CN114033253B - 用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空货运专业领域，特别是涉及一种可实现民用飞机集装式货运系统内大限动间距的双向限动装置。所述双向限动装置包括转动连接于底座(7)上的锁定锁舌(1)、解锁锁舌(4)；锁定锁舌(1)与安装于底座(7)上的锁定锁舌扭簧(11)接触；解锁锁舌(4)上安装有解锁锁舌扭簧(6)；锁定锁舌扭簧(11)、解锁锁舌扭簧(6)对应分别用于给锁定锁舌(1)、解锁锁舌(4)提供顺时针的扭矩；解锁锁舌(4)与联动转臂(3)的一端铰接；联动转臂(3)的另一端与两个限动杆(2)铰接；两个限动杆(2)与底座(7)转动连接。

Description

用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置

技术领域

本发明属于航空货运专业领域，特别是涉及一种可实现民用飞机集装式货运系统内大限动间距的双向限动装置。

背景技术

双向限动装置为民用飞机集装式货运系统配套，通常安装于标准地板滑轨内或传输滚棒安装架内，用于民用集装单元空运过程中航向或逆航向以及垂直方向的可靠限动，合理的双向限动锁限动间距，可实现对集装单元在货运系统要求的装载位置精确锁定，将集装单元产生的各类载荷通过双向限动装置传递至飞机主承载框梁。

货运系统对限动装置有解锁状态，其外廓最高点应低于系统传输平面高度的要求，由于货运系统传输平面高度通常较低(≯50.8mm)，且受限于货运系统限动装置的布局设计，限动某些规格货物需要实现100mm以上的大限动间距，现有民机集装式货运系统配套的双向限动装置可实现限动间距在19mm至47mm范围内的双向锁定、单向解锁功能。现有技术受限于工作原理，双向限动装置在解锁状态锁下其内部机构会占用垂向空间，其限动间距越大，占用的空间越多，解锁后整体外廓高度大于系统传输平面高度，无法满足货运系统对大限动间距双向限动锁的需求。

现有技术中，专利CN202414165U公开了一种航空集装箱限动锁，包括矩形锁框、设于锁框内的第一轴和第二轴，所述第一轴设有第一锁体和促使第一锁体直立的第一压簧，所述第二轴上设有第二锁体和将第二锁体压迫平躺在矩形锁框内的第二压簧，所述第一锁体和第二锁体交叉直立时，所述第二锁体的凸块位于第一锁体的凹口内。该航空集装箱限动锁具有结构简单，操作容易，固定效果好特点。该专利涉及民机集装式货运系统中，限动装置对民用集装单元实现可靠锁定的独特构型原理设计，实现双向限动装置在小限动间距的双向锁定。

专利CN101010236 A涉及一种用于集装箱锁定就位的设备，用于锁定容器到的地方包括一个框架，在至少一个锁定爪固定到所述框架，和一个调节组件，其被固定到所述锁定爪。一个容器到被锁定到适当位置的一个位置是可调的，相对到所述锁定爪在一个所述框架的纵向方向。调节部件附着至锁爪，使得锁定就位的集装箱的位置，可相对于锁爪在框架的纵向上进行调节。该专利涉及民机集装式货运系统中，限动装置在系统中以简单的方式，在公差范围内将集装箱精确锁定就位的构型设计，该设计可实现限动装置的限动间距在小范围调整，同时考虑使用过程中机构磨损后限动间距的快速、低成本补偿方案。

专利US 5433564涉及一种基于民机货运系统的限动装置，用于将集装箱固定在飞机的货舱中的闩锁，包括：限定地板部分和两个向上突出的侧部的框架，至少一个闩锁臂可转动地安装在侧面部件之间，使得闩锁臂可以从下面的非工作位置转动到直立的锁定位置，通过该限制装置可以将地板部分固定在货舱的地板上，并且其中改进包括在框架的中提供至少一个可弹性变形的元件，使得在使用中当将力施加到所述闩锁臂时，另外一个闩锁臂可随动，该构型设计在不增加重量的前提下可以提升限动装置的操作可靠性。该专利涉及民机集装式货运系统中，限动装置对民用集装单元实现可靠双向锁定及联动的独特构型、弹性元件设计，较原有方案降低零件数量的同时，有效提升限动装置的可靠性。

文献《基于ADAMS的客机集装式货运系统双向限动锁的人机功效仿真》，陈奎儒刘丰睿赵丽滨；(第十七届北方七省市区力学学会学术会议论文集)。通过对双向限动锁的工作原理的介绍，因锁体上施加力的大小由扭簧中预紧力确定，为研究两者变化关系，取双向限动锁在锁定位置状态，以释放锁扣和锁定锁扣为研究对象，对其进行力学分析。

文献《2)飞机货运系统及设备的设计和试验要求研究》王哲李宁，航空标准化与质量(2017年第1期)。介绍限动锁紧装置用于对集装单元各个方向提供可靠的限动，主要包括末端止动装置(前端止动器和后端止动器)，前后限动装置(单向限动锁和双向限动锁)及门槛限动装置(门槛锁和门槛滚棒)。在飞机下货舱内和(或)在上货舱内的货物前面设有拦阻网或拦阻墙的，限动锁紧装置应应符合GB/T 15140中所规定的Ⅱ级限动要求；在每条滚道的末端设置一个末端止动块，距前方障碍物(如隔墙等)应不小于150mm，距集装单元底板间隙应不大于20mm；在每个集装单元前和后至少应各布置2个限动锁；在货舱门槛处，应至少有两个门槛锁。

上述专利仅涉及针对民机货运系统限动装置在小限动间距领域的各项改进、优化设计及研究，经检索、分析，现有技术中暂无民机集装式货运系统中大限动间距的双向限动装置的技术方案。

发明内容

发明目的：提供一种用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置，解决了现有同类限动装置无法实现大限动间距(≮100mm)的双向锁定、无法在高度受限空间内与民用货运系统其它部件集成的问题，可有效提升民用集装式货运系统不同种类集装单元的装载范围，加强限动装置与其他货运部件的集成化度，进一步提升系统安全性。

技术方案：提供一种用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置，所述双向限动装置包括转动连接于底座7上的锁定锁舌1、解锁锁舌4；锁定锁舌1与安装于底座7上的锁定锁舌扭簧11接触；解锁锁舌4上安装有解锁锁舌扭簧6；锁定锁舌扭簧11、解锁锁舌扭簧6对应分别用于给锁定锁舌1、解锁锁舌4提供顺时针的扭矩；

解锁锁舌4与联动转臂3的一端铰接；联动转臂3的另一端与两个限动杆2铰接；两个限动杆2与底座7转动连接；

两个限动杆2对应分别与锁定锁舌1两侧的联动杆16铰接；联动杆16与锁定锁舌1两侧的中部铰接；

锁定状态时，解锁锁舌扭簧6和锁定锁舌扭簧11分别给解锁锁舌4、锁定锁舌1提供扭矩，使解锁锁舌4、锁定锁舌1保持在锁定状态；限动杆2的端部位于锁定锁舌1两侧的凹槽内，实现对锁定锁舌1运动状态的限制；解锁锁舌4的解锁锁舌限动面5、锁定锁舌1的锁定锁舌限动面12分别承载货物载荷；

解锁状态时，按压解锁锁舌4，解锁锁舌4顺时针旋转，通过铰链实现联动转臂3、限动杆2、联动杆16、锁定锁舌1的正向同步转动；限动杆2解除对锁定锁舌1的限制；当解锁锁舌4和锁定锁舌1转动到解锁设定位置时，完成解锁；

上锁状态时，提拉解锁锁舌4，使解锁锁舌4逆时针旋转，通过铰链实现联动转臂3、限动杆2、联动杆16、锁定锁舌1的反向同步转动；限动杆2的端部运动至锁定锁舌1两侧的凹槽内，实现对锁定锁舌1的限制；当解锁锁舌4和锁定锁舌1转动到上锁设定位置时，完成上锁。

可选地，所述底座7通过安装轴8安装于飞机框梁。

可选地，所述锁定锁舌1通过锁舌销轴9转动连接于底座7。

可选地，所述解锁锁舌4通过锁舌销轴9转动连接于底座7。

可选地，所述联动转臂3为叉耳型结构，联动转臂3一端的两个叉耳对应分别与两个限动杆2铰接；联动转臂3的另一端与解锁锁舌4的中部铰接。

可选地，限动杆2靠近锁定锁舌1的端面为斜面结构，用于使限动杆2承受载荷时，产生逆时针的转动趋势，以确保锁定锁舌1的可靠锁定。

可选地，联动杆16与限动杆2的铰接点位于限动杆2的中下部，联动转臂3与限动杆2的铰接点位于限动杆2的中部，以避免联动转臂3、限动杆2和联动杆16运动过程中出现卡滞。

可选地，解锁锁舌扭簧6的一端与限位杆15上方接触，限位杆15与底座7固定连接；限位杆15位于解锁锁舌4、联动转臂3之间。

技术效果：本双向限动装置可完善货运专业核心类部件的技术谱系，填补公司货运专业限动类装置在大限动间距的双向锁定、集成化设计的技术空白，增加技术壁垒，提升专业竞争力；

本双向限动装置可采用集成化设计，实现与民机集装式货运系统其他部件的集成，使系统核心部件具备多项拓展功能；

本双向限动装置经过适应性更改，可实现100mm以上系列化大限动间距的双向可靠锁定，适用于窄体、宽体民用客机、客改货飞机或宽体民用货机；

本双向限动装置经过适应性改进，可快速实现安装/拆卸，可在飞机货运系统中快速安装，降低公司在货运专业核心部件研发的综合成本。

附图说明

图1为本发明锁定状态正视图；

图2为本发明锁定状态轴侧图；

图3为本发明锁定状态俯视图；

图4为本发明解锁状态过程示意图；

图5为本发明解锁状态到位示意图；

图6为本发明应用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明涉及一种用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置(简称“限动装置”)，该限动装置采用锁定锁舌、解锁锁舌、锁舌销轴、限位轴、解锁锁舌扭簧、锁定锁舌扭簧、限动杆、联动转臂、联动杆、压缩弹簧、底座等机构组成。

针对在民用飞机集装式货运系统对大限动间距(≮100mm)双向限动装置的需求，同时兼顾大限动间距限动装置解锁后外廓最高点应低于系统传输平面高度要求，该锁定装置采用集成与嵌入式设计思路，其各项功能通过大限动间距的嵌入式构型设计、载荷最优路径传递设计、基于单自由度联动杆系机构运动参数的匹配优化设计、基于人机工程的余度手动解锁设计等技术，实现较同类装置具有限动间距大、结构紧凑、重量轻、解锁状态尺寸小、多方向手动解锁等优点，解决了现有同类限动装置无法实现大限动间距(≮100mm)的双向锁定、无法在高度受限空间内与民用货运系统其它部件集成的问题，可有效提升民用集装式货运系统不同种类集装单元的装载范围，加强限动装置与其他货运部件的集成化度，进一步提升系统安全性。

本实施例的具体实施，如下所述：

a)、锁定状态保持

结合图1、图2和图3、图6，限动装置在锁定状态时，锁定锁舌1与解锁锁舌4通过限动面布局设计，能够对大限动间距的集装单元实现锁定。

当锁定锁舌1对集装单元进行逆航向限动时，外载荷作用于锁定锁舌限动面12，锁定锁舌1承载后通过凹槽14将载荷传递至限动杆2与锁舌销轴9，最终将外载荷传递至底座7，底座7通过安装轴8将载荷传递至飞机框梁，实现限动装置逆航向锁定。

当解锁锁舌4进行航向限动时，载荷作用于解锁锁舌限动面5，解锁锁舌4将外载荷传递至底座7上的凹槽面13，实现对集装单元的航向锁定。在承载过程中，联动转臂3、联动杆16不承载，实现限动装置航向锁定。

限动装置空载锁定状态时，锁舌在相应扭簧转矩作用下保持在锁定状态。

b)、解锁状态操作

结合图4和图5所示，解锁时，手动按压解锁锁舌4，解锁锁舌4绕锁舌销轴9顺时针旋转，通过铰链实现联动转臂3、解锁锁舌4、限动杆2的同步转动，在解锁锁舌4旋转过程中，联动转臂3以锁舌销轴9为旋转中心顺时针旋转，通过铰链联动转臂3使限动杆2绕限动杆转轴10旋转。

限动杆2通过铰链传动，实现限动杆2、联动杆16与锁定锁舌1的同步转动。限动杆2由锁定状态绕限动杆转轴10顺时针旋转，在小角度范围内解除对锁定锁舌1的限位，锁定锁舌1在锁定锁舌扭簧11顺时针转矩作用下，在限动杆2解除限位后，锁定锁舌1绕锁舌销轴9顺时针旋转，直至达到解锁状态，并在锁定锁舌扭簧11转矩作用下可靠保持在解锁状态。

c)、上锁操作

上锁时，手动提拉解锁锁舌4，使解锁锁舌4由降下状态绕锁舌销轴9逆时针旋转，通过铰链实现联动转臂3、解锁锁舌4、限动杆2的同步转动，在解锁锁舌4旋转过程中，联动转臂3以锁舌销轴9为旋转中心逆时针旋转，通过铰链联动转臂3使限动杆2绕限动杆转轴10旋转。

限动杆2通过铰链，实现限动杆2、联动杆16与锁定锁舌1的同步转动。限动杆2由解锁状态绕限动杆转轴10逆时针旋转，限位杆2带动联动杆16、锁定锁舌1绕锁舌销轴9逆时针旋转，通过合理设计各铰链的位置、角度关系，实现锁定锁舌1运动至锁定状态时，限动杆2也同步转动到位，使限动杆2对锁定锁舌1可靠锁定。锁定锁舌1在锁定锁舌扭簧11转矩作用下，可靠实现锁定锁舌1与限动杆2间的可靠锁定。

Claims (8)

1.一种用于民用飞机集装式货运系统大限动间距的双向限动装置，其特征在于，所述双向限动装置包括转动连接于底座(7)上的锁定锁舌(1)、解锁锁舌(4)；锁定锁舌(1)与安装于底座(7)上的锁定锁舌扭簧(11)接触；解锁锁舌(4)上安装有解锁锁舌扭簧(6)；锁定锁舌扭簧(11)、解锁锁舌扭簧(6)对应分别用于给锁定锁舌(1)、解锁锁舌(4)提供顺时针的扭矩；

解锁锁舌(4)与联动转臂(3)的一端铰接；联动转臂(3)的另一端与两个限动杆(2)铰接；两个限动杆(2)与底座(7)转动连接；

两个限动杆(2)对应分别与锁定锁舌(1)两侧的联动杆(16)铰接；联动杆(16)与锁定锁舌(1)两侧的中部铰接；

锁定状态时，解锁锁舌扭簧(6)和锁定锁舌扭簧(11)分别给解锁锁舌(4)、锁定锁舌(1)提供扭矩，使解锁锁舌(4)、锁定锁舌(1)保持在锁定状态；限动杆(2)的端部位于锁定锁舌(1)两侧的凹槽内，实现对锁定锁舌(1)运动状态的限制；解锁锁舌(4)的解锁锁舌限动面(5)、锁定锁舌(1)的锁定锁舌限动面(12)分别承载货物载荷；

解锁状态时，按压解锁锁舌(4)，解锁锁舌(4)顺时针旋转，通过铰链实现联动转臂(3)、限动杆(2)、联动杆(16)、锁定锁舌(1)的正向同步转动；限动杆(2)解除对锁定锁舌(1)的限制；当解锁锁舌(4)和锁定锁舌(1)转动到解锁设定位置时，完成解锁；

上锁状态时，提拉解锁锁舌(4)，使解锁锁舌(4)逆时针旋转，通过铰链实现联动转臂(3)、限动杆(2)、联动杆(16)、锁定锁舌(1)的反向同步转动；限动杆(2)的端部运动至锁定锁舌(1)两侧的凹槽内，实现对锁定锁舌(1)的限制；当解锁锁舌(4)和锁定锁舌(1)转动到上锁设定位置时，完成上锁。

2.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，所述底座(7)通过安装轴(8)安装于飞机框梁。

3.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，所述锁定锁舌(1)通过锁舌销轴(9)转动连接于底座(7)。

4.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，所述解锁锁舌(4)通过锁舌销轴(9)转动连接于底座(7)。

5.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，所述联动转臂(3)为叉耳型结构，联动转臂(3)一端的两个叉耳对应分别与两个限动杆(2)铰接；联动转臂(3)的另一端与解锁锁舌(4)的中部铰接。

6.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，限动杆(2)靠近锁定锁舌(1)的端面为斜面结构，用于使限动杆(2)承受载荷时，产生逆时针的转动趋势，以确保锁定锁舌(1)的可靠锁定。

7.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，联动杆(16)与限动杆(2)的铰接点位于限动杆(2)的中下部，联动转臂(3)与限动杆(2)的铰接点位于限动杆(2)的中部，以避免联动转臂(3)、限动杆(2)和联动杆(16)运动过程中出现卡滞。

8.根据权利要求1所述的双向限动装置，其特征在于，解锁锁舌扭簧(6)的一端与限位杆(15)上方接触，限位杆(15)与底座(7)固定连接；

限位杆(15)位于解锁锁舌(4)、联动转臂(3)之间。

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