CN112093739A - 一种自锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自锁机构，适用于液压升降系统。该自锁机构包括滑道、第一滑柱、第二滑柱和分度气缸，第一滑柱和第二滑柱与滑道滑动配合，分度气缸用于驱动第一滑柱和第二滑柱在滑道上滑动以使两者相互靠拢或远离；自锁机构设置在液压升降系统的第一导轨和第二导轨之间，自锁机构能够在锁定状态和释放状态下切换，在锁定状态下，分度气缸驱动第一滑柱和第二滑柱相互远离，并使第一滑柱和第二滑柱的远端分别落入第一滑块和第二滑块的移动路径上。本发明提出了一种自锁机构，保证液压升降系统在发生故障时仍处于稳定状态，提升液压升降系统的整体安全性能。

Description

一种自锁机构

技术领域

本发明涉及航空发动机结构设计领域，尤其涉及一种适用于航空发动机试车台液压升降系统的自锁机构。

背景技术

随着国民经济不断发展，不论在民用还是军用上航空发动机都起着举足轻重的作用，一架飞机要想翱翔蓝天，其必须有足够的动力才能飞行，而一台发动机主系统的试验需要数万小时以上，因此在研制航空发动机时拥有先进的航空试车台非常重要。

航空发动机试车台在试验中起到关键作用，不论我们要对发动机研制、定型，还是测量重要数据等模拟试验中都离不开它，它能综合分析航空发动机的性能是否达到其标准。由于航空发动机对自身的稳定性和精度等级要求较高，因此对航空试车台的整个系统的复杂程度和精度等级也要求极高。航空发动机试车台的整个系统可分为许多子部分如：进排气系统、燃油系统、滑油系统、数据采集系统、液压控制系统等。

航空发动机试车台是一套相对复杂而且繁琐的控制系统，整个系统中根据其作用不同，各个部分实现功能不同。其中，航空发动机液压升降系统就隶属于其中的子系统，它也是试车台试验设备中的一个重要组成部分，它的主要功能是搭载发动机和试验人员，开展发动机试验和试验准备工作。但是由于液压系统功能特点，当液压升降系统垂直升高后，如液压缸突然故障、液压平衡阀失效、液压管道突然泄露时，液压升降系统由于液压结构特性、台面负载以及平台本身重量等将导致液压升降系统自动回落；在此过程中平台所搭载的人员以及设备将处于危险之中。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种自锁机构，适用于航空发动机试车台的液压升降系统，保证液压升降系统在发生故障时仍处于稳定状态，提升液压升降系统的整体安全性能。

具体地，本发明提出了一种自锁机构，适用于液压升降系统，所述液压升降系统包括平行设置的第一导轨和第二导轨，在所述第一导轨和第二导轨上分别设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块能分别沿所述第一导轨和第二导轨同步移动；

所述自锁机构包括滑道、第一滑柱、第二滑柱和分度气缸，所述第一滑柱和第二滑柱与所述滑道滑动配合，所述分度气缸用于驱动所述第一滑柱和第二滑柱在所述滑道上滑动以使两者相互靠拢或远离；

所述自锁机构设置在所述第一导轨和第二导轨之间，所述自锁机构能够在锁定状态和释放状态下切换，在锁定状态下，所述分度气缸驱动所述第一滑柱和第二滑柱相互远离，并使所述第一滑柱和第二滑柱的远端分别落入所述第一滑块和第二滑块的移动路径上，在释放状态下，所述分度气缸驱动所述第一滑柱和第二滑柱相互靠拢，以使所述第一滑柱和第二滑柱的远端远离所述第一滑块和第二滑块的移动路径。

根据本发明的一个实施例，所述滑道呈中空圆柱体，所述第一滑柱和第二滑柱呈圆柱体，所述第一滑柱和第二滑柱设置在所述滑道内且与所述滑道滑动配合，所述第一滑柱和第二滑柱的远端能伸出所述滑道外。

根据本发明的一个实施例，所述第一滑柱和第二滑柱的轴线重合。

根据本发明的一个实施例，所述分度气缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的第一活塞杆的顶端与所述第一滑柱铰接，所述第二气缸的第二活塞杆的顶端与所述第二滑柱铰接。

根据本发明的一个实施例，所述分度气缸能控制所述第一气缸和第二气缸之间的开合角度，以控制所述第一滑柱和第二滑柱近端的间距。

根据本发明的一个实施例，在所述滑道的表面开设有长槽，所述第一活塞杆与第二活塞杆的顶端通过所述长槽分别与所述第一滑柱和第二滑柱连接。

根据本发明的一个实施例，在所述滑道上设有探头，所述探头用于检测所述自锁机构处于自锁状态或释放状态。

根据本发明的一个实施例，所述探头包括自锁位置检测头和释放位置检测头。

根据本发明的一个实施例，还包括一控制器，所述控制器与所述分度气缸和所述探头电连接，所述控制器能根据所述探头发出的信号来控制所述分度气缸动作。

根据本发明的一个实施例，还包括设置在所述滑道表面的固定块和螺栓，所述固定块通过所述螺栓固定在所述第一导轨和第二导轨之间。

本发明提供的一种自锁机构，结构紧凑，使用方便，在故障发生时能将液压升降系统锁定在稳定位置，从而避免液压升降系统所搭载的人员和设备处于危险境地，提升液压升降系统的安全性能。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的自锁机构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

自锁机构 100 滑道 110

第一滑柱 120 第二滑柱 130

第一气缸 141 第二气缸 142

第一活塞杆 143 第二活塞杆 144

长槽 150 自锁位置检测头 160

释放位置检测头 170 固定块 180

第一导轨 210 第二导轨 220

第一滑块 230 第二滑块 240

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

图1示出了本发明一个实施例的自锁机构的结构示意图。如图所示，液压升降系统包括平行设置的第一导轨210和第二导轨220。在第一导轨210和第二导轨220上分别设有第一滑块230和第二滑块240。该第一滑块230和第二滑块240能分别沿第一导轨210和第二导轨230同步移动。实际上液压升降系统通过液压驱动，能够使工作平台提升到工作位置，或者能够使工作平台从工作位置回复到非工作位置。当工作平台在工作位置和非工作位置间移动时，会带动第一滑块230和第二滑块240同步在第一导轨210和第二导轨220上滑动。

自锁机构100包括滑道110、第一滑柱120、第二滑柱130和分度气缸。第一滑柱120和第二滑柱130与滑道110滑动配合。分度气缸用于驱动第一滑柱120和第二滑柱130在滑道110上滑动以使两者相互靠拢或远离。

自锁机构100设置在第一导轨210和第二导轨220之间。滑道110的长度方向基本与第一导轨210、第二导轨220的长度方向垂直。自锁机构100具有锁定状态和释放状态，并可以在这两个状态下来回切换。在释放状态转变为锁定状态的过程中，分度气缸驱动第一滑柱120和第二滑柱130相互远离，第一滑柱120和第二滑柱130相对移动，使第一滑柱120和第二滑柱130的远端分别落入到第一滑块230和第二滑块240的移动路径上。以第一滑柱120和第一滑块230为例做具体说明，在释放状态转变为锁定状态的过程中，第一滑柱120的远端接近或贴合在第一滑块230的一侧，使第一滑块230无法在第一导轨210上滑动，以阻止液压升价系统的工作平台从工作位置回到非工作位置。换言之，当自锁机构100在锁定状态下，第一滑柱120向外伸展，将第一滑块230锁定在第一导轨210上，从而保证了工作平台能够保持在其工作位置，避免意外发生。同理，自锁机构100在锁定状态下，第二滑柱130向外伸展，从而将第二滑块240锁定在第二导轨220上。

自锁机构100由自锁状态进入到释放状态的过程中，分度气缸驱动第一滑柱120和第二滑柱130相互靠拢，使第一滑柱120和第二滑柱130的远端远离第一滑块230和第二滑块240的移动路径。这样，第一滑块230和第二滑块240能够在第一导轨210和第二导轨220上移动，不再受限，液压升降系统的工作平台能够从工作位置回复到非工作位置。

由上，本发明提供的一种自锁机构100，能够在自锁状态和释放状态下切换，保证液压升降系统的工作平台稳定在其工作位置，避免因液压系统故障，例如液压缸突然故障、液压平衡阀失效、液压管道突然泄露等情况导致工作平台自动回落的情况发生，保证人员和设备安全。

进一步的，滑道110呈中空圆柱体。第一滑柱120和第二滑柱130呈圆柱体，第一滑柱和第二滑柱穿设在滑道110内。第一滑柱120和第二滑柱130与滑道110的内壁滑动配合。在自锁状态下，第一滑柱120和第二滑柱130的远端能伸出滑道110外，以使第一滑柱120和第二滑柱130的远端能够接近或直接抵靠在第一滑块230和第二滑块240上。

较佳地，第一滑柱120和第二滑柱130的轴线重合，以保证自锁机构100的工作稳定性。

较佳地，分度气缸包括第一气缸141和第二气缸142。第一气缸141的第一活塞杆143的顶端与第一滑柱120铰接。第二气缸142的第二活塞杆144的顶端与第二滑柱130铰接。当从释放状态切换到自锁状态，向分度气缸输入压缩空气后，第一活塞杆143和第二活塞杆144的顶端向外伸出，分别带动第一滑柱120和第二滑柱130向两侧相对滑动，使第一滑柱120和第二滑柱130的远端接近或贴合于第一滑块230和第二滑块240，从而完成对第一滑块230和第二滑块240的锁定。

较佳地，分度气缸能控制第一气缸141和第二气缸142之间的开合角度。当第一活塞杆143和第二活塞杆144的延长线的交点位置不变时，第一气缸141和第二气缸142之间的开合角度的变化决定了第一滑柱120和第二滑柱130两者近端之间的距离。实际上，第一滑柱120和第二滑柱130两者近端之间的距离表示自锁机构100处于自锁状态或释放状态。换言之，控制分度气缸的第一气缸141和第二气缸142之间的开合角度则相当于控制了自锁机构100的状态。

较佳地，在滑道110的表面开设有长槽150。第一活塞杆143与第二活塞杆144的顶端通过长槽150分别与第一滑柱120和第二滑柱130铰接。在第一活塞杆143与第二活塞杆144伸出或收回过程中将分别拖动第一滑柱120和第二滑柱130沿滑道110的内部做往复运动。

较佳地，在滑道110上设有探头。探头用于检测自锁机构100处于自锁状态或释放状态。更佳地，探头包括自锁位置检测头160和释放位置检测头170。容易理解的，当第一滑柱120的远端向外滑动到第一滑块230所在位置时，第一滑柱120会触发自锁位置检测头160，自锁位置检测头160能向自锁机构100发送一个由释放状态切换至自锁状态的信号。同理，当第二滑柱130的远端远离第二滑块240所在位置，第二滑柱130会触发释放位置检测头170，释放位置检测头170能向自锁机构100发送一个由自锁状态切换至释放状态的信号。自锁机构100通过设置自锁位置检测头160和释放位置检测头170来保证自锁机构100运行可靠，同时可以将接收到的信号传递到液压升降系统以进行后续操作。

较佳地，自锁机构100还包括一控制器(图未示意)。控制器与分度气缸和探头电连接，该控制器能根据探头发出的信号来控制分度气缸动作。例如，当控制器接收到探头发出的到达自锁位置的信号，则可以发出信号，指令分度气缸停止动作，以使第一滑柱120和第二滑柱130保持在自锁状态。当液压升降系统完成工作以后，控制器可以指令分度气缸动作，当控制器接收到探头发出的到达释放位置的信号，则可以在此发出信号，指令分度气缸停止动作。

较佳地，自锁机构100还包括设置在滑道110表面的固定块180和螺栓。固定块180通过螺栓固定在第一导轨210和第二导轨220之间。

本发明提供了一种自锁机构100结构紧凑，使用效果好。在发动机试车台的液压升降系统的工作平台上升至工作高度后，自锁机构100的控制器收到工作平台到位信号后向分度气缸发送打开信号，向分度气缸输入压缩空气，第一活塞杆143和第二活塞杆144伸出并推动第一滑柱120和第二滑柱130沿滑道110向两端运动。第一滑柱120的相应位置设有接触片，当接触片触发自锁位置检测头160时，控制器接收到切换到自锁状态的信号，第一滑柱120、第二滑柱130停止运动并在该位置上将工作平台下降时第一滑块230和第二滑块240运动轨迹锁死，即阻止第一滑块230和第二滑块240在第一导轨210和第二导轨220上滑动，液压控制系统确认工作平台锁死则可以开始试车工作。当试车台液压升降系统完成工作并收到工作平台下降指令后，首先自锁机构100启动，分度气缸控制第一活塞杆143和第二活塞杆144收回，并拉动第一滑柱120和第二滑柱130沿滑道110相向运动。在第二滑柱130上设有接触片，当接触片触发释放位置检测头170时，第一滑柱120、第二滑柱130在滑道110内停止运动。此时，第一滑柱120、第二滑柱130的远端已经远离第一滑块230和第二滑块240。第一滑块230和第二滑块240可以在第一导轨210和第二导轨220上移动以保证工作平台可以下降到非工作位置。同时，液压控制系统发出下降指令，平台开始下降直至最低位置。

本发明创造的有益效果：

第一，增加试车台液压升降系统安全防护措施，根除因液压系统故障导致工作平台突然下落所产生安全隐患。

第二，自锁结构属于机械隔离，将其液压升降系统相融合，实现机械、液压双保险。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。

Claims (10)

1.一种自锁机构，适用于液压升降系统，所述液压升降系统包括平行设置的第一导轨和第二导轨，在所述第一导轨和第二导轨上分别设有第一滑块和第二滑块，所述第一滑块和第二滑块能分别沿所述第一导轨和第二导轨同步移动；

所述自锁机构包括滑道、第一滑柱、第二滑柱和分度气缸，所述第一滑柱和第二滑柱与所述滑道滑动配合，所述分度气缸用于驱动所述第一滑柱和第二滑柱在所述滑道上滑动以使两者相互靠拢或远离；

所述自锁机构设置在所述第一导轨和第二导轨之间，所述自锁机构能够在锁定状态和释放状态下切换，在锁定状态下，所述分度气缸驱动所述第一滑柱和第二滑柱相互远离，并使所述第一滑柱和第二滑柱的远端分别落入所述第一滑块和第二滑块的移动路径上，在释放状态下，所述分度气缸驱动所述第一滑柱和第二滑柱相互靠拢，以使所述第一滑柱和第二滑柱的远端远离所述第一滑块和第二滑块的移动路径。

2.如权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，所述滑道呈中空圆柱体，所述第一滑柱和第二滑柱呈圆柱体，所述第一滑柱和第二滑柱设置在所述滑道内且与所述滑道滑动配合，所述第一滑柱和第二滑柱的远端能伸出所述滑道外。

3.如权利要求2所述的自锁机构，其特征在于，所述第一滑柱和第二滑柱的轴线重合。

4.如权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，所述分度气缸包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的第一活塞杆的顶端与所述第一滑柱铰接，所述第二气缸的第二活塞杆的顶端与所述第二滑柱铰接。

5.如权利要求4所述的自锁机构，其特征在于，所述分度气缸能控制所述第一气缸和第二气缸之间的开合角度，以控制所述第一滑柱和第二滑柱近端的间距。

6.如权利要求4所述的自锁机构，其特征在于，在所述滑道的表面开设有长槽，所述第一活塞杆与第二活塞杆的顶端通过所述长槽分别与所述第一滑柱和第二滑柱连接。

7.如权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，在所述滑道上设有探头，所述探头用于检测所述自锁机构处于自锁状态或释放状态。

8.如权利要求7所述的自锁机构，其特征在于，所述探头包括自锁位置检测头和释放位置检测头。

9.如权利要求7所述的自锁机构，其特征在于，还包括一控制器，所述控制器与所述分度气缸和所述探头电连接，所述控制器能根据所述探头发出的信号来控制所述分度气缸动作。

10.如权利要求1所述的自锁机构，其特征在于，还包括设置在所述滑道表面的固定块和螺栓，所述固定块通过所述螺栓固定在所述第一导轨和第二导轨之间。

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