CN111361742A - 一种电磁驱动的直升机货钩装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电磁驱动的直升机货钩装置，包括机架、左摆臂、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架、限位机构和驱动件；左摆臂设置在左钩架的上方，右摆臂设置在右钩架的上方，左摆臂的一端通过左摆臂轴安装在机架上，限位块限制左摆臂的转动角度，右摆臂的一端通过转轴与左摆臂的另一端铰接，右摆臂的另一端通过右摆臂轴与右钩架的顶端铰接，右钩架通过右钩架轴安装在机架的右侧，左钩架通过左钩架轴安装在机架的左侧，右钩架的下部为L型短钩，L型短钩与左钩架末端搭接形成货物承载区；限位机构限制转轴的摆动，通过驱动件驱动限位机构解除对转轴的限制，使左钩架和右钩架释放货物。本发明结构简单、可靠性高，易于拆卸维护，重量轻，成本低。

Description

一种电磁驱动的直升机货钩装置
技术领域
本发明属于货钩技术领域，尤其是涉及一种电磁驱动的直升机货钩装置。
背景技术
在直升机航空作业任务中，尤其是航空救援中，需对物资和设备进行吊运和投放，货钩是实现该作业功能的重要装置，通过解锁，实现对其上外挂物的释放，随着直升机在救援任务的广泛应用，以及救援物资的多样化，对货钩提出了响应更迅速，结构简单，承载能力大，拆卸方便的要求，而现有货钩产品系列少、结构复杂、质量大等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电磁驱动的直升机货钩装置，结构简单、可靠性高，易于拆卸维护，重量轻，成本低。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电磁驱动的直升机货钩装置，包括机架、左摆臂、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架、限位机构和驱动件；
所述的左摆臂设置在左钩架的上方，所述的右摆臂设置在右钩架的上方，所述的左摆臂的一端通过左摆臂轴安装在机架上，所述的限位块限制左摆臂的转动角度，所述的右摆臂的一端通过转轴与左摆臂的另一端铰接，右摆臂的另一端通过右摆臂轴与右钩架的顶端铰接，所述的右钩架通过右钩架轴安装在机架的右侧，所述的左钩架通过左钩架轴安装在机架的左侧，所述的右钩架的下部为L型短钩，右钩架的L型短钩与左钩架末端搭接形成货物承载区；
所述的限位机构限制转轴的摆动，所述的限位机构安装在机架上，通过驱动件驱动所述限位机构解除对转轴的限制，使左钩架和右钩架释放货物。
进一步的，所所述限位机构为挡块，所述驱动件为旋转电磁铁，所述旋转电磁铁安装在机架上，所述挡块包括圆盘和固定在圆盘圆周上的凸起，所述的圆盘固定在旋转电磁铁的输出轴上，所述凸起设置在转轴上方，旋转电磁铁通电转动带动挡块转动，解除对转轴的约束，使左钩架和右钩架释放货物。
进一步的，所述限位机构包括挡件、插片、导轮、钢丝绳，所述驱动件为直动式电磁铁，直动式电磁铁的推杆与钢丝绳的一端连接，钢丝绳的另一端绕过导轮转向后与插片连接，所述的挡件固定在机架上，所述的挡件设置在转轴的上方，所述的插片插设在挡件和转轴之间，直动式电磁铁的推杆回缩带动钢丝绳回拉，使插片从挡块和转轴之间脱出，解除对转轴的约束，使左钩架和右钩架释放货物。
进一步的，在右摆臂轴和右钩架轴之间右摆臂上设有拉簧，所述拉簧固定在机架上。
进一步的，所述左钩架为弧形结构。
进一步的，所述限位块共设置两块，且上下分布，左摆臂穿过两个限位块之间的空间后与右摆臂之间通过转轴铰接，所述限位块靠近左摆臂轴设置。
进一步的，在挡件上设有一压簧，且压簧的一端压紧在挡件上，压簧的另一端压紧在插片的端面上，钢丝绳穿过压簧与插片的端面固接。
进一步的，所述导轮安装在机架上，且导轮设置在压簧的右侧，插片与挡件平行设置。
进一步的，所述左摆臂轴、左钩架轴、右摆臂轴和右钩架轴均为钛合金材质，外表面喷涂MoS2；所述挡块、左摆臂、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架以及机架均为铝合金材质。
进一步的，限位机构限制转轴的摆动时，即左摆臂和右摆臂处于锁紧状态，此时左摆臂和右摆臂之间形成的夹角为3-5°。
相对于现有技术，本发明所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置具有以下优势：
本发明所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，
1、利用电磁驱动，机构响应迅速，左摆臂轴、左钩架轴、右摆臂轴、右钩架轴为钛合金材质，外表面喷涂MoS2，减小摩擦回转阻力，提高解锁可靠性。
2、零组件较少，结构简单，易于拆卸维护，产品重量轻便。
3、挡块、左摆臂、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架以及机架组成为常规的航空铝合金，左摆臂轴、左钩架轴、右摆臂轴和右钩架轴为钛合金材质，机构质量轻。
4、右钩架利用杠杆原理，减小货物质量对产生的反驱力矩，并利用限位机构将转轴限位，驱动件只需克服转轴与限位机构之间的摩擦力，就可以实现解锁。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的旋转电磁铁驱动的直升机货钩装置的示意图；
图2为本发明实施例所述的旋转电磁铁驱动的直升机货钩装置货钩释放状态示意图；
图3为直动式电磁铁驱动的直升机货钩装置的示意图。
附图标记说明：
1-挡块，2-左摆臂，3-限位块，4-左摆臂轴，5-机架，6-左钩架轴，7-左钩架，8-转轴，9-旋转电磁铁，10-右摆臂，11-右摆臂轴，12-拉簧，13-右钩架轴，14-右钩架，15-钢丝绳，16-导轮，17-压簧，18-挡件，19-插片，20-直动式电磁铁。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图2所示，一种电磁驱动的直升机货钩装置，包括机架5、左摆臂2、限位块3、左钩架7、右摆臂10、右钩架14、限位机构和驱动件；所述机架安装在直升机的腹部；
所述的左摆臂2设置在左钩架7的上方，所述的右摆臂10设置在右钩架的14上方，所述的左摆臂2的一端通过左摆臂轴4安装在机架5上，所述的限位块3限制左摆臂2的转动角度，所述的右摆臂10的一端通过转轴8与左摆臂2的另一端铰接，右摆臂10的另一端通过右摆臂轴11与右钩架14的顶端铰接，所述的右钩架14通过右钩架轴13安装在机架5的右侧，所述的左钩架7通过左钩架轴6安装在机架5的左侧，所述的右钩架14的下部为L型短钩，左钩架7为弧形结构，右钩架14的L型短钩与左钩架7末端搭接形成货物承载区；
所述的限位机构限制转轴8的摆动，所述的限位机构安装在机架5上，通过驱动件驱动所述限位机构解除对转轴8的限制，使左钩架7和右钩架14释放货物。装置还包括一拉簧12，所述拉簧12的一端固定在机架5上，另一端固定在右摆臂轴11和右钩架轴13之间右摆臂10上。拉簧12与右钩架15上部相连，在货物重力作用下，右钩架15有解锁回转趋势，受挡块1限位影响，左钩架7和右钩架15保持重合锁闭状态；拉簧12的设置利于解除转轴8的限位时，带动右钩架14绕右钩架轴13逆时针转动，利于货物的释放。
限位机构和驱动件有多种形式，具体可以为：所述限位机构为挡块1，所述驱动件为旋转电磁铁9，所述旋转电磁铁9安装在机架5上，所述挡块1包括圆盘和固定在圆盘圆周上的凸起，所述的圆盘固定在旋转电磁铁9的输出轴上，所述凸起设置在转轴8上方，旋转电磁铁9通电转动带动挡块1转动，解除对转轴8的约束，使左钩架7和右钩架14释放货物。
具体工作原理为：当需要对货物进行释放时，对旋转电磁铁9通电，旋转电磁铁9带动挡块1旋转，挡块1上的凸起跟随转动，凸起解除对转轴8的约束，在拉簧12拉力以及货物重力产生的力矩作用下，右钩架15绕右钩架轴14转动，左摆臂2、右摆臂10以及转轴8转动，到左摆臂2与限位块3接触为止，右钩架15的L形短钩与左钩架7脱离，从而实现了外挂物的释放。旋转电磁铁9是电磁线圈通电产生磁场使加转在电磁铁中间的芯轴转动的一个高精度执行元件。
如图3所示，也可以为：限位机构包括挡件18、插片19、导轮16和钢丝绳15，所述驱动件为直动式电磁铁20，直动式电磁铁20的推杆与钢丝绳15的一端连接，钢丝绳15的另一端绕过导轮16转向后与插片19连接，所述的挡件18固定在机架5上，所述的挡件5设置在转轴8的上方，所述的插片19插设在挡件18和转轴8之间，在挡件18上设有一压簧17，且压簧17的一端压紧在挡件18上，压簧17的另一端压紧在插片19的端面上，钢丝绳15穿过压簧17与插片19的端面固接；导轮16安装在机架5上，且导轮16设置在压簧17的右侧，插片19与挡件18平行设置。直动式电磁铁20的推杆回缩带动钢丝绳15回拉，使插片19从挡块1和转轴8之间脱出，解除对转轴8的约束，使左钩架7和右钩架14释放货物。直动式电磁铁，通电状态时推杆伸出；在失电状态时，推杆在弹簧力作用下自动复位。该电磁铁具有体积小，响应速度快，动作可靠等特点。
具体工作原理为：在货钩闭合状态下，插片19在转轴8和挡块18之间，挡块18上安装压簧17保持插片19的位置；直动式电磁铁20的推杆带动钢丝绳15回拉，使插片19从挡块18和转轴8间脱出，解除对转轴8的约束，在拉簧12拉力以及货物重力产生的力矩作用下，右钩架15绕右钩架轴14转动，左摆臂2、右摆臂10以及转轴8转动，到左摆臂2与限位块3接触为止，右钩架15的L形短钩与左钩架7脱离，从而实现了外挂物的释放。
限位块3共设置两块，且上下分布，左摆臂2穿过两个限位块3之间的空间后与右摆臂10通过转轴8铰接，所述限位块3靠近左摆臂轴4设置。
右钩架15下端的L形短钩，短钩在右钩架15转轴8中心以左，长度越短越好，减小货物重力对右钩架15的反驱力矩。
左摆臂轴4、左钩架轴6、右摆臂轴11和右钩架轴13均为钛合金材质，外表面喷涂MoS2；所述挡块1、左摆臂、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架以及机架均为铝合金材质。
限位机构限制转轴8的摆动时，即左摆臂2和右摆臂10处于锁紧状态，此时左摆臂2和右摆臂10之间形成的夹角为3-5°，第一，有效避开了杆机构的死点位置，使得左摆臂2和右摆臂10及转轴8能够顺利解锁；第二，此夹角范围的设计，也减小了整个装置解锁力及机构的尺寸。
左摆臂2和右摆臂10处于锁紧状态时所形成的夹角是由安装在磁铁上的限位的挡块或挡件的位置决定的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：包括机架(5)、左摆臂(2)、限位块(3)、左钩架(7)、右摆臂(10)、右钩架(14)、限位机构和驱动件；
所述的左摆臂(2)设置在左钩架(7)的上方，所述的右摆臂(10)设置在右钩架的(14)上方，所述的左摆臂(2)的一端通过左摆臂轴(4)安装在机架(5)上，所述的限位块(3)限制左摆臂(2)的转动角度，所述的右摆臂(10)的一端通过转轴(8)与左摆臂(2)的另一端铰接，右摆臂(10)的另一端通过右摆臂轴(11)与右钩架(14)的顶端铰接，所述的右钩架(14)通过右钩架轴(13)安装在机架(5)的右侧，所述的左钩架(7)通过左钩架轴(6)安装在机架(5)的左侧，所述的右钩架(14)的下部为L型短钩，右钩架(14)的L型短钩与左钩架(7)末端搭接形成货物承载区；
所述的限位机构限制转轴(8)的摆动，所述的限位机构安装在机架(5)上，通过驱动件驱动所述限位机构解除对转轴(8)的限制，使左钩架(7)和右钩架(14)释放货物。
2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述限位机构为挡块(1)，所述驱动件为旋转电磁铁(9)，所述旋转电磁铁(9)安装在机架(5)上，所述挡块(1)包括圆盘和固定在圆盘圆周上的凸起，所述的圆盘固定在旋转电磁铁(9)的输出轴上，所述凸起设置在转轴(8)上方，旋转电磁铁(9)通电转动带动挡块(1)转动，解除对转轴(8)的约束，使左钩架(7)和右钩架(14)释放货物。
3.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述限位机构包括挡件(18)、插片(19)、导轮(16)和钢丝绳(15)，所述驱动件为直动式电磁铁(20)，直动式电磁铁(20)的推杆与钢丝绳(15)的一端连接，钢丝绳(15)的另一端绕过导轮(16)转向后与插片(19)连接，所述的挡件(18)固定在机架(5)上，所述的挡件(18)设置在转轴(8)的上方，所述的插片(19)插设在挡件(18)和转轴(8)之间，直动式电磁铁(20)的推杆回缩带动钢丝绳(15)回拉，使插片(19)从挡块(1)和转轴(8)之间脱出，解除对转轴(8)的约束，使左钩架(7)和右钩架(14)释放货物。
4.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述装置还包括一拉簧(12)，所述拉簧(12)的一端固定在机架(5)上，另一端固定在右摆臂轴(11)和右钩架轴(13)之间右摆臂(10)上。
5.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述左钩架(7)为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述限位块(3)共设置两块，且上下分布，左摆臂(2)穿过两个限位块(3)之间的空间后与右摆臂(10)通过转轴(8)铰接，所述限位块(3)靠近左摆臂轴(4)设置。
7.根据权利要求3所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：在挡件(18)上设有一压簧(17)，且压簧(17)的一端压紧在挡件(18)上，压簧(17)的另一端压紧在插片(19)的端面上，钢丝绳(15)穿过压簧(17)与插片(19)的端面固接。
8.根据权利要求7所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述导轮(16)安装在机架(5)上，且导轮(16)设置在压簧(17)的右侧，插片(19)与挡件(18)平行设置。
9.根据权利要求2所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：所述左摆臂轴(4)、左钩架轴(6)、右摆臂轴(11)和右钩架轴(13)均为钛合金材质，外表面喷涂MoS2；所述挡块(1)、左摆臂()、限位块、左钩架、右摆臂、右钩架以及机架均为铝合金材质。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置，其特征在于：限位机构限制转轴(8)的摆动时，即左摆臂(2)和右摆臂(10)处于锁紧状态，此时左摆臂(2)和右摆臂(10)之间形成的夹角为3-5°。
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