小型仓悬挂和释放单元的制作方法

小型仓悬挂和释放单元
[0001]
本申请为国际申请日为2015年11月26日、国际申请号为pct/gb2015/053609、国家申请号为201580074946.5、发明名称为“小型仓悬挂和释放单元”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]
本发明涉及一种悬挂和释放单元，具体(尽管不是排他地)用于将小型的相对较轻的仓附接到飞行器的下面，例如机翼下方，以便在需要时释放。


背景技术：

[0003]
用于飞行器的常规仓悬挂和释放单元包括用于在运输工具飞行过程中稳定地保持仓的防摇撑杆，以及在释放时将仓推离飞行器以使得仓沿着正确的轨迹以受控的方式被飞行器滑流弹出而不会有与飞行器碰撞的风险的单独的气动活塞。常规仓的尺寸和质量使得这种动力辅助弹出成为必需。这种悬挂和释放单元与仓之间用于装备、目标编程和类似功能的电气接口由脐带缆线提供，所述脐带缆线在附接到仓的一端具有可释放的电连接器。这允许仓在电连接形成之前机械地附接到悬挂和释放单元上，使得相对较大且重的常规仓更容易加载。然而，这种电缆在仓与飞行器分离期间可能导致额外的曳力，因此需要更高的弹出力。因此，已经发现电动弹出系统和脐带连接器电缆对于常规仓而言是必需的，但是它们在硬件和维护成本方面都是复杂且昂贵的。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于通过消除单独的弹出器活塞或类似结构的必要性来降低仓悬挂和释放单元的复杂性。因此，在一个独立的方面，本发明提供了一种如下所述的用于飞行器的悬挂和释放单元：所述悬挂和释放单元包括主体、防摇撑杆和挂钩，所述防摇撑杆和所述挂钩可释放地与仓接合，所述防摇撑杆包括一对可调节支腿，每个可调节支腿分别包括：支脚，所述支脚可枢转地附接到所述可调节支腿，以及弹簧，所述弹簧具有联接到所述可调节支腿的第一端和联接到所述支脚的第二端，以使得所述可调节支腿上的所述支脚的枢转被所述弹簧弹性地偏压；由此，随着所述可调节支腿与所述仓接合，所述支脚的部分朝向所述主体旋转以预加载所述弹簧，并且一旦将所述挂钩从所述仓释放，所述弹簧使得所述支脚的所述部分向外远离所述主体旋转，以向所述仓提供弹出推动力。在另一个独立的方面，本发明提供了一种如下所述的用于飞行器的悬挂和释放单元：所述悬挂和释放单元包括主体，所述主体具有固定安装部，在使用中所述主体通过所述固定安装部固定地附接到飞行器；所述悬挂和释放单元还包括电连接器，所述电连接器在使用中可与仓接合并且可在所述主体和所述电连接器之间作用的弹性偏压下移动，以使得所述弹性偏压提供将所述仓从所述飞行器弹出的推动力。
[0005]
悬挂和释放单元由此在结构上更简单，防摇撑杆和电连接器中的任一个或两者均用于执行双重功能：在防摇撑杆的情况下，两者在运输期间和释放时的弹出期间使仓稳定；
在电连接器的情况下，与仓形成电气接口并在释放时弹出。
[0006]
防摇撑杆(或其一部分)可以在弹性偏压下移动以提供弹出推动力。类似地，电连接器(或其一部分)可以在弹性偏压下移动以提供弹出推动力。可以使用机械弹簧以特别直接的方式提供这种弹性偏压，并且在仓较小和较轻的情况下特别有效。然而，防摇撑杆(或其一部分)可以额外地或替代地例如，通过气动活塞或任何其它合适的装置被动力致动，来提供弹出推动力。类似地，电连接器(或其一部分)可以额外地或替代地例如，通过气动活塞或任何其它合适的装置被动力致动，来提供弹出推动力。防摇撑杆可以包括角度可调节以与仓接合的支腿。调节可以由导螺杆提供。支腿相对于悬挂和释放单元的悬挂和释放挂钩而言是高度可调节的，以更容易地适应不同直径的仓。支腿可以包括可与仓接合的可枢转地附接的支脚，弹出推动力由扭簧提供，扭簧沿着向外远离悬挂和释放单元的其余部分的方向偏压支脚的至少一部分。
[0007]
电连接器可以包括一个或多个盘簧，盘簧以远离悬挂和释放单元的其余部分的方向偏压电连接器的至少一部分，以提供弹出推动力。
[0008]
在另一个独立的方面，本发明提供了一种仓悬挂和释放单元的锁紧机构的安全性改进。通常，这种单元包括旋转螺线管致动的主闩锁，其可释放以允许仓挂钩在弹簧作用下和仓的重量下旋转，从而将仓释放。主闩锁与由单独的旋转螺线管致动的安全闩锁机械地互连，使得必须依次给螺线管通电以便释放挂钩进行旋转。在某些情况下，冰霜可能形成在锁定机构内，这可能会卡住挂钩，从而防止其充分移动以在主闩锁致动时释放仓。然而，在这种情况下，主闩锁的一些部分可以自由地充分移动，以防止这些部分在螺线管已经断电之后与挂钩和安全闩锁重新锁合住。这使得闩锁机构处于在不安全的状态，因为一旦冰已经融化，仓可以突然地和意外地被释放。
[0009]
因此，在一个独立的方面，本发明提供了一种用于仓悬挂和释放单元的锁紧机构，该锁紧机构包括主闩锁以及安全闩锁，主闩锁可以被致动以释放挂钩进行移动，从而释放仓，安全闩锁可以从锁定位置移动到未锁定位置，安全闩锁在锁定位置处位于挂钩或可与其一起移动的一些部分的移动路径中，以便阻止挂钩的移动，安全闩锁在未锁定位置处让出移动路径，由此挂钩自由移动并释放仓。因此，在挂钩例如通过结冰而卡住的情况下，安全闩锁能够移动到锁定位置，以防止挂钩的移动和仓的释放，无论主闩锁是否能够重新接合挂钩。
[0010]
优选地，在锁定位置，安全闩锁可与主闩锁接合以防止主闩锁的致动，并且在未锁定位置，安全闩锁允许主闩锁的致动。
[0011]
优选地，安全闩锁主要由螺线管或类似的电动致动器致动。
[0012]
优选地，挂钩包括凸出部，凸出部在仓被提供到挂钩时可与仓垂耳的远端接合，以便将挂钩从释放位置旋转到一位置，在该位置中，挂钩接合垂耳的位置，安全闩锁移动到凸出部的旋转路径中。
[0013]
优选地，安全闩锁包括致动器驱动的旋转臂，该旋转臂具有通过致动器的操作可与主闩锁脱离的止动器；旋转臂以驱动方式联接到止动棘爪，该止动棘爪可通过致动器的操作离开凸出部的旋转路径。安全闩锁和主闩锁机构可以优选地通过手动释放超控凸轮机械地脱离。
附图说明
[0014]
以下参照附图描述体现本发明的例示的悬挂和释放单元，在附图中：
[0015]
图1示出了例示的悬挂和释放单元的立体侧视图；
[0016]
图2是图1中去除了侧盖的悬挂和释放单元的侧视图；
[0017]
图3和图4是对应于图2的分别从悬挂和释放单元的不同端部观察的立体图；
[0018]
图5是沿着图2的v-v线截取的剖面图，示出了被调节成使最靠近的支脚一起移动的防摇撑杆支腿；
[0019]
图6是图2的沿箭头vi方向的端视图；
[0020]
图6a是中心托架的立体图；
[0021]
图7对应于图6，但是示出了将中心托架省略并将一个防摇撑杆支腿用虚线示出，使得可以看到其他部分；
[0022]
图8是示出了防摇撑杆支脚的详细剖面图；以及
[0023]
图9和图10分别是示出了在下部位置和上部位置的防摇撑杆机构的端视图，防摇撑杆机构被调节成分别与示意性表示的小直径和大直径仓接合。
具体实施方式
[0024]
图1示出了紧挨着十欧元纸币例示的悬挂和释放单元10，以提供比例指示。单元10包括用于附接到飞行器(例如，机翼下方)的主体12。主体具有用于将悬挂和释放单元与飞行器电气系统进行接口连接的固定电连接器14，以及用于与仓(未示出)进行接口连接的弹簧偏压的可移动电连接器16。可移动电连接器16电连接到固定电连接器14(图2)，相对于固定电连接器14a而言，该固定电连接器14位于主体12的相反一端。安装在悬挂和释放单元10的任一端的是相应的防摇撑杆组件18。每个组件包括一对可调整支腿20，下面将更详细地描述。
[0025]
参考图1-5，可移动电连接器16包括可移动横梁22。横梁22的直径减小的端部24可在设置于单元10侧盖上的垂直导向槽26中滑动。一对垂直导杆28固定在横杆22上并与横杆一起移动，垂直导向杆在其下端承载用于电耦接插头壳体32的安装件30。柔性印刷电路带状电缆33和带状电缆连接器插头35将壳体32内的电耦接插头连接到固定电连接器14。导杆28的上端可以在设置于固定横杆34上的通孔中紧贴着滑动。固定横杆34的直径减小的端部36固定地容纳在于单元10侧盖上钻取的孔中。相应的压缩弹簧38在每个导杆28上夹持在横杆22,34之间。在图2-4中，弹簧38被示意性地示出为完全压缩，以露出每个导杆28的长度。然而，弹簧38通常将保持被支撑在横杆22,24之间，使得可移动横杆22，导杆28和耦接插头壳体32被向下偏压。导杆28通过弹性挡圈40夹持在上横杆34的导孔中，并且下横向杆22的外端可滑动地限制在单元侧盖导向槽26中。在通过悬挂和释放单元10安装用于运输的仓期间，仓上的互补电连接器插座(未示出)被提供用于与壳体32中的联接插头“盲配”。也就是说，仓和安装在其上的电连接器插座被整体地移动到与壳体32中的耦接插头匹配接合。位于单元10内的仓挂钩102(下面进一步详细描述)安装在垂直水平面处，由此为了实现挂钩和仓上的对应的垂耳(未示出)之间的机械接合，需要通过所接合的电连接器插座和耦接插头来压缩弹簧38垂耳。因此，电联接插头壳体32相对于悬挂的仓被弹性地偏压或者预加载。当挂钩被释放时，弹簧38自由地伸长，从而提供远离悬挂和释放单元10的主体12地向下推
动耦接插头壳体和仓的推动力。当可移动电连接器16到达其最大伸长长度时，重力和向下移动的仓的动量(如果需要，通过弹簧加载或防摇撑杆部件的其它偏压来进行辅助，如下文进一步描述的那样)将使得壳体32内的电耦接插头从仓插座拉出。仓由此从悬挂和释放单元10完全释放，并沿着受控的轨迹离开飞行器行进。
[0026]
现在另外参考图6-10，可以看出，每个防摇撑杆机构18的每个支腿20均包括一对机加工的部件20a，20b，其具有形成浅v形的中心弯曲部。每对的两个部件实质上是彼此的镜像，并通过机械螺钉42背靠背地固定。部件的上端远离彼此向外形成曲柄以形成用于接收驱动螺母46的上叉44。部件的上端类似地向外形成曲柄以形成支脚50可枢转地安装在其中的下叉48。驱动螺母46上的耳轴52被容纳在叉44上的槽54中，以将支腿20的上端连接到驱动螺母46(参见图6)。横穿下叉48安装的枢轴销56穿过相关联的支脚50的垂直腹板58，以将其可枢转地安装到支腿下端(参见图4和图6)。
[0027]
穿过每个支腿20的中心枢轴销60具有容纳在设置于中心支架64上的导向槽62中的外端。中心枢轴销60的内端容纳在设置于主体12的相邻端面上的相应c形凹口66中(参见图6和图7)。两个防摇撑杆组件的相应的中心托架64各自设置在主体12的一端，两个中心托架64以相同的方式滑动地附接至主体。每个托架均包括一对平行的水平向内突出的安装和导向轴72，安装和导向轴紧密地滑动配合在设置于主体12的端部中的一对轴向对齐的导向槽68,70中。安装和导向轴72的内端通过导向槽68,70伸入主体12内部。垫圈74和弹性挡圈76配合在轴72的内端周围，以夹持中心支架64，但是其可在导向槽68,70中垂直滑动(见图5、图6、图6a和7)。
[0028]
支架64的内表面具有通过机械螺钉80固定到其上的间隔件78。扭簧82安装在间隔件78上，并且具有支撑在狭槽84中的相对的臂，所述狭槽形成在防摇撑杆组件18的每个支腿20中。每个狭槽84由构成所述支腿20的每个部件中的中心弯曲部的“膝部”上毗邻的倒角部分形成。以这种方式，构成每个防摇撑杆组件的两个支腿远离彼此弹性地偏压，使得中心枢轴销60朝着中心托架导向槽62的外端以及朝着c形凹口66的侧缘的外端偏压。对抗扭簧82的偏压将给定的防摇撑杆组件18的支腿挤压到一起，这样做使每个支腿围绕驱动螺母耳轴52枢转，使得中心枢轴销60沿导向槽62向内移动。中心枢轴销的内端因此与其之前接合的c形凹口的任一侧缘脱离。包括中心支架64的整个防摇撑杆组件18然后可以向上或向下滑动，于是在释放支腿20时，中心枢轴销60可以接合在c形凹口66的其他侧缘中。因此，防摇撑杆组件18可以通过将支腿20挤压在一起而相对于主体12在两个不同的垂直位置之间移动，并且在释放腿时自动锁定在其已被移动到的位置。
[0029]
在下部位置处，防摇撑杆18的支脚50比防摇撑杆处于上部位置时更低于耦接插头壳体32。如图9和图10所示，下部位置因此更适合于陡峭弯曲(小直径，例如低至3英寸，76.2mm)的仓横截面；而上部位置更适合于较轻微弯曲的仓横截面(较大直径，例如高达12英寸，305mm)。
[0030]
中心托架64还承载用于在每端具有相反手向螺纹的导螺杆88的轴承轭86。驱动螺母46螺纹地安装在这些螺纹中的每一个上。导螺杆可以通过装配到六边形截面端部90的扳手或驱动键来转动。空心平头螺钉92包含弹簧加载的球形止动器，其可接合在导螺杆88的圆周周围的一系列凹坑94中，以防止导螺杆在冲击和振动下在支架64内旋转。由于防摇撑杆对于仓直径而言设置在适当高度处，仓与电连接器16盲配并且通过挂钩102接合。随后通
过转动导螺杆88使防摇撑杆18与仓的主体牢固接合而将驱动螺母46向外移动。防摇撑杆支腿20的上端因此被向外移动。通过中心支架狭槽52和c形导向槽66的端部，中心枢轴销60被限制以防止垂直移动和向外水平移动。因此，防摇撑杆支腿20的下端朝着仓向内移动。当防摇撑杆支腿20已经与仓牢固地接合时，中心枢轴销62不能沿着导向槽62移动，因此防摇撑杆组件被锁定以防止向上或向下滑动(视情况而定)。
[0031]
如图8所示，每个支脚50的枢轴销56承载缠绕在其周围的扭簧100。扭簧的一个分支96被限制在凹口中，所述凹口被限定在支腿20的两个部件之间，并且扭簧的另一个分支98被容纳在形成于支脚50的底部内侧的凹口中。以这种方式，每个支脚的内部部分在远离悬挂和释放单元10的主体12的方向上向下和向外弹性地偏压。当防摇撑杆支腿20如上所述与仓牢固接合时，支脚50的内部部分朝着悬挂和释放单元10的主体12向上旋转，以便预先加载扭簧100。一旦将挂钩从仓释放，扭簧100使支脚50的内部部分远离悬挂和释放单元主体12地向下和向外旋转，以“弹射”动作向仓提供弹出推动力。
[0032]
挂钩102及其锁紧机构从图2-图4中最清楚地观察到。在这些图中，挂钩被示出处于接合位置，用于接合仓的垂耳(未示出)。挂钩102安装成在枢轴104上旋转并通过扭簧106朝着脱离位置偏压。轴104还承载固定以与钩102一起旋转的凸出部108。当附接到仓的垂耳(未示出)穿过主体12中的孔110插入(其中钩102处于其脱离位置)时，垂耳的前端碰触凸出部108并推挤该凸出部，由此使钩102对抗扭簧偏压以如图2所示地顺时针旋转到所示的位置。在该位置，挂钩102通过垂耳接合，以将仓机械地联接到悬挂和释放单元10。
[0033]
主闩锁机构包括旋转螺线管114、安装到螺线管输出轴上的第一旋转臂116、两杆“下中心”连杆118、安装轴120、支重轮124以及附接成和挂钩102一起旋转的控制臂122。连杆的上端可旋转地安装在轴120上，并且支重轮124可旋转地安装在连接连杆118的两个杆的枢轴上。连杆118的上杆通过扭簧124a围绕轴120沿顺时针方向偏压。连杆118的下端可枢转地连接到控制臂122的远端。当螺线管114断电时，第一旋转臂116在逆时针方向上被弹簧偏压到如图2所示的水平静止位置。在该位置上，第一旋转臂116的右手端倚靠并支撑支重轮124，从而防止连杆118在弹簧106,124a的影响下折叠。当安全闩锁脱开时(如下面进一步描述的那样)，第一旋转臂116通过螺线管114沿顺时针方向自由地旋转。这使臂116的右手端移动使之与支重轮124脱离接合，使得连杆118自由地折叠，其上杆部分地在弹簧124a的影响下绕轴120顺时针旋转。当连杆折叠时，控制臂122部分地在弹簧106的影响下围绕轴104逆时针旋转。当连杆118已经完全折叠时，上杆达到总体上水平的定向，并且钩102完全脱离仓的垂耳，将其从孔110释放。电连接器组件16和防摇撑杆18(特别是其支脚50)为仓提供推动力，使其与悬挂和释放单元10分离，如上所述。
[0034]
安全闩锁机构包括第二旋转螺线管126、第二旋转臂128、结冰安全闩锁130和手动超控凸轮132。结冰安全闩锁130安装成用于在轴134上旋转并通过容纳在驱动槽138中的锁定销136连接到第二旋转臂128。第二旋转臂128逆时针地弹性偏压到大致垂直的静止位置，如图2所示。在该位置，第一旋转臂116的左手端的止动销140容纳在第二旋转臂128的槽口中，从而防止第一旋转臂旋转。将第二螺线管126通电使附接的第二旋转臂128顺时针旋转，从而使止动销140从槽口脱离。当第一螺线管114通电时，第一旋转臂116由此自由旋转。第二旋转臂128的顺时针旋转还经由销和槽连接件136,138使结冰安全闩锁130绕轴134逆时针旋转。这使锁定销136移动离开凸出部108的旋转路径，使得挂钩102可以自由地逆时针旋
转到其脱离位置。如果挂钩例如由于结冰已经被卡住，则将第二螺线管126断电，使锁定销136移回到凸出部108的前面。然后，如果凸出部108压靠住试图使其围绕轴134顺时针旋转的锁定销136(例如，如果冰融化而解放挂钩102)，则第二旋转臂128经由销和槽连接件136,138逆时针偏压。然而，通过销140接合在第二旋转臂槽口中防止第二旋转臂128逆时针旋转。因此，即使主闩锁机构已经充分移动使得第一旋转臂116的右端不再接合支重轮124并且连杆118已经开始折叠，挂钩102也被锁定以防止旋转并且防止其从仓垂耳脱离。另一方面，如果挂钩102适当地旋转到完全脱离的位置，则凸出部108现在位于锁定销136的顺时针方向。推动另一个仓垂耳穿过孔110将顺时针地旋转凸出部108并且逆时针旋转锁定销136，直到凸出部通过锁定销。当第二旋转臂128自由顺时针旋转时，锁定销136和结冰安全闩锁130的其余部分在该过程期间自由逆时针旋转。凸出部108的顺时针旋转还与垂耳中的挂钩102接合，并且使控制臂122和连杆118复位，使得支重轮124瞬间移位并然后被支撑靠在第一旋转臂116的右端。
[0035]
在驱动槽134a中使用螺丝刀从图2所示的位置将手动超控凸轮132逆时针旋转约90度，使第二旋转臂128略微顺时针移位，形成第二旋转臂的止动器，使得止动销140由第二旋转臂128释放。安全闩锁机构由此与主闩锁机构断开连接，但是结冰安全闩锁130保持有效。因为在销和槽连接件136,138内提供的一定程度的无效运动，这是有帮助的，由此当设置超控凸轮132时引起的第二臂128的轻微顺时针旋转导致锁定销136具有很少的逆时针旋转或并不逆时针旋转。限位开关136a、138a被设置为感测挂钩102组件和第二旋转臂128的位置。

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