CN102381474B - 机翼挥舞运动的同步锁放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种机翼挥舞运动的同步锁放装置，包括与机翼挥舞铰固连的挥舞结构和与机翼旋转主轴固连的锁放结构，锁放结构包括锁定夹、质量块、滑动限位台、滑杆、转动块和传动杆，滑动限位台为平台结构，平台底面有两块卡块，两块卡块之间形成“八”字形的卡槽，卡槽最小宽度不大于减摆轴直径，转动块、传动杆和滑动限位台形成铰链连杆机构，滑杆穿过滑动限位台的轴承通孔与锁定夹固定连接，作为滑动限位台的运动导向轴，滑动限位台外侧的滑杆上套有弹簧，弹簧两端分别与滑动限位台和滑杆端部凸起固定连接，且弹簧始终处于压缩状态。本发明克服了当两个质量块的离心力不同时，机翼挥舞运动锁定过程不同步而导致飞机运动不稳定的问题。

Description

机翼挥舞运动的同步锁放装置

技术领域

本发明涉及一种锁放装置，具体为机翼挥舞运动的同步锁放装置。

背景技术

旋转机翼飞机是一种新概念飞行器，兼具直升机的垂直起降性能和固定翼飞机的高度巡航性能。为了同时具有直升机和固定翼飞机的优势，旋转机翼飞机被设计为具有两种飞行模式，即旋翼模式和固定翼模式。在起飞和降落阶段，采用旋翼飞行模式，机翼高速旋转并做周期性挥舞运动；在巡航和任务阶段，采用固定翼飞行模式。旋转机翼飞机在以旋翼模式起飞后，要求在较短的时间内降低机翼的转速，并在降低机翼转速过程中将机翼的挥舞自由度锁定，之后机翼固定在一个指定位置，旋转机翼飞机采用固定翼飞行模式；在降落阶段，旋转机翼飞机从固定翼模式飞行转为旋翼模式飞行，随着机翼加速旋转，将机翼的挥舞自由度释放，旋转机翼飞机以旋翼模式垂直降落。

在申请号为201110007184.0的发明专利申请《一种旋转机翼飞机的机翼挥舞锁放装置》中提出了一种机翼挥舞运动的锁放装置，该装置主要存在的问题是两个质量块是分别通过拉爪控制横轴的左右摆动运动，当两个质量块出现加工误差，导致质量不相同，或者连杆长度不同等情况时，都会导致两个质量块的离心力不同，从而使得拉爪不同步运动，无法实现稳定的机翼挥舞运动锁定过程。

发明内容

要解决的技术问题

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种机翼挥舞运动的同步锁放装置。

技术方案

本发明的技术方案为：

所述一种机翼挥舞运动的同步锁放装置，包括与机翼挥舞铰固连的挥舞结构和与机翼旋转主轴固连的锁放结构；挥舞结构包括两片板状支架和一根减摆轴，两片板状支架对称固定安装在机翼挥舞铰的两侧，减摆轴两端分别与两片板状支架固连，并位于机翼挥舞铰的上方，减摆轴中心轴线垂直于板状支架平面，且减摆轴中心轴线平行于机翼挥舞铰铰链轴中心轴线；锁放结构包括锁定夹和质量块，锁定夹为带有横向深槽的“凹”型结构，锁定夹固定在机翼旋转主轴顶端，且锁定夹底面的横向对称中线与机翼旋转主轴中心轴线垂直相交，并与机翼挥舞铰铰链轴中心轴线垂直；

其特征在于：锁放结构还包括滑动限位台、滑杆、转动块和传动杆；滑动限位台主体为平台结构，平台底面中部有两块相同的卡块，两块卡块之间形成近似为“八”字形的卡槽，卡槽最小宽度不大于减摆轴直径，在平台上还开有轴承通孔；锁定夹端部凸起上安装有横跨横向深槽的销轴，销轴与转动块转动连接，转动块一端与质量块通过连杆固定连接，转动块、传动杆和滑动限位台形成铰链连杆机构，使得当质量块带动转动块向锁定夹外侧转动时，滑动限位台作抬升运动，远离锁定夹；滑杆穿过滑动限位台的轴承通孔与锁定夹固定连接，作为滑动限位台的运动导向轴，滑杆与滑动限位台间隙配合；滑动限位台外侧的滑杆上套有弹簧，弹簧两端分别与滑动限位台和滑杆端部凸起固定连接，且弹簧始终处于压缩状态；滑动限位台的卡槽的对称平面过机翼挥舞铰铰链轴中心轴线；减摆轴处于滑动限位台与锁定夹之间的摆动空间内。

所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：板状支架上有两个用于与机翼挥舞铰固连的安装孔和一个用于与减摆轴固连的连接孔，该三孔的中心轴线均垂直于板状支架平面，且三孔的孔心形成等腰三角形，该等腰三角形以与减摆轴固连的连接孔孔心为顶点，且该等腰三角形底边中线所在直线与机翼挥舞铰铰链轴的中心轴线垂直相交，当机翼停止挥舞时，该等腰三角形底边中线所在直线与机翼旋转主轴中心轴线平行。

所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：在滑动限位台的轴承通孔中固定有滑动轴承，滑动轴承中心有轴向的通孔，滑杆穿过滑动轴承中心通孔与锁定夹固定连接，滑杆与滑动轴承间隙配合；滑动轴承外侧的滑杆上套有弹簧，弹簧两端分别与滑动轴承和滑杆端部凸起固定连接。

所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：在锁定夹横向深槽内固定有底座，底座上有垂直于底座平面的圆柱结构，圆柱结构端面有螺纹孔，用于与滑杆一端螺纹固定连接。

有益效果

本发明仍然是通过质量块在旋转过程中受到离心力作用，以离心力作为驱动力实现对机翼挥舞运动的释放。但本发明不同于现有技术的是：本发明没有直接通过转动块在扭簧作用下的转动运动对减摆杆进行锁定，而是弹簧控制滑动限位台运动，通过滑动限位台上的“八”字形卡槽对减摆杆进行锁定，克服了现有技术中当两个质量块的离心力不同时，机翼挥舞运动锁定过程不同步而导致飞机运动不稳定的问题；同时机翼挥舞运动释放过程也不会存在释放不同步而出现的运动不稳定问题。

附图说明

图1：本发明锁定状态的结构示意图；

图2：本发明解锁状态的结构示意图；

图3：底座、滑杆、滑动限位台、滑动轴承和弹簧的结构示意图；

图4：转动块、连杆和质量块的结构示意图；

图5：锁定夹的结构示意图；

图6：底座的结构示意图；

图7：转动块的结构示意图；

图8：滑动限位台的结构示意图；

图9：滑动轴承的结构示意图；

其中：1、锁定夹；2、底座；3、转动块；4、连杆；5、质量块；6、滑动限位台；7、滑动轴承；8、传动杆；9、弹簧；10、滑杆；11、深沟球轴承；12、销轴；13、减摆轴；14、板状支架；15、销子。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

实施例：

本实施例用于旋转机翼飞机飞行模式转换过程中，对机翼挥舞运动的锁定或释放。

参照附图1和附图2，所述机翼挥舞运动的同步锁放装置包括与机翼挥舞铰固连的挥舞结构和与机翼旋转主轴固连的锁放结构。

挥舞结构包括两片板状支架14和一根减摆轴13，两片板状支架对称固定安装在机翼挥舞铰的两侧，减摆轴两端分别与两片板状支架固连，并位于机翼挥舞铰的上方，减摆轴中心轴线垂直于板状支架平面，且减摆轴中心轴线平行于机翼挥舞铰铰链轴中心轴线。作为进一步的优化方案，本实施例中板状支架上开有两个用于与机翼挥舞铰固连的安装孔和一个用于与减摆轴固连的连接孔，该三孔的中心轴线均垂直于板状支架平面，且三孔的孔心形成等腰三角形，该等腰三角形以与减摆轴固连的连接孔孔心为顶点，且该等腰三角形底边中线所在直线与机翼挥舞铰铰链轴的中心轴线垂直相交，当机翼停止挥舞时，该等腰三角形底边中线所在直线与机翼旋转主轴中心轴线平行。通过该挥舞结构，将机翼的挥舞运动传递到减摆轴上，使减摆轴随机翼的挥舞运动而同步摆动。

锁放结构包括有锁定夹1、质量块5、滑动限位台6、滑杆10、转动块3和传动杆8。

参照附图8，滑动限位台主体为平台结构，平台底面中部有两块相同的卡块，两块卡块之间形成近似为“八”字形的卡槽，卡槽最小宽度等于减摆轴直径，在平台上还开有轴承通孔。滑动限位台上的卡槽是对减摆轴进行锁放操作的主要装置，所以只需要实现对滑动限位台抬升运动和下降运动的控制，就可以实现对减摆轴进行锁放操作。在机翼挥舞运动释放过程中，本发明与现有技术相同，也是以质量块受到的离心力作为控制力，但相比于现有技术，本发明采用单个质量块就可以实现对滑动限位台运动的控制，只是为了降低可能影响飞行稳定性的陀螺力矩，增大飞机运动的稳定性，在实施例中还是采用了与现有技术中相同的锁定夹，并采用了对称安装的两个质量块。

参照附图5，锁定夹为带有横向深槽的“凹”型结构，锁定夹固定在机翼旋转主轴顶端，且锁定夹底面的横向对称中线与机翼旋转主轴中心轴线垂直相交，并与机翼挥舞铰铰链轴中心轴线垂直。参照附图1和附图2，在锁定夹两端凸起上安装有横跨横向深槽的销轴12，销轴与锁定夹通过深沟球轴承11转动连接，在销轴上还套有转动块，销轴与转动块转动配合。参照附图4，转动块一端与质量块通过连杆4固定连接，转动块、传动杆和滑动限位台形成铰链连杆机构，使得当质量块受离心力作用，带动转动块向锁定夹外侧转动时，铰链连杆机构会传动使滑动限位台作抬升运动，远离锁定夹，将减摆轴释放。本实施例中采用的是两组相对机翼旋转主轴中心轴线和机翼挥舞铰铰链轴对称的铰链连杆机构，两个质量块在离心力作用下能够同步带动滑动限位台移动。

参照附图1、附图2和附图3，为了使滑动限位台稳定运动，装置中采用滑杆10作为滑动限位台的运动导向轴，滑杆穿过滑动限位台的轴承通孔，一端与锁定夹固定连接，滑杆与滑动限位台间隙配合。但为了保证整个装置高速旋转过程中，滑杆自身的稳定性，实施例中增加了底座2，底座自身采用沉头螺栓与锁定夹固定，在底座两端有垂直于底座平面的圆柱结构，圆柱结构端面有螺纹孔，滑杆***螺纹孔内与底座螺纹固定连接；滑杆与滑动限位台之间也增加了滑动轴承7，滑动轴承中心有轴向的通孔，滑动轴承***滑动限位台的轴承通孔，并与滑动限位台螺栓固定连接，滑杆穿过滑动轴承中心通孔与底座固定连接，且滑杆与滑动轴承间隙配合。在滑动轴承外侧的滑杆上套有弹簧9，弹簧两端分别与滑动轴承和滑杆端部凸起固定连接，，且弹簧始终处于压缩状态。

整套装置在机翼挥舞铰和机翼旋转主轴上安装好后，滑动限位台与锁定夹之间形成摆动空间，减摆轴就处于摆动空间中，滑动限位台下方卡槽的对称平面过机翼挥舞铰铰链轴中心轴线，这样使得当卡槽将减摆轴固定时，机翼平面垂直于机翼旋转主轴中心轴线。

本装置的锁放过程由机翼旋转主轴的转速决定，当本装置随机翼旋转主轴转动达到一定转速时，质量块在离心力作用下向锁定夹外侧运动，带动转动块绕销轴转动，通过传动杆推动滑动限位台克服弹簧压力沿滑杆向远离锁定夹方向运动，从而将减摆轴释放，达到机翼挥舞运动解锁状态；当转速降低，质量块受到离心力不足以克服弹簧压力时，滑动限位台在弹簧作用下沿滑杆向靠经锁定夹方向运动，从而卡槽将减摆轴锁定，达到机翼挥舞运动锁定状态。

Claims (4)

1.一种机翼挥舞运动的同步锁放装置，包括与机翼挥舞铰固连的挥舞结构和与机翼旋转主轴固连的锁放结构；挥舞结构包括两片板状支架(14)和一根减摆轴(13)，两片板状支架对称固定安装在机翼挥舞铰的两侧，减摆轴两端分别与两片板状支架固连，并位于机翼挥舞铰的上方，减摆轴中心轴线垂直于板状支架平面，且减摆轴中心轴线平行于机翼挥舞铰铰链轴中心轴线；锁放结构包括锁定夹(1)和质量块(5)，锁定夹为带有横向深槽的“凹”型结构，锁定夹固定在机翼旋转主轴顶端，且锁定夹底面的横向对称中线与机翼旋转主轴中心轴线垂直相交，并与机翼挥舞铰铰链轴中心轴线垂直；

其特征在于：锁放结构还包括滑动限位台(6)、滑杆(10)、转动块(3)和传动杆(8)；滑动限位台主体为平台结构，平台底面中部有两块相同的卡块，两块卡块之间形成近似为“八”字形的卡槽，卡槽最小宽度不大于减摆轴直径，在平台上还开有轴承通孔；锁定夹端部凸起上安装有横跨横向深槽的销轴(12)，销轴与转动块转动连接，转动块一端与质量块通过连杆(4)固定连接，转动块、传动杆和滑动限位台形成铰链连杆机构，使得当质量块带动转动块向锁定夹外侧转动时，滑动限位台作抬升运动，远离锁定夹；滑杆穿过滑动限位台的轴承通孔与锁定夹固定连接，作为滑动限位台的运动导向轴，滑杆与滑动限位台间隙配合；滑动限位台外侧的滑杆上套有弹簧(9)，弹簧两端分别与滑动限位台和滑杆端部凸起固定连接，且弹簧始终处于压缩状态；滑动限位台的卡槽的对称平面过机翼挥舞铰铰链轴中心轴线；减摆轴处于滑动限位台与锁定夹之间的摆动空间内。

2.根据权利要求1所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：板状支架上有两个用于与机翼挥舞铰固连的安装孔和一个用于与减摆轴固连的连接孔，该三孔的中心轴线均垂直于板状支架平面，且三孔的孔心形成等腰三角形，该等腰三角形以与减摆轴固连的连接孔孔心为顶点，且该等腰三角形底边中线所在直线与机翼挥舞铰铰链轴的中心轴线垂直相交，当机翼停止挥舞时，该等腰三角形底边中线所在直线与机翼旋转主轴中心轴线平行。

3.根据权利要求2所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：在滑动限位台的轴承通孔中固定有滑动轴承(7)，滑动轴承中心有轴向的通孔，滑杆穿过滑动轴承中心通孔与锁定夹固定连接，滑杆与滑动轴承间隙配合；滑动轴承外侧的滑杆上套有弹簧，弹簧两端分别与滑动轴承和滑杆端部凸起固定连接。

4.根据权利要求2或3所述的机翼挥舞运动的同步锁放装置，其特征在于：在锁定夹横向深槽内固定有底座(2)，底座上有垂直于底座平面的圆柱结构，圆柱结构端面有螺纹孔，用于与滑杆一端螺纹固定连接。

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