CN113320680B - 舱门状态监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种舱门状态监控装置，包括支架、传感器、靶标机构、关闭限位构件以及弹性偏置构件。支架固定地安装在门框上；传感器固定地安装在支架上；靶标机构包括靶标、支承部和关闭止挡部，并通过支承部可枢转地支承于支架，使得靶标机构能够相对支架枢转，传感器和靶标机构构造成靶标机构沿轴向伸出，靶标的转动轨迹能够在轴向经过传感器，使得传感器能够感应靶标；关闭限位构件固定地连接于舱门并构造成，当舱门从打开状态运动到关闭状态时，关闭限位构件抵靠靶标机构的关闭止挡部使靶标机构沿关闭方向枢转，当舱门运动到关闭状态时，靶标机构的靶标转动到能够被传感器感应的关闭位置。外部载荷对舱门状态监控装置的影响小，保证了测量准确。

Description

舱门状态监控装置

技术领域

本发明涉及一种飞机舱门，尤其涉及舱门状态监控装置。

背景技术

1、问题来源：

在航空飞机上，为了符合“运输类飞机适航标准”CCAR-25-R4 25.783(e)条款要求，需要通过传感器监控飞机舱门关闭状态，因此需要根据特定舱门的运动原理和传感器的特性设计一种监控机构装置，该装置能够准确监控舱门的关闭状态，防止监控系统发生虚报警，保证飞行安全。

2、现有技术：

在实际的航空工程应用中，某型飞机登机门状态的监控装置位于闩轴端部的摇臂上，与闩轴对应的门框上安装有感应传感器，当舱门处于完全关闭的状态时，安装于闩轴摇臂上的传感器的靶标感应端面与传感器感应端面完全重合，该状态表示舱门处于完全关闭状态；舱门开启过程中，闩轴摇臂转动，带动传感器的靶标运动，传感器的靶标感应端与传感器感应端的重合面积会发生变化，直至感应区域无重合面积，此时舱门状态为非完全关闭状态。

3、存在问题：

对于上述的现有技术，由于传感器安装在门框上，传感器的靶标位于舱门上，在对舱门状态监控时，可能会产生虚报警，其主要原因为飞机飞行中的机动载荷和客舱增压载荷对舱门与门框产生影响，导致舱门与门框会产生相对位移。相对位移不仅会影响传感器的靶标与传感器感应区域的有效感应面积，也会使靶标感应端面与传感器感应端面之间的距离发生变化，影响传感器的正确感应，导致传感器发生虚报警，影响飞行安全。

针对现有舱门状态监控装置存在的问题，需要设计一种舱门状态监控装置，该装置能够准确监控舱门状态，避免由于舱门与机身之间可能存在的相对位移产生的虚报警问题，保证飞行安全。

发明内容

本发明的任务是改进上述缺陷。

本发明提供一种舱门状态监控装置，用于监控舱门与门框之间的状态，舱门状态监控装置包括支架、传感器、靶标机构、关闭限位构件以及弹性偏置构件。支架固定地安装在门框上；传感器固定地安装在支架上；靶标机构包括靶标、支承部和关闭止挡部，并通过支承部可枢转地支承于支架，使得靶标机构能够相对支架枢转，并且，传感器和靶标机构构造成靶标机构沿轴向相对传感器伸出，靶标的转动轨迹能够在轴向经过传感器，使得传感器能够感应靶标；关闭限位构件固定地连接于舱门并构造成，当舱门从打开状态运动到关闭状态时，关闭限位构件抵靠靶标机构的关闭止挡部使靶标机构沿关闭方向枢转，当舱门运动到关闭状态时，靶标机构的靶标转动到能够被传感器感应的关闭位置；弹性偏置构件设置在支架与靶标机构之间，使得靶标机构受到相对支架反转离开关闭位置的偏置扭力。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，舱门状态监控装置还包括打开限位构件，打开限位构件相对门框固定，靶标机构还包括打开止挡部，其中，当舱门离开关闭状态朝向打开状态时，靶标机构在弹性偏置构件的作用下绕打开方向枢转，使得其中的打开止挡部抵靠打开限位构件。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，舱门状态监控装置还包括固定地安装在支架中的枢轴，枢轴穿过靶标机构的支承部，使得所靶标绕枢轴转动；弹性偏置构件包括扭力弹簧，扭力弹簧绕枢轴安装，扭力弹簧的一端固定于支架，另一端固定于靶标机构。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，关闭限位构件包括限位端和远离限位端的固定端，限位端安装有能够抵靠关闭止挡部滚动的限位滚轮，固定端固定于舱门。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，关闭限位构件还包括具有固定端的舱门轴以及限位摇臂，限位摇臂从舱门轴的另一端固定地径向伸出，其尾端包括限位滚轮。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，关闭止挡部构造成当舱门轴转动时使得限位滚轮能够在其上滚动。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，关闭止挡部沿靶标机构的枢转方向的径向延伸。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，舱门状态监控装置还包括设置在门框中的定位槽机构，定位槽机构中具有导向槽；关闭限位构件还包括远离限位端和固定端的定位端，定位端安装有能够在导向槽内滚动的定位滚轮。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，关闭限位构件还包括定位摇臂，定位摇臂从舱门轴的另一端固定地径向伸出，其尾端包括定位滚轮。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，舱门轴、限位摇臂和定位摇臂形成T型结构。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，打开限位构件包括固定于支架并从固定支架轴向伸出的限位螺栓。

较佳地，在本发明的上述技术方案的基础上，支架包括安装传感器的传感器安装座和安装靶标机构的靶标安装座，其中，靶标安装座相对传感器安装座沿轴向伸出。

因此，根据上述的技术方案，本发明提供一种舱门状态监控装置，其作用是准确监控舱门的关闭状态，防止发生虚报警，保证飞行安全。

根据本发明的舱门状态监控装置将舱门机构与舱门信号系统相结合，采用传感器实时监控舱门处于完全关闭位置来确定舱门处于完全关闭状态，并将信号反馈至舱门信号系统，飞行员可以了解舱门是否关闭到位。

因此，本发明的舱门状态监控装置具有可靠性高、通用性强、测量准确以及外部载荷对传感器准确感应影响程度小等优点。

附图说明

图1是根据本发明的舱门状态监控装置的立体图，其示意性地示出了舱门状态监控装置的总成，其中，舱门处于完全关闭状态；

图2是图1所示的舱门状态监控装置中的传感感应机构的立体图，其示出了传感感应机构的一个实施例的总成；

图3是图2所示的传感感应机构的支架的立体图，其分别示出了靶标机构和支架的一个实施例的具体结构；

图4是图2所示的传感感应机构的主视图，其示出了舱门处于开启状态的传感感应机构的传感器与靶标之间的位置关系；

图5是图2所示的传感感应机构的主视图，其示出了舱门处于完全关闭状态的传感感应机构的传感器与靶标之间的位置关系。

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：

10－门框；

20－支架，包括：

21－传感器安装座，

22－靶标安装座，

30－传感器；

40－靶标机构，包括：

41－靶标(感应端部)，

42－支承部，

43－关闭止挡部(滚轮挡板)，

44－打开止挡部(限位挡板)；

50－枢轴；

60－关闭限位构件，包括：

61－舱门轴(固定端)，

62－定位摇臂，

63－限位摇臂，

62a－定位滚轮(定位端)，

63a－限位滚轮(限位端)；

70－打开限位构件(限位螺栓)；

80－弹性偏置构件(扭力弹簧)；

90－定位槽机构，包括：

91－导向槽。

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。

轴向：靶标机构枢转围绕的方向，在实施例中，即，枢轴的轴向；

关闭方向：指由舱门从打开状态运动到关闭状态所引起有关构件的运动方向，在附图中，靶标机构的关闭方向为顺时针方向；

打开方向：指由舱门从关闭状态运动到打开状态所引起有关构件的运动方向，在附图中，靶标机构的打开方向为逆时针方向；

反转：即打开方向；

打开位置：指舱门到达打开状态时靶标机构所在的位置；

关闭位置：指舱门到达完全关闭状态时靶标机构所在的位置。

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

图1和2示出了根据本发明的舱门状态监控装置的一个实施例，舱门状态监控装置的组成主要包括：舱门的门框10、舱门门框10中的具有导向槽91的定位槽机构90、导向槽91中的定位滚轮62a、连接定位滚轮62a的定位摇臂62、安装定位摇臂62的舱门轴61、与定位滚轮62a相对的限位滚轮63a、连接限位滚轮63a的限位摇臂63、传感器30、具有靶标41的靶标机构40、安装在门框10上的支架20、在支架20上支承靶标机构40的枢轴50、使靶标机构40偏转的扭力弹簧。

因此，根据图1和2所示的实施例，本发明提供一种舱门状态监控装置，用于监控舱门的状态，舱门状态监控装置包括支架20、传感器30、靶标机构40、关闭限位构件60和弹性偏置构件80。

在图示的较佳实施例中，舱门状态监控装置还包括固定地安装在支架20中的枢轴50。

如图1所示，支架20固定地安装在门框10上。图3具体地示出了根据本发明的支架20一个实施例的具体结构。支架20包括传感器安装座21和靶标安装座22，其中，靶标安装座22相对传感器安装座21沿轴向伸出。

如图2所示，传感器30固定地安装在支架20的传感器安装座21上。

如图1和2所示，靶标机构40包括靶标41、支承部42和关闭止挡部43，而靶标机构40通过支承部42可枢转地支承于支架20中的枢轴50上，枢轴50穿过靶标机构40的支承部42和支架20的靶标安装座22，使得靶标机构40能够绕枢轴50相对支架20和传感器30枢转，由此，使得靶标41绕枢轴50转动。通过轴向位置不同的传感器安装座21和靶标安装座22，传感器30和靶标机构40被构造成靶标机构40沿轴向相对传感器30伸出，而且传感器30与靶标41之间的位置关系设计成靶标41的转动轨迹能够在轴向经过传感器30，即，靶标41旋转到预先确定的关闭位置，在本发明中，指舱门到达完全关闭状态时靶标机构40所在的位置，传感器30与靶标41在轴向上至少部分重叠，使得传感器30能够感应到靶标41。

关闭限位构件60固定地连接于舱门并构造成，当舱门从打开状态运动到关闭状态时，关闭限位构件60抵靠靶标机构40的关闭止挡部43使靶标机构40沿关闭方向枢转，当舱门运动到关闭状态时，靶标机构40的靶标41转动到能够被传感器30感应的关闭位置。在一较佳实施例中，关闭限位构件60包括限位端和远离限位端的固定端，限位端安装有能够抵靠靶标机构40的关闭止挡部43滚动的限位滚轮63a，固定端固定于舱门。进一步地，如图1所示，关闭限位构件60还包括舱门轴61和限位摇臂63，舱门轴61通过其一端上的固定端固定于舱门，限位摇臂63从舱门轴61的与固定端相对的另一端固定地径向伸出，其尾端安装有限位滚轮63a。靶标机构40的关闭止挡部43延伸一段长度，使得限位滚轮63a在随舱门轴61转动时，能够在关闭止挡部43上远离或靠近枢轴50滚动，较佳地，靶标机构40的关闭止挡部43沿靶标机构40的枢转方向的径向延伸。

进一步地，舱门状态监控装置还包括设置在门框10中的定位槽机构90，定位槽机构90中具有导向槽91。为此，关闭限位构件60还包括定位摇臂62，定位摇臂62与限位摇臂63相邻或相连地从舱门轴61的另一端固定地径向伸出，其尾端是远离限位端和固定端的定位端，定位端安装有能够在导向槽91内滚动的定位滚轮62a。

舱门轴61、限位摇臂63和定位摇臂62相对彼此之间形成的构型可以有多种结构，这种结构可以根据设计和使用上的需要作改变，图1示出了其中的一个较佳形式，即舱门轴61、限位摇臂63和定位摇臂62形成T型结构。在一实施例中，舱门轴61为舱门的闩轴，限位摇臂63和定位摇臂62为在闩轴一端垂直延伸的连体摇臂。

如图2所示，弹性偏置构件80设置在支架20与靶标机构40之间，使得靶标机构40受到相对支架20反转离开关闭位置的偏置扭力。在图示的实施例中，弹性偏置构件80为扭力弹簧，扭力弹簧绕枢轴50安装，扭力弹簧的一端固定于支架20，另一端固定于靶标机构40，由此，扭力弹簧的固定于靶标机构40的另一端使得靶标机构40受到相对枢轴50反转离开图5所示的关闭位置的偏置扭力。

为了使靶标机构40在舱门打开状态时其枢转能够被限位，舱门状态监控装置还包括打开限位构件70，打开限位构件70相对门框10固定，在图示的实施例中，打开限位构件70为固定于支架20并从固定支架20轴向伸出的限位螺栓，为此，靶标机构40还包括打开止挡部44。当舱门离开关闭状态朝向打开状态时，限位滚轮63a趋向于离开靶标机构40的关闭止挡部43，靶标机构40在扭力弹簧的作用下绕打开方向枢转，使得其中的打开止挡部44在打开位置抵靠限位螺栓,以阻止靶标机构40在扭力弹簧的作用下的进一步的反向枢转。

下文描述本发明的舱门状态监控装置在飞机舱门上的一个具体应用和优点：

如图1－3所示，舱门状态监控装置通过传感器30监控舱门是否处于完全关闭状态。舱门状态监控装置，如图1所示，主要包括定位槽机构90、定位滚轮62a、连体摇臂、舱门轴61、限位滚轮63a、支架20、枢轴50、具有靶标41的靶标机构40、传感器30、扭力弹簧、门框10等组成。

定位槽机构90固定在门框10上并限定了导向槽91，舱门轴61属于舱门运动机构，定位摇臂62和限位摇臂63形成的连体摇臂与舱门轴61刚性连接，连体摇臂与舱门轴61一起转动，连体摇臂一侧的限位摇臂63末端安装有限位滚轮63a，另一侧的定位摇臂62末端安装有定位滚轮62a，舱门在开关过程中，舱门轴61发生旋转，由此带动连体摇臂运动，使得定位滚轮62a沿着导向槽91完成确定轨迹的舱门移动，同时限位滚轮63a运动到设计规定位置。支架20固定在门框10上，枢轴50与传感器30固定于支架20上，靶标机构40安装于枢轴50上，扭力弹簧位于枢轴50上，两者为同轴安装，扭力弹簧的一端固定在支架20上，另一端固定在靶标机构40上。

在舱门状态监控装置中，传感感应机构是其重要组成部分，如图2所示，该机构主要由支架20、枢轴50、具有靶标41的靶标机构40、传感器30、扭力弹簧、限位螺栓等组成。

支架20，如图3所示，用于安装传感器30、枢轴50、扭力弹簧以及限位螺栓。

靶标机构40提供了靶标41、滚轮挡板和限位挡板，靶标41具有被传感器30感应的感应端面，另外，靶标机构40还使扭力弹簧的一端固定于其上。

枢轴50用于安装靶标机构40以及扭力弹簧，在舱门关闭过程中，限位滚轮63a接触靶标机构40的滚轮挡板、即关闭止挡部43，使得靶标机构40绕着枢轴50旋转并带动扭力弹簧扭转，在舱门开启过程中，限位滚轮63a远离靶标机构40的滚轮挡板，扭力弹簧释放扭力带动靶标机构40的滚轮挡板紧贴限位滚轮63a，直到靶标机构40的限位挡板、即打开止挡部44接触限位螺栓、即打开限位构件70，之后限位滚轮63a与靶标机构40的滚轮挡板分离。

传感器30用于通过靶标41的感应端面来确定舱门状态，并将收集到的信息实时反馈给舱门信号系统。

本发明的工作原理如下：

当舱门处于开启状态时，舱门轴61处于舱门未完全关闭位置所对应的位置，此时定位滚轮62a不在导向槽91内，传感感应机构的位置如图4所示，靶标机构40在扭力弹簧与限位螺栓作用下，处于平衡状态。该状态下靶标机构40的限位挡板、即打开止挡部44与限位螺栓接触。靶标41的感应端面与传感器30无重合面积，则舱门信号系统显示舱门处于未完全关闭状态。

舱门在关闭过程中，舱门轴61转动带动连体摇臂转动，安装于连体摇臂的定位摇臂62末端的定位滚轮62a沿着导向槽91运动至设计规定位置，安装于连体摇臂的限位摇臂63末端的限位滚轮63a则推动靶标机构40的滚轮挡板运动的作用力在枢轴50处产生的扭矩大于扭力弹簧产生的扭矩，因此该过程中限位滚轮63a推动靶标机构40的滚轮挡板运动，使得靶标机构40的限位挡板与限位螺栓分离，靶标机构40绕枢轴50顺时针运动，完成从图4的状态到图5的状态的运动。

当舱门处于完全关闭状态时，舱门轴61带动连体摇臂转动到设计规定位置，从而定位滚轮62a和限位滚轮63a运动到设计规定位置，定位滚轮62a运动到该位置即表明舱门处于完全关闭状态，限位滚轮63a的位置也能够表明舱门处于完全关闭状态，此时传感感应机构的位置如图5所示。由于扭力弹簧产生的扭矩小于舱门轴61产生的扭矩，靶标机构40的滚轮挡板不能推动限位滚轮63a逆时针运动，即该状态靶标机构40不会影响舱门轴61的转动位置。此时靶标41的感应端面与传感器30同轴，或二者同轴度符合设计要求，在该同轴度范围内传感器30可正确感应信息，此时靶标41的感应端面与传感器30重合，传感器30发出感应信息，舱门信号系统显示舱门处于完全关闭状态。另外由于传感器30与靶标41都安装在门框10的支架20上，舱门与门框10的相对位移不会影响传感器30的测量精度，避免了舱门虚报警问题。此外，由于支架20的结构，在舱门从开启状态到完全关闭状态，靶标41的感应端面与传感器30的感应端面之间的轴向间隙值不会变化。

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 (12)

1.一种舱门状态监控装置，用于监控舱门与门框(10)之间的状态，所述舱门状态监控装置包括：

支架(20)，所述支架(20)固定地安装在所述门框(10)上；

枢轴(50)，所述枢轴(50)固定地安装在所述支架(20)中，所述枢轴的长度方向是所述支架的轴向方向；

传感器(30)，所述传感器(30)固定地安装在所述支架(20)上；

靶标机构(40)，所述靶标机构(40)包括靶标(41)、支承部(42)和关闭止挡部(43)，并通过所述支承部(42)可枢转地支承于所述支架(20)，使得所述靶标机构(40)能够相对所述支架(20)枢转，并且，所述传感器(30)和靶标机构(40)构造成所述靶标机构(40)沿所述支架的轴向方向相对所述传感器(30)伸出，所述靶标(41)的转动轨迹能够沿所述支架的轴向方向经过所述传感器(30)，使得所述传感器(30)能够感应所述靶标(41)；

关闭限位构件(60)，所述关闭限位构件(60)固定地连接于所述舱门并构造成，当所述舱门从打开状态运动到关闭状态时，所述关闭限位构件(60)抵靠所述靶标机构(40)的所述关闭止挡部(43)使所述靶标机构(40)沿关闭方向枢转，当所述舱门运动到关闭状态时，所述靶标机构(40)的靶标(41)转动到能够被所述传感器(30)感应的关闭位置；

弹性偏置构件(80)，所述弹性偏置构件(80)设置在所述支架(20)与所述靶标机构(40)之间，使得所述靶标机构(40)受到相对所述支架(20)反转离开所述关闭位置的偏置扭力。

2.如权利要求1所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述舱门状态监控装置还包括打开限位构件(70)，所述打开限位构件(70)相对所述门框(10)固定；

所述靶标机构(40)还包括打开止挡部(44)，

其中，当所述舱门离开关闭状态朝向所述打开状态时，所述靶标机构(40)在所述弹性偏置构件(80)的作用下绕打开方向枢转，使得其中的所述打开止挡部(44)抵靠所述打开限位构件(70)。

3.如权利要求2所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述枢轴(50)穿过所述靶标机构(40)的支承部(42)，使得所靶标(41)绕所述枢轴(50)转动；

所述弹性偏置构件(80)包括扭力弹簧，所述扭力弹簧绕所述枢轴(50)安装，所述扭力弹簧的一端固定于所述支架(20)，另一端固定于所述靶标机构(40)。

4.如权利要求3所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述关闭限位构件(60)包括限位端和远离所述限位端的固定端，所述限位端安装有能够抵靠所述关闭止挡部(43)滚动的限位滚轮(63a)，所述固定端固定于所述舱门。

5.如权利要求4所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述关闭限位构件(60)还包括：

具有所述固定端的舱门轴(61)；

限位摇臂(63)，所述限位摇臂(63)从所述舱门轴(61)的另一端固定地径向伸出，其尾端包括所述限位滚轮(63a)。

6.如权利要求5所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述关闭止挡部(43)构造成当所述舱门轴(61)转动时使得所述限位滚轮(63a)能够在其上滚动。

7.如权利要求6所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述关闭止挡部(43)沿所述靶标机构(40)的枢转方向的径向延伸。

8.如权利要求5所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述舱门状态监控装置还包括设置在所述门框(10)中的定位槽机构(90)，所述定位槽机构(90)中具有导向槽(91)；

所述关闭限位构件(60)还包括远离所述限位端和所述固定端的定位端，所述定位端安装有能够在所述导向槽(91)内滚动的定位滚轮(62a)。

9.如权利要求8所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述关闭限位构件(60)还包括：

定位摇臂(62)，所述定位摇臂(62)从所述舱门轴(61)的所述另一端固定地径向伸出，其尾端包括所述定位滚轮(62a)。

10.如权利要求9所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述舱门轴(61)、所述限位摇臂(63)和所述定位摇臂(62)形成T型结构。

11.如权利要求2所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述打开限位构件(70)包括固定于所述支架(20)并从所述支架(20)的轴向方向伸出的限位螺栓。

12.如权利要求1－11中的任何一项所述的舱门状态监控装置，其特征在于，

所述支架(20)包括安装所述传感器(30)的传感器安装座(21)和安装所述靶标机构(40)的靶标安装座(22)，其中，所述靶标安装座(22)相对所述传感器安装座(21)沿所述支架的轴向方向伸出。

Images