CN113002796A - 一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，包括手爪臂和铰接于手爪臂的前部、能够张开和闭合的手爪，且手爪通过设置于手爪臂上的连杆系实现锁止和解锁；本发明能够捕获舰载直升机轮胎轮轴，使舰载直升机能够在舰船上进行安全助降，适用于大吨位、重型舰载直升机；在海上风浪环境中舰船的运动幅度较大等恶劣环境下，具有张力可调、自动锁紧、锁紧牢固、安全可靠快速系留大吨位舰载直升机的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，尤其是适用于大吨位、重型舰载直升机快速系留的机械爪，属于舰载直升机双爪系留装置领域。
背景技术
我国的舰载直升机技术起步比较晚，但经过几十年的努力，其舰载直升机快速发展壮大，其海空力量已经成为我国海军的重要组成部分，并形成了多型号、多机种的作战系统。但是由于海上风浪环境中舰船的运动幅度较大、舰面飞行甲板的尺寸小、周围障碍比较多和舰面飞行甲板区域流场复杂等因素，使得普通的机械爪难以锁紧大吨位的舰载直升机，大吨位重型舰载直升机配套的快速回收系统始终没有为得到较好的发展，对此，提出了舰载直升机双爪系留装置。舰载直升机双爪系留装置是快速回收系统的核心装置，而该机械爪是系留装置的核心执行部件。双爪系留装置机械爪的设计，将显著提高快速回收系统在安全可靠快速系留大吨位舰载直升机方面的能力。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种适用于大吨位、重型舰载直升机双爪系留装置的机械爪，解决了大吨位舰载直升机由于海上风浪环境中舰船的运动幅度较大、舰面飞行甲板的尺寸小、周围障碍比较多、舰面飞行甲板区域流场复杂等引起的不易捕获或锁紧的难题，显著提高了快速回收系统在安全可靠快速系留大吨位舰载直升机方面的能力。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，包括手爪臂和铰接于手爪臂的前部、能够张开和闭合的手爪，且手爪通过设置于手爪臂上的连杆系实现锁止和解锁；
所述手爪通过手爪旋转轴铰接于手爪臂上，所述手爪旋转轴上套设有爪扭簧，且爪扭簧的一端固定在手爪上、另一端设置于手爪臂上，手爪打开时，爪扭簧处于松弛状态，手爪闭合时，爪扭簧处于受压状态；
所述连杆系从后端到前端依次包括解锁杆、D连杆、E连杆轴、连杆C、L型连杆、F连杆和锁止连杆；所述解锁杆呈直角设置且直角位置处通过销轴铰接于手爪臂上；所述E连杆轴的两个端部分别固定有第一E连杆连接板和第二E连杆连接板，所述第一E连杆连接板与D连杆铰接、D连杆的另一端与解锁杆的一个端部铰接，所述E连杆轴上套设有连杆E导向座，且连杆E导向座固定于手爪臂上，所述连杆E导向座和第二E连杆连接板之间的E连杆轴上套设有连杆E压缩弹簧；所述L型连杆呈锐角设置，且锐角位置处与F连杆铰接，另外两个端部一个与连杆C铰接、另一个铰接有L型连杆轴，且L型连杆轴固定于手爪臂上，连杆C的另一端与第二E连杆连接板铰接；所述锁止连杆呈“7”字型设置，且拐角处与F连杆的另一端铰接，一个端部向外延伸与锁止勾配合，另一个端部铰接有连杆旋转轴，且连杆旋转轴固定于手爪臂上，所述连杆旋转轴上套设有连杆扭簧，且连杆扭簧的一端装在锁止连杆上，另一端装在手爪旋转轴上，手爪闭合时，扭簧为初始状态，即不受扭矩，当手爪打开时，扭簧处于扭转状态，即具有一个向前的扭矩。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪旋转轴绕Z轴逆时针旋转的夹角为θ，θ为5～15°。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪臂的前端用于固定爪扭簧端部的位置处、沿高度方向设置有滑槽，且滑槽内设置有用于挤压爪扭簧端部的扭簧压块，所述扭簧压块的位置通过调节螺栓来调节，所述滑槽的顶部设置有扭簧预紧板，且扭簧预紧板通过第二螺栓固定于手爪臂上。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪的上端向外、向下延伸形成具有一定弧度的手爪勾，下端向外、向上延伸形成具有一定弧度的、与连杆系相配合的锁止勾，且锁止勾的一侧设置有具有一定弧度、用于手爪闭合的挡板。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪旋转轴通过第三螺栓固定于手爪臂上，且手爪旋转轴上套设有爪轴铜套。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪臂上位于L型连杆向前转动达到最大角度的位置处设置有防止L型连杆继续向前转动的挡块。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述解锁杆和销轴之间设置有铜垫片。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述连杆E导向座通过第一螺栓固定于手爪臂上。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述第二E连杆连接板、连杆C、L型连杆、F连杆、锁止连杆两两之间分别通过第一销柱、第二销柱、第三销柱、第四销柱连接，且每个销柱上设置有卡簧。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述手爪臂的底端设置有安装槽，所述手爪和连杆系设置于安装槽内，且手爪勾和挡板伸出安装槽的顶端、解锁杆伸出安装槽的后端。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明采用机械连杆结构，传动和锁止可靠，解决了大吨位舰载直升机由于海上风浪环境中舰船的运动幅度较大，舰面飞行甲板的尺寸小和周围障碍比较多，舰面飞行甲板区域流场复杂等引起的不易捕获或锁紧的难题，显著提高了快速回收系统在安全可靠快速系留大吨位舰载直升机方面的能力，结构简单，可以实现零部件快换，维护方便。
机械爪内装有扭簧，使机械爪的张紧力可调，手爪锁紧可靠、牢固，能够非常好的适应舰船环境和工况。
手爪通过手爪旋转轴倾斜5至15度左右装在手爪臂上，通过使手爪倾斜，增强了手爪锁紧能力。
附图说明
图1是本发明机械爪的一侧视图；
图2是本发明机械爪的另一侧视图；
图3是本发明手爪预紧力可调的结构原理图；
图4是本发明扭簧压块和扭簧预紧板的安装示意图；
图5是本发明手爪的结构示意图；
图6是本发明连杆系的爆炸示意图；
图7是本发明机械爪闭合状态示意图；
图8是本发明机械爪闭合状态的局部剖切示意图；
图9是本发明连杆系锁止状态示意图；
图10是本发明机械爪打开状态示意图；
图11是本发明机械爪打开状态的局部剖切示意图；
图12是本发明连杆系解锁状态示意图；
图13是本发明机械爪捕获舰载直升机轮胎示意图；
图14是本发明机械爪手爪旋转轴的安装角度示意图。
其中，1、手爪臂，2、手爪，2-1、手爪勾，2-2、锁止勾，2-3、挡板，3、连杆系，3-1、解锁杆，3-2、铜垫片，3-3、销轴，3-4、D连杆，3-5、第一E连杆连接板，3-6、E连杆轴，3-7、第一螺栓，3-8、连杆E导向座，3-9、连杆E压缩弹簧，3-10、第二E连杆连接板，3-11、第一销柱，3-12、卡簧，3-13、连杆C，3-14、第二销柱，3-15、L型连杆，3-16、L型连杆轴，3-17、第三销柱，3-18、挡块，3-19、F连杆，3-20、第四销柱，3-21、锁止连杆，3-22、连杆扭簧，3-23、连杆旋转轴，4、第二螺栓，5、调节螺栓，6、扭簧预紧板，7、手爪旋转轴，8、第三螺栓，9、扭簧压块，10、爪扭簧，11、爪轴铜套。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1和2所示，一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，包括手爪臂1和铰接于手爪臂1的前部、能够张开和闭合的手爪2，手爪2通过设置于手爪臂1上的连杆系3实现锁止和解锁功能。
如图3～5所示，手爪旋转轴7穿过爪扭簧10和手爪2，将手爪2铰接在手爪臂1上；手爪旋转轴7上套设有爪轴铜套11，且手爪旋转轴7通过第三螺栓8固定于手爪臂1上。爪扭簧10的一端固定在手爪2上、另一端设置于手爪臂1上，如图11所示，在手爪2打开状态时，爪扭簧10处于松弛状态，爪扭簧10不受扭矩；如图8所示，在手爪2闭合状态时，爪扭簧10处于受压状态，爪扭簧10对手爪2有反弹力。
如图5所示，手爪2的上端向外、向下延伸形成具有一定弧度的手爪勾2-1，下端向外、向上延伸形成具有一定弧度的、与连杆系3相配合的锁止勾2-2，且锁止勾2-2的一侧设置有具有一定弧度、用于手爪2闭合的挡板2-3。
如图14所示，从顶端向下看，手爪旋转轴7绕Z轴逆时针旋转一定角度θ，θ为5～15°Z轴方向如图14所示。通过使手爪倾斜，增强了手爪锁紧能力。
如图3和4所示，扭簧预紧板6通过第二螺栓4固定在手爪臂1上，扭簧预紧板6下有一滑槽，扭簧压块9嵌在滑槽内且可沿滑槽上下滑动来挤压爪扭簧10的端部，调节螺栓5穿过扭簧预紧板6中间的螺纹孔，来下压扭簧压块9，通过下压扭簧压块9来调节手爪2的张紧力大小。通过螺栓5调节扭簧压块9对爪扭簧10的挤压，能让手爪2在锁止连杆3-21解锁后撤时，手爪2打开速度更快。
如图6～10所示，从后端到前端依次包括解锁杆3-1、D连杆3-4、E连杆轴3-6、连杆C3-13、L型连杆3-15、F连杆3-19和锁止连杆3-21。以图2为例，所述后端为图2的右侧，所述前端为图2的左侧。
所述解锁杆3-1呈直角设置且直角位置处通过销轴3-3铰接于手爪臂1上；所述E连杆轴3-6的两个端部分别固定有第一E连杆连接板3-5和第二E连杆连接板3-10，所述第一E连杆连接板3-5与D连杆3-4铰接、D连杆3-4的另一端与解锁杆3-1的一个端部铰接，所述E连杆轴3-6上套设有连杆E导向座3-8，且连杆E导向座3-8通过第一螺栓3-7固定于手爪臂1上，所述连杆E导向座3-8和第二E连杆连接板3-10之间的E连杆轴3-6上套设有连杆E压缩弹簧3-9；所述L型连杆3-15呈锐角设置，且锐角位置处与F连杆3-19铰接，另外两个端部一个与连杆C3-13铰接、另一个铰接有L型连杆轴3-16，且L型连杆轴3-16固定于手爪臂1上，连杆C3-13的另一端与第二E连杆连接板3-10铰接；所述锁止连杆3-21呈“7”字型设置，且拐角处与F连杆3-19的另一端铰接，一个端部向外延伸与锁止勾2-2配合，另一个端部铰接有连杆旋转轴3-23，且连杆旋转轴3-23固定于手爪臂1上，所述连杆旋转轴3-23上套设有连杆扭簧3-22，且连杆扭簧3-22的一端装在锁止连杆3-21上，另一端装在手爪旋转轴3-23上，手爪2闭合时，扭簧3-22为初始状态，即不受扭矩，当手爪2打开时，扭簧3-22处于扭转状态，即具有一个向前的扭矩。
手爪臂1上位于L型连杆3-15向前转动达到最大角度的位置处设置有防止L型连杆3-15继续向前转动的挡块3-18。所述解锁杆3-1和销轴3-3之间设置有铜垫片3-2。
所述第二E连杆连接板3-10、连杆C3-13、L型连杆3-15、F连杆3-19、锁止连杆3-21两两之间分别通过第一销柱3-11、第二销柱3-14、第三销柱3-17、第四销柱3-20连接，且每个销柱上设置有卡簧3-12。
当想要对机械爪解锁时此时机械爪处于锁止状态，如图7～9，顺时针拨动解锁杆3-1，解锁杆3-1绕销轴3-3转过一定角度，带动D连杆3-4向后转动，带动D连杆3-4的向后转动又带动E连杆轴3-6向后移动，同时由于连杆E导向座3-8是固定在手爪臂1上，E连杆轴3-6向后移动导致连杆E压缩弹簧3-9收到压缩，另外，E连杆轴3-6的向后移动又带动连杆C3-13向后转动，连杆C3-13的向后转动又带动L型连杆3-15绕L型连杆轴3-16向后转动，L型连杆3-15绕L型连杆轴3-16的向后转动又带动F连杆3-19向后转动，F连杆3-19的向后转动又带动锁止连杆3-21绕连杆旋转轴3-23向后转动，此时，手爪2在爪扭簧10的作用下弹开。
当想要对机械爪锁止时此时机械爪处于解锁状态，如图10～12所示，并处于捕获轮胎轮轴的理想状态，如图13所示，机械爪向后移动机械爪的向后移动在完全手爪闭合后才撤去，手爪2在裹住轮胎轮轴后，由于机械爪的向后移动，此时，轮胎轮轴位于手爪2的挡板2-3位置处，随着轮胎轮轴的后移会逐渐推动挡板2-3，直至手爪2绕手爪旋转轴7转动闭合，在手爪2闭合后，锁止连杆3-21在扭簧3-22扭矩作用下绕连杆旋转轴3-23向前转动，继而带动F连杆3-19转动，F连杆3-19又带动L型连杆3-15绕L型连杆轴3-16向前转动，最终在挡块3-18处停下来。此时锁止连杆3-21和F连杆3-19、L型连杆3-15构成机械死点，手爪2完全锁死；另外，在手爪2绕手爪旋转轴7转动闭合后，除了扭簧3-22扭矩使锁止连杆3-21绕连杆旋转轴3-23向前转动锁止手爪2外，连杆E压缩弹簧3-9也会对第二E连杆连接板3-10产生一个向前的推力，使第二E连杆连接板3-10向前移动，继而带动连杆C3-13向前转动，连杆C3-13向前转动又推动L型连杆3-15绕L型连杆轴3-16向前转动，继而推动F连杆3-19向前转动和锁止连杆3-21绕手爪旋转轴3-23向前转动，继而机械爪锁紧轮胎轮轴。总的来说，手爪2裹住轮胎轮轴绕手爪旋转轴7转动闭合，在连杆E压缩弹簧3-9作用和扭簧3-22的作用下，连杆系3向前运动，至锁止连杆3-21和F连杆3-19、L型连杆3-15构成机械死点，手爪完全锁死轮胎轮轴。
工作过程：
在舰载直升机降落到甲板以后，系留装置向舰载直升机靠近，同时系留装置上的电推杆伸出(电推杆待机械爪打开后缩回)，推动解锁杆3-1，使解锁杆3-1绕销轴3-3顺时针转过一定角度，进而带动连杆系3后退，手爪2在爪扭簧10的作用打开；双爪系留装置向舰载直升机靠近，当靠近到位后，机械爪横向向舰载直升机轮胎靠近；当机械爪横向接近舰载直升机轮轴到位后，系留装置带动机械爪后退，手爪2绕手爪旋转轴7转动闭合，在连杆E压缩弹簧3-9作用和连杆扭簧3-22的作用下，连杆系3向前转动解锁杆3-1绕销轴3-3逆时针转动，回到原位，在挡块3-18处停下来，此时锁止连杆3-21和F连杆3-19、L型连杆3-15构成机械死点，此时手爪完全锁死；当系留装置发出释放信号，电推杆再次伸出拨动解锁杆3-1，解锁杆3-21绕销轴3-3顺时针转过一定角度，推动D连杆3-4，E连杆轴3-6，连杆C3-13，L型连杆3-15，F连杆3-19，锁止连杆3-21向后转动，手爪2在爪扭簧10的作用力下打开。至此，机械爪完成锁止和释放动作。
本发明未尽事宜为公知技术。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：包括手爪臂(1)和铰接于手爪臂(1)的前部、能够张开和闭合的手爪(2)，且手爪(2)通过设置于手爪臂(1)上的连杆系(3)实现锁止和解锁；
所述手爪(2)通过手爪旋转轴(7)铰接于手爪臂(1)上，所述手爪旋转轴(7)上套设有爪扭簧(10)，且爪扭簧(10)的一端固定在手爪(2)上、另一端设置于手爪臂(1)上，手爪(2)打开时，爪扭簧(10)处于松弛状态，手爪(2)闭合时，爪扭簧(10)处于受压状态；
所述连杆系(3)从后端到前端依次包括解锁杆(3-1)、D连杆(3-4)、E连杆轴(3-6)、连杆C(3-13)、L型连杆(3-15)、F连杆(3-19)和锁止连杆(3-21)；所述解锁杆(3-1)呈直角设置且直角位置处通过销轴(3-3)铰接于手爪臂(1)上；所述E连杆轴(3-6)的两个端部分别固定有第一E连杆连接板(3-5)和第二E连杆连接板(3-10)，所述第一E连杆连接板(3-5)与D连杆(3-4)铰接、D连杆(3-4)的另一端与解锁杆(3-1)的一个端部铰接，所述E连杆轴(3-6)上套设有连杆E导向座(3-8)，且连杆E导向座(3-8)固定于手爪臂(1)上，所述连杆E导向座(3-8)和第二E连杆连接板(3-10)之间的E连杆轴(3-6)上套设有连杆E压缩弹簧(3-9)；所述L型连杆(3-15)呈锐角设置，且锐角位置处与F连杆(3-19)铰接，另外两个端部一个与连杆C(3-13)铰接、另一个铰接有L型连杆轴(3-16)，且L型连杆轴(3-16)固定于手爪臂(1)上，连杆C(3-13)的另一端与第二E连杆连接板(3-10)铰接；所述锁止连杆(3-21)呈“7”字型设置，且拐角处与F连杆(3-19)的另一端铰接，一个端部向外延伸与锁止勾(2-2)配合，另一个端部铰接有连杆旋转轴(3-23)，且连杆旋转轴(3-23)固定于手爪臂(1)上，所述连杆旋转轴(3-23)上套设有连杆扭簧(3-22)，且连杆扭簧(3-22)的一端装在锁止连杆(3-21)上，另一端装在手爪旋转轴(3-23)上，手爪(2)闭合时，扭簧(3-22)为初始状态，即不受扭矩，当手爪(2)打开时，扭簧(3-22)处于扭转状态，即具有一个向前的扭矩。
2.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪旋转轴(7)绕Z轴逆时针旋转的夹角为θ，θ为5～15°。
3.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪臂(1)的前端用于固定爪扭簧(10)端部的位置处、沿高度方向设置有滑槽，且滑槽内设置有用于挤压爪扭簧(10)端部的扭簧压块(9)，所述扭簧压块(9)的位置通过调节螺栓(5)来调节，所述滑槽的顶部设置有扭簧预紧板(6)，且扭簧预紧板(6)通过第二螺栓(4)固定于手爪臂(1)上。
4.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪(2)的上端向外、向下延伸形成具有一定弧度的手爪勾(2-1)，下端向外、向上延伸形成具有一定弧度的、与连杆系(3)相配合的锁止勾(2-2)，且锁止勾(2-2)的一侧设置有具有一定弧度、用于手爪(2)闭合的挡板(2-3)。
5.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪旋转轴(7)通过第三螺栓(8)固定于手爪臂(1)上，且手爪旋转轴(7)上套设有爪轴铜套(11)。
6.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪臂(1)上位于L型连杆(3-15)向前转动达到最大角度的位置处设置有防止L型连杆(3-15)继续向前转动的挡块(3-18)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述解锁杆(3-1)和销轴(3-3)之间设置有铜垫片(3-2)。
8.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述连杆E导向座(3-8)通过第一螺栓(3-7)固定于手爪臂(1)上。
9.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述第二E连杆连接板(3-10)、连杆C(3-13)、L型连杆(3-15)、F连杆(3-19)、锁止连杆(3-21)两两之间分别通过第一销柱(3-11)、第二销柱(3-14)、第三销柱(3-17)、第四销柱(3-20)连接，且每个销柱上设置有卡簧(3-12)。
10.根据权利要求1所述的一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪，其特征在于：所述手爪臂(1)的底端设置有安装槽，所述手爪(2)和连杆系(3)设置于安装槽内，且手爪勾(2-1)和挡板(2-3)伸出安装槽的顶端、解锁杆(3-1)伸出安装槽的后端。
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| CN202110382630.XA CN113002796A (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110382630.XA CN113002796A (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪 |
Publications (1)
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Family
ID=76388168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202110382630.XA Withdrawn CN113002796A (zh) | 2021-04-09 | 2021-04-09 | 一种适用于舰载直升机双爪系留装置的机械爪 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113928583A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-14 | 燕山大学 | 直升机舰船降落平台钩锁装置 |
| CN114455089A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-10 | 燕山大学 | 一种适用于舰载直升机助降装置的传动系统 |
-
2021
- 2021-04-09 CN CN202110382630.XA patent/CN113002796A/zh not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113928583A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-14 | 燕山大学 | 直升机舰船降落平台钩锁装置 |
| CN114455089A (zh) * | 2022-01-27 | 2022-05-10 | 燕山大学 | 一种适用于舰载直升机助降装置的传动系统 |
| CN114455089B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-06-16 | 燕山大学 | 一种直升机探杆 |
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