连接于所述锁头(11)，所述靶标(5)固定连接于所述锁杆(4)或所述作动轴(91)。

4.如权利要求3所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述上锁和解锁机构还包括安装法兰(3)，所述安装法兰(3)的一端固定于所述隔板(1)，所述安装法兰(3)的另一端设置有支承孔(31)，使得所述锁头(11)的所述一端支承在所述支承孔(31)内，并使得所述锁头(11)能够相对所述安装法兰(3)纵向移动。

5.如权利要求4所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述锁头(11)的所述一端同轴有间隙地配合在所述支承孔(31)内。

6.如权利要求5所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述安装法兰(3)还包括设置在所述支承孔(31)的外壁上的槽形开口，使得所述锁杆(4)能够在其中随所述锁头(11)纵向移动。

7.如权利要求6所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

还包括支架(8)，所述支架(8)固定在所述横梁(10)上，所述电气作动器(9)和所述上锁传感器(7)安装在所述支架(8)上，所述解锁传感器(6)安装在所述隔板(1)上。

8.如权利要求2所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述锁头(11)为圆柱形，所述锁头容纳腔(21)为圆柱形容纳腔(21)，所述锁头释放缺口(22)的纵向长度对应于所述解锁腔(21j)的纵向长度。

9.如权利要求2所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述锁头(11)为具有台阶的圆柱形。

10.如权利要求9所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

所述解锁段(11j)的直径小于所述上锁段(11s)的直径，所述锁头释放缺口(22)的纵向长度至少等于所述解锁腔(21j)的纵向长度。

11.如权利要求3所述的飞机舱门的锁定装置，其特征在于，

还包弹簧销(12)，所述锁杆(4)的所述另一端通过所述弹簧销(12)刚性连接于所述锁头(11)。

12.一种采用如权利要求1－11中的任何一项所述的飞机舱门的锁定装置进行上锁的上锁模式，包括如下步骤：

控制系统发出上锁指令；

电气作动器(9)驱动作动轴(91)朝向所述电气作动器(9)移动；

作动轴(91)驱动锁头(11)和靶标(5)运动至上锁位置；

上锁传感器(7)反馈上锁信号，解锁传感器(6)反馈非解锁信号；

所述上锁信号和所述非解锁信号都为“是”，上锁完成，所述上锁信号和所述非解锁信号任何一个为“否”，则飞机停飞进行检查。

13.一种采用如权利要求1－11中的任何一项所述的飞机舱门的锁定装置进行解锁的解锁模式，包括如下步骤：

控制系统发出解锁指令；

电气作动器(9)驱动作动轴(91)远离所述电气作动器(9)移动；

作动轴(91)驱动锁头(11)和靶标(5)运动至解锁位置；

上锁传感器(7)反馈非上锁信号，解锁传感器(6)反馈解锁信号；

所述非上锁信号和所述解锁信号都为“是”，解锁完成，所述非上锁信号和所述解锁信号任何一个为“否”，则飞机停飞进行检查。

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