CN114368475A - 飞机电控应急刹车系统用刹车手柄 - Google Patents

Abstract

一种飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，以线位移传感器代替现有刹车手柄钢索连接的形式，提高了手柄控制精度低；通过推杆上的复位弹簧、限位杆上的弹簧和壳体内的拉力弹簧提高了刹车操作性，使刹车行程可控，并具有自主复位功能。通过手柄上的初始位置限位块与支撑架上的卡块端面实现了初始状态的限位。当推杆水平运动时，通过斜面轨道抬起限位杆；当手柄工作至60°时，通过极限位置限位块与尾端限位凸台限定手柄角度，并通过弹簧实现了极限位置60°锁位。角位移传感器与手柄转轴连接，能够实时采集手柄旋转角度，将控制精度提高了10倍以上，从而保证了输出的最大刹车电压的稳定可靠，在保证控制精度的基础上提高了飞机刹车的安全性。

Description

飞机电控应急刹车系统用刹车手柄

技术领域

本发明涉及飞机刹车制动领域，具体是一种用于飞机电控应急刹车系统的刹车手柄。

背景技术

刹车手柄在刹车制动领域是一种常见的刹车装置，在军工、民用等多个行业广泛使用。刹车手柄多用于飞机应急刹车系统中，应急刹车系统是在正常刹车系统失效后使用的备用系统。因此刹车手柄在保障飞机的安全性和可靠性方面具有重要意义。目前国内飞机上使用的刹车手柄多采用机械式，机械式应急刹车系统中刹车手柄一般采用钢索连接的形式，与钢索结构进行集成，重量大，可靠性差，安装复杂；结构布局繁琐；系统维护性差，机务人员进行飞机保养维护工作耗时耗力。

现有刹车手柄存在以下几个问题：第一、结构布局复杂，安装、拆卸繁琐，不利于维护检修；第二、刹车操作性差，刹车行程不可控；第三、需要其它机构实现复位，不具有自主复位功能；第四、采用机械式铰接形式控制工作行程，控制精度低。

在申请号为201610730207.3的发明创造中提出了一种行程微调刹车手柄。该发明创造的右手柄和左手柄旋转地安装在轴体上，转轴贯穿在右手柄、左手柄、定位块和连杆内且转轴与右手柄、左手柄固定连接，连杆底部连接有可旋转的摇臂，能够实现右手柄和左手柄在操纵力的作用下绕轴体旋转一定角度，进而带动转轴体一起旋转相同的角度，同时转轴带动摇臂转动，使摇臂输出位移；右手柄和左手柄内部装有推杆，按钮可移动地安装在推杆头部，推杆外部套装有弹簧且弹簧按合在按钮端部，推杆尾部连接有卡舌，卡舌通过螺栓A可旋转地安装在右手柄和左手柄内，实现卡舌在弹簧的作用下锁定在定位块的卡槽内，即锁定终止位置，卡舌锁定在定位块的卡槽内只能后拉右手柄和左手柄同时按压按钮解锁后才能回到初始位置；滑块、挡板通过螺钉D固定在定位块上，调整垫片A和调整垫片B安装在挡板与滑块之间，滑块上设置有卡槽，卡槽与卡舌相配合，便于滑块在调整垫片A、调整垫片B的调整下固定在定位块的不同位置，从而控制摇臂的输出位移不同。

但是，该发明创造仍有局限性。首先该发明的刹车手柄输入为角度变化量，输出为摇臂的位移变化量，由于刹车手柄内部使用了很多连杆机构，要保证连杆机构稳定工作，连接节点必然存在间隙，这样刹车手柄很难保证输入与输出之间的精确控制。其次该发明结构中大量使用卡舌、螺栓、滑块等连接件，可靠性低；安装、拆卸繁琐；不利于维护检修。再次该发明刹车行程不可控，无法实现分段刹车功能；即刹车状态为满刹状态，非刹车状态为初始位置。最后该发明的刹车手柄在完成刹车操作后需要其它机构实现复位，不具有自主复位功能。

发明内容

为克服现有技术中存在的不能满足精确控制的要求、行程不可控、可靠性低，并且维护检修不方便的不足，本发明提出了一种飞机电控应急刹车系统用刹车手柄。

本发明包括按钮、推杆、复位弹簧、转轴、防护套、支架、限位杆、弹簧、拉力弹簧、弹性挡圈、角位移传感器、支撑架和壳体。所述壳体由结构相同、镜像对称的第一半壳体与第二半壳体扣合而成，其外形呈水平的L形，分为水平工作段和垂直工作段；在该垂直工作段内形成了限位杆安装腔。该壳体垂直工作段的下端装入防护套内，并与位于该防护套内的支撑架的内圆弧面转动配合。所述支架与该防护套固连。所述推杆位于壳体的水平工作段内，在所述推杆上套装有复位弹簧。所述限位杆位于该壳体垂直工作段的限位杆安装腔内。该限位杆的下端穿过所述壳体位于支撑架上表面的限位杆滑槽内。在所述限位杆中部的两个弹簧安装杆上分别套装有弹簧。转轴位于所述壳体内，转轴有卡槽的一端装有弹性挡圈；另一端穿过壳体与外置的角位移传感器连接。所述转轴的中心线与所述限位杆的中心线空间相互垂直。

在所述壳体前端面安装有按钮，该按钮与壳体之间滑动配合。所述推杆外端端头嵌入按钮中，内端装入该水平工作段内的支撑板中，并通过该外端端面的止口定位。

所述壳体由第一半壳体和第二半壳体扣合而成。所述第一半壳体和第二半壳体结构相同、镜像对称。

所述水平工作段为圆筒状，其内径略大于复位弹簧的外径；该内孔的内端有支撑板。在该水平工作段的前端有用于安装按钮的通孔；在该水平工作段后端有所述限位杆的工作行程腔；该工作行程腔近似三角形，该工作行程腔处的壳体为圆弧形。所述限位杆安装腔的形状与所述限位杆的外形相同，深度略大于该限位杆的半径。

所述垂直工作段的外形为圆形板状；在该第一半壳体的中心有转轴安装孔，所述转轴通过凸键安装在转轴安装孔内。在该第一半壳体的外圆周表面有两处径向凸出的限位台，并且两处限位台之间的夹角为160°，通过该两处限位台限定该垂直工作段的转动角度。在该垂直工作段的内圆弧表面有周向的限位杆滑槽内。在所述垂直工作段下端圆周表面上有拉力弹簧的安装耳片。

所述防护套的上端板上开有条形通孔，该条形通孔的外形尺寸略大于壳体的垂直工作段的外形尺寸；该防护套两侧板下端有水平的连接板；两侧板之间开口的尺寸略大于支撑架上端圆弧形工作段的外形尺寸。该防护套上端板内表面为所述垂直工作段的转动角度的起/止点。

所述支撑架包括支座和工作段，该工作段位于该支座的上端，为1/4圆弧形，其半径与该垂直工作段的半径相同，并使二者装配后滑动配合。所述支座上端面为所述垂直工作段转动角度的起/止点。在该支撑架支座下端有用于安装拉力弹簧的耳片。

所述限位杆由轴承安装杆和限位杆杆体组成。该轴承安装杆位于限位杆杆体的上端，并使该轴承安装杆的中心线与所述限位杆杆体的中心线相互垂直。在该限位杆中部有径向凸出的弹簧座，在该弹簧座的上表面对称地分布有两个弹簧安装杆，用于安置弹簧；该弹簧的下端安放在弹簧座上，上端与所述限位杆安装腔中的弹簧段上端面贴合。

所述推杆的内端有限位板。在该限位板端面上对称地分布有两个所述轴承的运动轨道，并使两个运动轨道相邻表面之间的间距略大于所述限位杆中限位杆杆体的直径。各运动轨道分别与所述限位杆上端两个轴承的位置相对应，并使各运动轨道的末端分别与轴承的圆周表面接触；各所述运动轨道的上表面为30°的斜面。

所述垂直工作段的转轴中心线方向有圆弧形初始位置限位块，用于初始位置限位；该垂直工作段的转轴中心线上方，有三角形极限位置限位块，用于60°极限位置限位。

本发明通过按压操作实现刹车手柄的解锁功能。在进行解锁操作时，按压按钮，该推杆轴向移动，使得限位杆处于抬起状态，当径向位移量大于限位杆的限位行程时，手柄实现解锁。

本发明已线位移传感器代替现有刹车手柄钢索连接的形式，解决了现有刹车手柄控制精度低；重量大，结构布局复杂，安装、拆卸繁琐等不足；本发明在推杆上安装复位弹簧；限位杆上安装弹簧；在第一半壳体、第二半壳体和支撑架之间安装拉力弹簧；解决了现有技术中刹车操作性差，刹车行程不可控；需要其它机构实现复位，不具有自主复位功能的不足；在初始状态下，手柄上的初始位置限位块与支撑架上的圆弧形卡块端面接触，实现初始状态的限位。进行刹车操作时，按压按钮，带动推杆水平运动，斜面轨道与限位杆上的轴承接触，抬起限位杆，当手柄工作至60°时，手柄上的极限位置限位块与支撑架上的尾端限位凸台接触，保证手柄角度不再增加；同时，限位杆在弹簧复位力作用下伸出至自由状态，阻止手柄恢复到初始位置，这样就实现了极限位置60°“锁位”；角位移传感器与手柄转轴连接，能够实时采集手柄旋转角度，输出一个电压控制信号，将控制精度提高了10倍以上；从而保证了本发明输出的最大刹车电压稳定，可靠，从而保证控制精度的基础上提高了飞机刹车的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的不同视图；其中，图2a是左视图，图2b是俯视图，图2c是右视图。

图3是本发明与角位移传感器集成结构示意图；

图4是按钮的结构示意图。

图5是推杆结构示意图；其中图5a是主视图，图5b是俯视图。

图6是转轴结构示意图；其中图6a是主视图，图6b是侧视图。

图7是本发明防护套结构示意图；其中，图7a是主视图，图7b是左视图，图7c是后视图。

图8是支架的结构示意图；其中，图8a是主视图，图8b是俯视图，图8c是图8a的右视图。

图9是左手柄的结构示意图。

图10是限位杆的结构示意图；其中，图10a是主视图，图10b是侧视图，图10c是俯视图。

图11是支撑架的结构示意图；其中，图11a是主视图，图11b是侧视图，图11c是俯视图。

图中：1.按钮；2.推杆；3.复位弹簧；4.限位杆滑槽；5.转轴；6.防护套；7.支架；8.第一半壳体；9.第二半壳体；10.销钉；11.轴承；12.限位杆；13.弹簧；14.拉力弹簧；15.弹性挡圈；16.角位移传感器；17.限位杆安装腔；18.支撑架；19.运动轨道。

具体实施方式

为了解决上述应急刹车系统用刹车手柄的不足，本发明提出了一种用于飞机电控应急刹车系统的刹车手柄。本发明的刹车手柄包括按钮1、推杆2、复位弹簧3、转轴5、防护套6、支架7、轴承11、限位杆12、弹簧13、拉力弹簧14、弹性挡圈15、角位移传感器16、支撑架18和壳体。

所述壳体按功能分为水平工作段和垂直工作段。该垂直工作段的下端装入防护套6内，并与位于该防护套内的支撑架18的内圆弧面转动配合。所述支架7与该防护套固连。

所述推杆2位于壳体的水平工作段内，外端端头嵌入按钮1中，内端装入该水平工作段内的支撑板中，并通过该外端端面的止口定位。所述按钮装在该壳体前端面的通孔内，并使该按钮的前端位于所述壳体前端面外；该按钮与壳体之间滑动配合。在所述推杆2上套装有复位弹簧3。

所述限位杆12位于该壳体垂直工作段的限位杆安装腔内，并在该限位杆上端的轴承安装杆上套装有两个轴承，并使各轴承分别位于限位杆杆体的两侧。该限位杆12的下端穿过所述壳体位于支撑架18上表面的限位杆滑槽内。在所述限位杆中部的两个弹簧安装杆上分别套装有弹簧13。转轴5位于所述壳体内，转轴5有卡槽的一端装有弹性挡圈15；另一端穿过壳体与外置的角位移传感器16连接。所述转轴的中心线与所述限位杆12的中心线空间相互垂直。

所述壳体由第一半壳体8和第二半壳体9扣合而成。所述第一半壳体和第二半壳体结构相同、镜像对称。本实施例以所述第一半壳体为例，详细描述其技术特征。

所述第一半壳体8的外形呈水平的L形，分为水平工作段和垂直工作段。所述水平工作段为圆筒状，其内径略大于复位弹簧3的外径；该内孔的内端有支撑板。在该水平工作段的前端有用于安装按钮1的通孔；在该水平工作段后端有所述限位杆12的工作行程腔；该工作行程腔近似三角形，该工作行程腔处的壳体为圆弧形。所述垂直工作段的壳体上有限位杆安装腔；该限位杆安装腔的形状与所述限位杆的外形相同，深度略大于该限位杆的半径，当所述第一半壳体8与第二半壳体9扣合后，在该壳体的垂直工作段内形成了外形尺寸略大于该限位杆外形尺寸的限位杆安装腔。

所述第一半壳体的垂直工作段的外形为圆形板状；在该第一半壳体的中心有转轴安装孔，所述转轴5通过凸键安装在转轴安装孔内。在该第一半壳体的外圆周表面有两处径向凸出的限位台，并且两处限位台之间的夹角为160°，通过该两处限位台限定该垂直工作段的转动角度。在该垂直工作段的内圆弧表面有周向的限位杆滑槽内。在所述垂直工作段下端圆周表面上有拉力弹簧14的安装耳片。

所述防护套6为矩形的框形结构，在该防护套的上端板上开有条形通孔，该条形通孔的外形尺寸略大于壳体的垂直工作段的外形尺寸；该防护套两侧板下端有水平的连接板；两侧板之间开口的尺寸略大于支撑架18上端圆弧形工作段的外形尺寸。该防护套6上端板内表面为第一半壳体垂直工作段的转动角度的起/止点。

所述支撑架18包括支座和工作段，该工作段位于该支座的上端，为1/4圆弧形，其半径与第一半壳体的垂直工作段的半径相同，并使二者装配后滑动配合。所述支座上端面为所述第一半壳体垂直工作段转动角度的起/止点。在该支撑架支座下端有用于安装拉力弹簧14的耳片。

所述拉力弹簧14有两个，将各拉力弹簧的一端与所述垂直工作段上的安装耳片连接，另一端与支撑架支座上的安装耳片连接。

所述限位杆12由轴承安装杆和限位杆杆体组成。该轴承安装杆位于限位杆杆体的上端，并使该轴承安装杆的中心线与所述限位杆杆体的中心线相互垂直。在该限位杆中部有径向凸出的弹簧座，在该弹簧座的上表面对称地分布有两个弹簧安装杆，用于安置弹簧13；该弹簧的下端安放在弹簧座上，上端与所述限位杆安装腔中的弹簧段上端面贴合。

所述推杆2为圆柱状。在该推杆的内端有限位板。在该限位板端面上对称地分布有两个所述轴承的运动轨道，并使两个运动轨道相邻表面之间的间距略大于所述限位杆12中限位杆杆体的直径。各运动轨道分别与所述限位杆上端两个轴承的位置相对应，并使各运动轨道的末端分别与轴承的圆周表面接触；各所述运动轨道的上表面为30°的斜面。

第一半壳体的垂直工作段的转轴中心线方向有圆弧形初始位置限位块，用于初始位置限位；第一半壳体的垂直工作段的转轴中心线上方，有三角形极限位置限位块，用于60°极限位置限位。通过按压操作，实现刹车手柄“解锁”功能。“解锁”操作时，按压按钮1，推杆2轴向移动使得限位杆12处于抬起状态，手柄实现“解锁”。

工作过程中，在初始状态时，手柄与水平面处于水平状态，在此状态下，手柄组件只能向上拉动，不能向下运动。当按下所述按钮1后，该推杆向内移动，使各运动轨道的末端插入各轴承下，将各轴承顶起，使该限位杆12垂直向上移动，与限位杆12上的轴承11接触，抬起限位杆；当该限位杆的径向位移量大于限位杆12的限位行程时，解除限位。手柄顺时针转至60°最大工作角度时，限位杆12在弹簧13复位力作用下伸出至自由状态，限位杆12底端与支撑架18圆弧形卡块上端面接触。手柄锁定在60°位置。角位移传感器与手柄转轴连接，能够实时采集手柄旋转角度，输出对应的电压控制信号。

所述按钮1的行程由导杆2、限位杆12以及轴承11共同决定，按压按钮11时导杆2产生轴向位移，导杆2的轴向分力作用在限位杆12上，使得限位杆产生径向位移量，当径向位移量大于线位杆的限位行程时，手柄实现“解锁”。

应急刹车手柄在抬高到60°时能主动锁定。抬起手柄须按压手柄端头的按钮后方能使手柄沿拉起方向的反方向回到初始位置。通过拉力弹簧14保证手柄拉伸后实现自动复位。

通过以上步骤，完成了一种用于飞机电控应急刹车系统的刹车手柄的设计。

Claims (10)

1.一种飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，包括按钮(1)、推杆(2)、复位弹簧(3)、转轴(5)、防护套(6)、支架(7)、限位杆(12)、弹簧(13)、拉力弹簧(14)、弹性挡圈(15)、角位移传感器(16)、支撑架(18)和壳体；所述壳体由结构相同、镜像对称的第一半壳体(8)与第二半壳体(9)扣合而成，其外形呈水平的L形，分为水平工作段和垂直工作段；在该垂直工作段内形成了限位杆安装腔；该壳体垂直工作段的下端装入防护套(6)内，并与位于该防护套内的支撑架(18)的内圆弧面转动配合；所述支架(7)与该防护套固连；所述推杆(2)位于壳体的水平工作段内，在该推杆上套装有复位弹簧(3)；所述限位杆(12)位于该壳体垂直工作段的限位杆安装腔内；该限位杆(12)的下端穿过所述壳体位于支撑架(18)上表面的限位杆滑槽内；在所述限位杆中部的两个弹簧安装杆上分别套装有弹簧(13)；转轴(5)位于所述壳体内，该转轴有卡槽的一端装有弹性挡圈(15)；另一端穿过壳体与外置的角位移传感器(16)连接；所述转轴的中心线与所述限位杆(12)的中心线空间相互垂直。

2.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，在所述壳体前端面安装有按钮(1)，该按钮与壳体之间滑动配合；所述推杆(2)外端端头嵌入按钮中，内端装入该水平工作段内的支撑板中，并通过该外端端面的止口定位。

3.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述壳体由第一半壳体(8)和第二半壳体(9)扣合而成；所述第一半壳体和第二半壳体结构相同、镜像对称。

4.如权利要求3所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述水平工作段为圆筒状，其内径略大于复位弹簧(3)的外径；该内孔的内端有支撑板；在该水平工作段的前端有用于安装按钮(1)的通孔；在该水平工作段后端有所述限位杆(12)的工作行程腔；该工作行程腔近似三角形，该工作行程腔处的壳体为圆弧形；所述限位杆安装腔的形状与所述限位杆的外形相同，深度略大于该限位杆的半径。

5.如权利要求3所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述垂直工作段的外形为圆形板状；在该第一半壳体的中心有转轴安装孔，所述转轴(5)通过凸键安装在转轴安装孔内；在该第一半壳体的外圆周表面有两处径向凸出的限位台，并且两处限位台之间的夹角为160°，通过该两处限位台限定该垂直工作段的转动角度；在该垂直工作段的内圆弧表面有周向的限位杆滑槽内；在所述垂直工作段下端圆周表面上有拉力弹簧(14)的安装耳片。

6.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述防护套(6)的上端板上开有条形通孔，该条形通孔的外形尺寸略大于壳体的垂直工作段的外形尺寸；该防护套两侧板下端有水平的连接板；两侧板之间开口的尺寸略大于支撑架(18)上端圆弧形工作段的外形尺寸；该防护套(6)上端板内表面为所述垂直工作段的转动角度的起/止点。

7.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述支撑架(18)包括支座和工作段，该工作段位于该支座的上端，为1/4圆弧形，其半径与该垂直工作段的半径相同，并使二者装配后滑动配合；所述支座上端面为所述垂直工作段转动角度的起/止点；在该支撑架支座下端有用于安装拉力弹簧(14)的耳片。

8.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述限位杆(12)由轴承安装杆和限位杆杆体组成；该轴承安装杆位于限位杆杆体的上端，并使该轴承安装杆的中心线与所述限位杆杆体的中心线相互垂直；在该限位杆中部有径向凸出的弹簧座，在该弹簧座的上表面对称地分布有两个弹簧安装杆，用于安置弹簧(13)；该弹簧的下端安放在弹簧座上，上端与所述限位杆安装腔中的弹簧段上端面贴合。

9.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述推杆(2)的内端有限位板；在该限位板端面上对称地分布有两个所述轴承的运动轨道，并使两个运动轨道相邻表面之间的间距略大于所述限位杆(12)中限位杆杆体的直径；各运动轨道分别与所述限位杆上端两个轴承的位置相对应，并使各运动轨道的末端分别与轴承的圆周表面接触；各所述运动轨道的上表面为30°的斜面。

10.如权利要求1所述飞机电控应急刹车系统用刹车手柄，其特征在于，所述垂直工作段的转轴中心线方向有圆弧形初始位置限位块，用于初始位置限位；该垂直工作段的转轴中心线上方，有三角形极限位置限位块，用于60°极限位置限位。

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