CN118004409A - 一种用于反推作动系统的主锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于反推作动系统的主锁，包括：构造成由电机驱动而旋转的接头；固定地连接于反推作动系统的主轴的蜗轮；蜗杆，该蜗杆构造成能经由传动机构连接于接头，并且能与蜗轮啮合以带动蜗轮旋转；以及解锁机构，该解锁机构连接于蜗杆，并能被操作以使主锁进入锁止构造或解锁构造，其中，在锁止构造中，传动机构与接头和蜗杆连接，以将接头的运动传递给蜗杆，并且蜗杆与蜗轮啮合，并且其中，在解锁构造中，蜗杆与蜗轮脱开，以允许蜗轮自由旋转。

Description

一种用于反推作动系统的主锁

技术领域

本发明属于飞机短舱反推作动系统，具体地涉及一种用于反推作动系统的主锁。

背景技术

通常，在飞机着陆时，有可能降落在潮湿或被雪覆盖的跑道上，这可能导致飞机的轮胎和跑道间的附着力降低，从而导致飞机滑跑距离过长。

为此，在着陆时需要产生反推力来降低飞机触地后的飞机速度，从而缩短滑跑距离。

因此，在飞机上会设置有反推作动系统，飞行员可以通过飞机系统发出反推展开指令，使电源系统向反推作动系统的电机供能，从而使反推作动系统操作飞机部件以产生反推力。

为保障飞机发动机的反推作动系统不会在空中意外展开，造成灾难性的事故，反推作动系统通常包含多道有锁构成的防线。其中第一道防线也是最先承受载荷的锁通常为安装于反推作动器上的主锁。主锁的主要功能为在反推作动系统未向作动器供能的情况下保持作动器的锁止。并且主锁通常还包含人工解锁装置，以便于在地面维护的情况下解除单个作动器的锁止状态进行维护。

在现有技术中，电反推作动系统主锁通常为主动式的锁止架构。主动式的锁止架构通过一个电机驱动一个插销，在需要上锁时伸入齿轮结构预留的销孔阻止齿轮旋转，进而锁止作动器。然而，判断插销解锁或上锁的时机与驱动插销需要一套额外的电器系统，不但增加了电反推作动系统的重量，也增加了潜在的故障点。

相较于主动式的锁止架构，被动式的锁止架构保障反推作动系统仅能够通过电机驱动作动器展开，而作动器无法反向驱动电机。

因此，目前期望设计一种锁止架构，以解决上述问题中的一些。

发明内容

为了解决反推作动系统的主动式锁止架构复杂的问题，本发明设计了一种用于反推作动系统的主锁，该主锁采用被动式的锁止架构，省去了判断上锁或解锁时机与驱动锁销的电器结构，降低了整套系统的质量，并且减少了潜在的故障点。

具体地，这种用于反推作动系统的主锁包括：构造成由电机驱动而旋转的接头；固定地连接于反推作动系统的主轴的蜗轮；蜗杆，该蜗杆构造成能经由传动机构连接于接头，并且能与蜗轮啮合以带动蜗轮旋转；以及解锁机构，该解锁机构连接于蜗杆，并能被操作以使主锁进入锁止构造或解锁构造，其中，在锁止构造中，传动机构与接头和蜗杆连接，以将接头的运动传递给蜗杆，并且蜗杆与蜗轮啮合，并且其中，在解锁构造中，蜗杆与蜗轮脱开，以允许蜗轮自由旋转。

在本发明的实施例中，解锁机构包括偏心轴和解锁连接件，其中，偏心轴包括在一端处的第一轴部分以及与第一轴部分相对的第二轴部分，第二轴部分构造成能绕第一轴部分的中心轴线旋转，其中，第一轴部分的中心轴线与第二轴部分的中心轴线不同轴，并且其中，解锁连接件将第二轴部分和蜗杆连接起来。

优选地，解锁机构包括解锁杠杆，解锁杠杆能被操作以使偏心轴旋转。解锁杠杆便于操作者进行操作，同时使解锁构造与锁止构造在外观上有显著差异，起到告警作用。

在一种实施例中，接头是软轴接头，软轴接头配合至软轴的端部，并且其中，软轴连接在电机与主锁之间，或者软轴连接在主锁之间，以将电机和各个主锁串联起来。

在本发明的实施例中，传动机构包括至少一个齿轮组，每个齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮固定于接头以与接头一起旋转，并且第二齿轮固定于蜗杆以与蜗杆一起旋转，其中，在锁止构造中，第一齿轮和第二齿轮构造成彼此啮合。

优选地，在解锁构造中，第一齿轮和第二齿轮构造成在解锁构造中脱离啮合，以减少磨损。

在一种示例中，主轴连接于反推作动系统的作动器的丝杠构件的丝杠外套并带动丝杠外套旋转，丝杠外套与滚珠丝杠连接，以将丝杠外套的旋转运动转换成滚珠丝杠的线性运动。

在另一种示例中，主轴连接于反推作动系统的作动器的丝杠构件的滚珠丝杠并带动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠与丝杠外套连接，以将滚珠丝杠的旋转运动转换成丝杠外套的线性运动。

有利地，主锁还包括壳体，该壳体具有孔以允许接头插入到壳体中，壳体构造成将蜗杆、传动机构、蜗轮以及解锁机构的至少一部分容纳在其中。

进一步地，壳体还包括导向槽，蜗杆的至少一部分设置在导向槽中，使得所述蜗杆的运动受到导向槽限制，这使得脱开后的蜗杆与蜗轮能够再次精确地啮合。

所描述的用于反推作动系统的主锁的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然地或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述以及附图。

附图说明

参考以上目的，本发明的技术特征在下面的实施例中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明构思的范围。

图1示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁的立体图，其中主锁处于锁止构造；

图2示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁的立体图，其中主锁处于解锁构造；

图3示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁在移除壳体的情况下的立体图，其中主锁处于锁止构造；

图4示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁在移除壳体的情况下的立体图，其中主锁处于解锁构造；

图5示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁的剖视图，其中主锁处于锁止构造；以及

图6示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁的剖视图，其中主锁处于解锁构造。

附图标记：

1 壳体

2 接头

3 丝杠构件

4 蜗轮

5 主轴

6 蜗杆

7 第一齿轮

8 第二齿轮

9 偏心轴

10 解锁连接件

11 第一轴部分

12 第二轴部分

13 解锁杠杆

14 导向槽

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。

本文中所使用的术语“锁止构造”是指主锁的构造，在该构造中，主锁防止在未通电的情况下反推系统的作动器运动，以及因此反推罩意外展开。

本文中所使用的术语“解锁构造”是指主锁的构造，在该构造中，主锁允许反推系统的作动器的自由运动。

本文中所使用的术语“连接”可以指直接连接，也可以指间接连接，并且除非另有说明(例如，固定地连接)，否则相互连接的部件可以进行相对运动。

本文中所使用的有关方位术语“上”、“下”、“左”、“右”等是根据图5-6所示的视图来描述的。

本文中所使用的术语“第一”、“第二”可以进行互换而不影响描述。

为方便起见，在以下描述中，相同或相似的元件采用相同的附图标记。

参照图1-2，示出了根据本发明的一种实施例的用于反推作动系统的主锁(为简单起见，仅示出一个主锁)，该主锁包括壳体1和接头2，壳体1构造成将如下所述的蜗杆、传动机构、蜗轮以及解锁机构的至少一部分容纳在其中，以减少来自外部环境的干扰。接头2通过壳体1中的孔插入到壳体1中，以安装于壳体1两侧，接头2的外形为圆柱体或者多个同轴的圆柱体。接头2经由连接件连接于飞机的电源系统的电机(未示出)，并构造成由电机驱动而旋转。在本实施例中，接头2是软轴接头，并且连接件是软轴，软轴接头的未插入到壳体1中的一侧为与软轴的端部适配的接口，使其与软轴连接并在电机的带动下旋转。软轴连接在电机与主锁之间，或者软轴连接在两个主锁之间。具体地，反推作动系统的展开电机或者上游的主锁通过软轴连接于反推作动器主锁一侧的接头2，另一侧的接头2按需要连接至下游的主锁，从而实现主锁的“串联”(此处，“上游的主锁”是指在串联的线路中更靠近电机的主锁，而“下游的主锁”是指更远离电机的主锁)。主锁连接于反推作动系统的丝杠构件3，以通过丝杠构件3推动反推作动系统的反推移动罩(未示出)并使其展开。

现在参照图3-4，示出根据本发明的一种实施例的移除了壳体之后的主锁的各个部件。

如图所示，主锁包括蜗轮4，该蜗轮4可以固定地连接于反推作动系统的主轴5。主轴5为圆柱体，两端有用于固定齿轮或蜗轮的花键或者槽。主轴5中部通过推力轴承(未示出)安装于主锁的外壳1上并能在蜗轮4的带动下旋转。在一种示例中，主轴5可以连接于反推作动系统的作动器的丝杠构件3的丝杠外套并带动丝杠外套旋转，丝杠外套与滚珠丝杠连接，以将丝杠外套的旋转运动转换成滚珠丝杠的线性运动，从而推动反推移动罩。

在另一种示例中，主轴5可以连接于反推作动系统的作动器的丝杠构件3的滚珠丝杠并带动滚珠丝杠旋转，滚珠丝杠与丝杠外套连接，以将滚珠丝杠的旋转运动转换成丝杠外套的线性运动。

应当理解的是，尽管在本实施例中，蜗轮4固定地连接于反推作动系统的主轴5，带动主轴5旋转，但是在其他实施例中，蜗轮4可以通过更多的齿轮以带动主轴5旋转。例如，涡轮4与主轴5可以分别作为行星齿轮组的外齿圈与太阳轮，通过行星齿轮进行传动。为清楚起见，现在参照图5-6，主锁还包括蜗杆6，蜗杆构造成能经由传动机构连接于接头。在锁止构造中(参见图5)，该蜗杆6可以与蜗轮4啮合，此时，蜗杆6是主动件，蜗轮4是从动件，由此蜗杆6可以带动蜗轮4旋转，从而如上所述地推动反推移动罩。相反地，蜗杆6和蜗轮4被设计成具有“自锁特性”(蜗杆蜗轮机构的导程角小于摩擦角)，使得在蜗轮4成为主动件而蜗杆6是从动件的情况下，蜗轮4的旋转无法带动蜗杆6旋转，从而阻止了运动传递。

下面参照图3-6来描述传动机构。如图所示，传动机构包括至少一个齿轮组，该齿轮组第一齿轮7和第二齿轮8。第一齿轮7固定于接头2以与接头2一起旋转，并且第二齿轮8固定于蜗杆6以与蜗杆6一起旋转，第一齿轮7和第二齿轮8沿竖直方向彼此对准。具体地，接头2的插入壳体1中的一端具有用于固定第一齿轮7的花键或者槽。如图5所示，在主锁的锁止构造中，第一齿轮7和第二齿轮8可以彼此啮合，使得接头2的旋转运动传递给蜗杆6，致使蜗杆6旋转，蜗杆6的旋转又如上所述地带动蜗轮4旋转。

参照图6，在优选的实施例中，第一齿轮7和第二齿轮8构造成在主锁的解锁构造中脱离啮合，使得接头2的运动不会带动蜗杆6运动，有效地减小了传动机构等零件的磨损。当然，第一齿轮7和第二齿轮8可以始终啮合，只要保证蜗轮4和蜗杆6脱离啮合即可。

应当理解的是，在本实施例中，齿轮组的数量对应于接头2的数量，使得在每个接头2与蜗杆6设有一个齿轮组，但是在其他实施例中，齿轮组的数量也可以多于接头2的数量，使得在接头2中的至少一个与蜗杆6之间可以设置有多于一个齿轮组。

还应当理解的是，尽管在本实施例中，齿轮组包括可以直接啮合的第一齿轮7和第二齿轮8来实现传动，但是在其他实施例中，齿轮组可以包括更多的齿轮以进行传动。例如，在第一齿轮7和第二齿轮8之间可以存在啮合的第三齿轮或更多齿轮以进行传动。

附加地或替代地，传动机构可以是除了齿轮传动机构以外的其他机构。例如，在另一种可能的实施例中，传动机构可以包括皮带轮机构或者链轮机构，以实现接头2与蜗杆6的相对运动。应当理解，不同的传动机构可以单独地或者组合地使用。

继续参照图3-6，主锁还包括解锁机构，该解锁机构连接于蜗杆6，并且可以被操作以使主锁进入锁止构造或解锁构造。如上所述，在锁止构造中，传动机构与接头2和蜗杆6连接，以将接头2的运动传递给蜗杆6，并且蜗杆6与蜗轮4啮合，而在解锁构造中，蜗杆6与蜗轮4脱开，以允许蜗轮4自由旋转。

在本实施例中，解锁机构包括偏心轴9(在图3-4中示出)和解锁连接件10，偏心轴9包括在一端处的第一轴部分11以及与第一轴部分11相对的第二轴部分12(在图5-6中示出)。第一轴部分11通过轴承连接于壳体1，使得第一轴部分11可以绕中心轴线A旋转而在竖直平面上不发生位移，并且第二轴部分11构造成可以绕第一轴部分11的中心轴线A旋转，第一轴部分11的中心轴线A与所述第二轴部分12的中心轴线B不同轴，这使得当操作者使第一轴部分11旋转时，第二轴部分12的中心轴线B可以沿竖直方向发生位移。

优选地，解锁机构包括解锁杠杆13，解锁杠杆13能被操作以使偏心轴9旋转。具体地，解锁杠杆13的一端固定于偏心轴9的第一轴部分11，使得解锁杠杆13一端的旋转带动第一轴部分11的旋转。解锁杠杆13的外形可以由多个子部件组成，但是在使用过程中作为一个整体，无相互运动或旋转。解锁杠杆13可以包括圆柱形操作杆的形状，或者可以是把手形状的手握部分，以便于操作。

值得注意的是，尽管在本实施例中使用了两个偏心轴9，但是也可以仅使用一个偏心轴9。此外，作为两个分离的偏心轴9的替代，偏心轴9可以设计成两端具有第一轴部分11，并且中间形成为第二轴部分的一件式偏心轴。

如图3-6所示，解锁连接件10将第二轴部分12和蜗杆6连接起来。具体地，解锁连接件10为截面呈矩形(图5)的短连杆，其包括两端处的安装有轴承的开孔，蜗杆6安装于解锁连接件10的一端处的开孔中，使其能够相对于解锁连接件10旋转，并且蜗杆6的至少一部分设置在壳体1中预留的导向槽14中，使得蜗杆6能够在解锁连接件10的带动下进行上下运动，并且其运动受到导向槽14的限制，以确保脱开后的蜗杆6与蜗轮4能够像脱开之前那样再次精确地啮合。导向槽同时还确保了第一齿轮7与第二齿轮8的再次啮合。在本实施例中，蜗杆6的两端插入壳体1中预留的导向槽14中，从而通过限制端部的运动轨迹来限制蜗杆6的运动，但是也可以在其他地方设置导向槽或者导向部件，使得蜗杆6的除端部以外的其他部分(例如蜗杆6的端部与齿之间的部分)的运动受到限制。偏心轴9的第二轴部分12安装于解锁连接件10的另一端处的开孔中，由此第二轴部分12的运动通过解锁连接件10带动了蜗杆6的位移。

应当理解的是，尽管在本实施例中，蜗杆6的运动通过壳体1中预留的导向槽进行14限制，但是在其他实施例中，蜗杆6的运动可以通过其他方式直接或间接的进行限制。例如，通过限制解锁连接件10的运动轨迹间接的限制蜗杆6的运动。

参见图5-6，在本实施例中，在蜗轮4位于蜗杆6之下的情况下，第二轴部分12的中心轴线B可以在锁止构造中低于第一轴部分11的中心轴线A，并且可以在解锁构造中经由偏心轴9的旋转而高于中心轴线A，从而带动蜗杆6向上运动以离开蜗轮4。应当理解的是，在蜗轮4位于蜗杆6之上的其他实施例中，中心轴线B可以在锁止构造中高于中心轴线A，并且可以在解锁构造中低于中心轴线A，从而带动蜗杆6向下运动以离开蜗轮4。

参照图5-6，本发明在反推作动系统展开/收起时的工作过程如下：

当飞行员通过飞机系统发出反推展开指令时，电源系统向反推作动系统的电机供电。电机通过软轴带动接头2以及第一齿轮7旋转。第一齿轮7与第二齿轮8啮合并带动第二齿轮8旋转。第二齿轮8带动蜗杆6旋转。蜗杆6与蜗轮4啮合并带动蜗轮4与主轴5旋转。

本发明防止反推罩意外展开的工作过程如下：

当反推移动罩受外力时，向展开方向运动。移动罩带动反推作动器的丝杠构件3运动并转换为旋转。丝杠构件3的滚珠丝杠或者丝杠外套的旋转带动主轴5旋转。主轴5带动蜗轮4旋转，但由于蜗杆蜗轮机构的自锁特性，蜗轮4无法带动蜗杆6旋转，从而导致反推作动器的锁止，达到防止反推罩意外展开的目的。

本发明人工解锁装置解锁的工作过程如下：

由地面维护人员扳动解锁杠杆13，以使主锁进入解锁构造。解锁杠杆13围绕其在壳体1上的安装轴旋转，从而带动偏心轴9的第一轴部分11。解锁杠杆13的安装轴和第一轴部分11位置不变，偏心轴9的与解锁连接件10相连的第二轴部分12的位置旋转向上移动。第二轴部分12旋转上移带动解锁连接件10的上移。蜗杆6受到解锁连接件10带动，同时受到由两端位于壳体1中预留的导向槽14内的限制，蜗杆6沿着导向槽14的方向垂直向上运动，与蜗轮4脱开。蜗轮4失去蜗杆6约束，失去自锁特性，从而失去对作动器的限制，达到解锁目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的结构进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于反推作动系统的主锁，所述主锁包括：

接头，所述接头构造成由电机驱动而旋转；

蜗轮，所述蜗轮固定地连接于反推作动系统的主轴；

蜗杆，所述蜗杆构造成能经由传动机构连接于所述接头，并且能与所述蜗轮啮合以带动所述蜗轮旋转；以及

解锁机构，所述解锁机构连接于所述蜗杆，并能被操作以使所述主锁进入锁止构造或解锁构造，

其中，在所述锁止构造中，所述传动机构与所述接头和所述蜗杆连接，以将所述接头的运动传递给所述蜗杆，并且所述蜗杆与所述蜗轮啮合，以及

其中，在所述解锁构造中，所述蜗杆与所述蜗轮脱开，以允许所述蜗轮自由旋转。

2.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述解锁机构包括偏心轴和解锁连接件，

其中，所述偏心轴包括在一端处的第一轴部分以及与所述第一轴部分相对的第二轴部分，所述第二轴部分构造成能绕所述第一轴部分的中心轴线旋转，

其中，所述第一轴部分的中心轴线与所述第二轴部分的中心轴线不同轴，以及

其中，所述解锁连接件将所述第二轴部分和所述蜗杆连接起来。

3.如权利要求2所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述解锁机构包括解锁杠杆，所述解锁杠杆能被操作以使所述偏心轴旋转。

4.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述接头是软轴接头，所述软轴接头配合至软轴的端部，以及

其中，所述软轴连接在所述电机与所述主锁之间，或者所述软轴连接在所述主锁之间。

5.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述传动机构包括至少一个齿轮组，每个所述齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮固定于所述接头以与所述接头一起旋转，并且所述第二齿轮固定于所述蜗杆以与所述蜗杆一起旋转，

其中，在所述锁止构造中，所述第一齿轮和所述第二齿轮构造成彼此啮合。

6.如权利要求5所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

在所述解锁构造中，所述第一齿轮和所述第二齿轮构造成脱离啮合。

7.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述主轴连接于所述反推作动系统的作动器的丝杠构件的丝杠外套并带动所述丝杠外套旋转，所述丝杠外套与滚珠丝杠连接，以将所述丝杠外套的旋转运动转换成所述滚珠丝杠的线性运动。

8.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述主轴连接于所述反推作动系统的作动器的丝杠构件的滚珠丝杠并带动所述滚珠丝杠旋转，所述滚珠丝杠与丝杠外套连接，以将所述滚珠丝杠的旋转运动转换成所述丝杠外套的线性运动。

9.如权利要求1所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

还包括壳体，所述壳体具有孔以允许所述接头插入到所述壳体中，所述壳体构造成将所述蜗杆、所述传动机构、所述蜗轮以及所述解锁机构的至少一部分容纳在其中。

10.如权利要求9所述的用于反推作动系统的主锁，其特征在于，

所述壳体包括导向槽，所述蜗杆的至少一部分设置在所述导向槽中，使得所述蜗杆的运动受到所述导向槽限制。