一种飞行器舱门锁机构的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种飞行器舱门锁机构，包括第一端盖、作动筒、第二端盖、活塞杆、锁钩、弹簧。本发明中，通过将锁钩铰接于作动筒上，并使得锁钩的一端与作动筒中的活塞杆连接，锁钩的另一端与舱门锁环挂接，当给作动筒充气使得活塞移动，即可带动锁钩动作，实现舱门的解锁；而当作动筒中的气体排出后，锁钩又在活塞的带动下动作，实现舱门的锁定。该结构简化了传统锁结构的锁定原理，减小了锁结构的体积，适用于对小布局空间要求高的小型飞行器。
【专利说明】一种飞行器舱门锁机构
【技术领域】
[0001]本发明属于小型飞行器机构设计【技术领域】，具体地，涉及一种飞行器舱门锁机构。
【背景技术】
[0002]可重复使用小型飞行器是一种具有长期在轨飞行、大范围轨道机动能力的可重复使用的小型飞行器平台。可重复使用小型飞行器依托运载火箭垂直发射入轨，采用无动力水平着陆的飞行模式，可执行空间往返运输、长期在轨驻留与自主机动作战、在轨支持与服务、天对地打击、快速空间响应等空间攻防对抗军事任务和航天运输民用任务。
[0003]对于可重复使用的小型飞行器而言，返回着陆时需要设计有起落架系统，包括起落架舱门收放机构及起落架结构产品，首先由起落架舱门收放机构将舱门打开才能实现起落架放下功能。舱门上位锁和起落架上位锁是舱门收放机构和起落架收放机构的重要功能部件，飞行器在发射、在轨运行阶段，舱门锁将舱门结构和起落架结构锁定在收上位置以保证飞行器的正常飞行，飞行器着陆返回时，打开起落架舱门上位锁及起落架上位锁将起落架舱门及起落架放下。
[0004]小型飞行器，由于空间紧张，对起落架系统的小型化设计提出了更高的要求。传统的上位锁机构，通过一个中间传动件实现对上位锁锁定位置的锁定，增加了锁机构的体积，研制出一种小型化的锁机构具有很重要的工程价值。
【发明内容】
[0005]本发明的技术解决问题是:针对现有技术的不足，提供一种原理简单的飞行器舱门锁机构，以减少普通上位锁机构的传动组件。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案包括:
[0007]一种飞行器舱门锁机构，包括第一端盖、作动筒、第二端盖、活塞杆、锁钩、弹簧，其中，作动筒安装于飞行器机身结构上，作动筒具有中空内腔，并具有作为进气端的第一开口端和第二开口端；第一端盖螺纹连接于作动筒的第一开口端，并且第一端盖上具有与作动筒的中空内腔连通的气体出入口，气体出入口与外部的供气管路连接；第二端盖螺纹连接于作动筒的第二开口端上，并且第二端盖上具有中心圆孔；活塞杆的第一端位于作动筒的中空内腔中，其第二端自作动筒的第二开口端穿过第二端盖上的中心圆孔伸出；弹簧套装在活塞杆上，并且在弹簧的自然状态下，弹簧的一端与活塞杆的第一端接触，弹簧的另一端与第二端盖接触；锁钩铰接在作动筒上，并且，锁钩的第一端与活塞杆的第二端连接，锁钩的第二端为挂钩，用于与舱门锁环挂接，并且挂钩上的载荷承载方向和活塞杆的运动方向分别位于锁钩与作动筒的铰接点的两侧。
[0008]进一步地，作动筒上设置有锁钩连接件，锁钩连接件上设置有第一连接孔，锁钩上相应地设置有第二连接孔，锁钩通过穿设于第一连接孔和第二连接孔的螺栓铰接；活塞杆的第二端上具有传动凸台，锁钩的第一端具有U形卡槽，当安装到位时，传动凸台装配于U形卡槽中。
[0009]进一步地，作动筒的两侧各设置有两个连接耳片，每个连接耳片上都设置有连接孔，作动筒通过穿设于各个连接孔中的螺钉固定至飞行器机身结构。
[0010]本发明与现有技术相比的有益效果在于:
[0011]本发明中提出的飞行器舱门锁机构，通过将锁钩铰接于作动筒上，并使得锁钩的一端与作动筒中的活塞杆连接，锁钩的另一端与舱门锁环挂接，当给作动筒充气使得活塞移动，即可带动锁钩动作，实现舱门的解锁；而当作动筒中的气体排出后，锁钩又在活塞的带动下动作，实现舱门的锁定。该结构简化了传统锁结构的锁定原理，减小了锁结构的体积，适用于对小布局空间要求高的小型飞行器。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为根据本发明的锁机构的总体结构示意图，图中的锁机构处于锁定状态；
[0013]图2a为图1中的锁机构的A-A向剖视图，图2b为图2a的分解示意图；
[0014]图3a和图3b分别为根据本发明的锁机构开锁状态时的整体示意图和B-B向剖视图；
[0015]图4为根据本发明的锁机构锁定状态时的工作原理示意图；
[0016]图5为根据本发明的锁机构解锁状态时的工作原理示意图；
[0017]图6为根据本发明的作动筒的示意图；
[0018]图7为根据本发明的第二端盖的示意图；
[0019]图8为根据本发明的活塞杆的示意图；
[0020]图9为根据本发明的锁钩的示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的飞行器舱门锁机构做进一步详细的说明。
[0022]首先需要说明的是，本发明的飞行器舱门锁机构不局限于飞行器舱门的锁定，还适用于起落架等类似结构的锁定。
[0023]本发明提出了一种适用于小型飞行器狭小空间布局的起落架舱门及起落架上位锁机构方案。本方案简化了上位锁的锁定原理，减小了锁定机构的体积。本方案中的上位锁结构在锁定状态下，通过外部承载(即通过舱门锁环传递的舱门重量)向锁钩施加一个载荷力矩，同时通过第一端盖给作动筒活塞杆施加一个作用力，从而将锁钩限定在锁定位置。开锁时，冷气系统压力推动作动筒活塞杆向锁钩施加一个开锁力矩，锁钩旋转一定角度，实现锁机构对起落架舱门和起落架的解锁，将起落架舱门及起落架结构件放下。放下到位后，作动筒内置弹簧将作动筒活塞杆恢复到初始位置，带动锁钩回到锁定位置。
[0024]如图1-图9所示，根据本发明的飞行器舱门锁机构，包括第一端盖、作动筒、第二端盖、活塞杆、锁钩、弹簧。其中，作动筒2安装于飞行器机身结构上，作动筒2具有中空内腔201，并具有作为进气端的第一开口端和第二开口端；第一端盖I螺纹连接于作动筒2的第一开口端，并且第一端盖I上具有与作动筒2的中空内腔201连通的气体出入口 101，气体出入口 101与外部的供气管路连接；第二端盖3螺纹连接于作动筒2的第二开口端上，并且第二端盖3上具有中心圆孔301 ;活塞杆4的第一端位于作动筒2的中空内腔201中，其第二端自作动筒2的第二开口端穿过第二端盖3上的中心圆孔301伸出；弹簧6套装在活塞杆4上，并且在弹簧6的自然状态下，弹簧6的一端与活塞杆4的第一端接触，弹簧6的另一端与第二端盖3接触；锁钩5铰接在作动筒2上，并且，锁钩5的第一端与活塞杆4的第二端连接，锁钩5的第二端为挂钩，用于与舱门锁环挂接，并且挂钩上的载荷承载方向和活塞杆的运动方向分别位于锁钩与作动筒2的铰接点的两侧。
[0025]本发明中，作动筒2通过紧固件与机身结构连接，锁钩5与起落架或舱门结构锁环配合将起落架或舱门结构限定在上锁状态。
[0026]具体地，如图所示，作动筒2上设置有锁钩连接件202，锁钩连接件202上设置有第一连接孔203，锁钩5上相应地设置有第二连接孔501，锁钩5通过穿设于第一连接孔203和第二连接孔501的螺栓铰接；活塞杆4的第二端上具有传动凸台401，锁钩5的第一端具有U形卡槽，当安装到位时，传动凸台401装配于U形卡槽中。作动筒2的两侧各设置有两个连接耳片204，每个连接耳片204上都设置有连接孔，作动筒2通过穿设于各个连接孔中的螺钉固定至飞行器机身结构。
[0027]在本发明中，为了实现锁机构的锁定功能，需要保证锁钩能够挂钩到舱门锁环，为此，要求施加在挂钩上的载荷承载方向与活塞杆的运动方向分别位于锁钩与作动筒的铰接点的两侧。
[0028]图1和图2a、图2b为本发明的锁机构的锁定状态示意图。起落架或舱门载荷通过锁钩5传递至活塞杆4，活塞杆4承受压力载荷，活塞杆4将压力载荷接着传递至作动筒外筒，通过作动筒外筒实现活塞杆的限位，从而将起落架或舱门载荷限制在锁定状态。
[0029]图3a和图3b为锁机构的开锁状态示意图。开锁时，高压气体从第一端盖I进入作动筒2，推动活塞杆4，高压气体推动活塞杆4时压缩作动筒内的弹簧6，最终实现锁机构的解锁。当需要锁定时，首先将作动筒气腔内的高压气体排出，作动筒活塞杆4在内置弹簧6的作用下恢复到锁定状态。
[0030]图4为锁机构在锁定状态的工作原理图，铰支点I为锁钩与锁钩连接件的连接点，为铰接形式，铰支点2为活塞杆与锁钩的连接点，活塞杆端头设计一个传动凸台，传动凸台与锁钩上的U形卡槽相配合。为了实现锁机构的锁定，在本发明中，将锁钩的载荷承载点布置在铰支点I左侧，锁钩载荷相对于铰支点I产生一个逆时针力矩，作动筒向活塞杆产生一个向右的限制力，产生一个顺时针的力矩，两个力矩平衡将锁保持在锁定状态。同时，如图2a和图2b所示，在锁定状态下，弹簧6处于自然状态，其两端分别与活塞杆的第一端和第二端盖接触；并且活塞杆的第一端抵接第一端盖。
[0031]图5为锁机构在开锁状态的工作原理示意图。开锁时，活塞杆在高压气体的推动作用下向下移动，带动锁钩绕铰支点I顺时针方向旋转直至离开舱门锁环，实现解锁，此时，内置弹簧6处于压缩状态。
[0032]在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。
[0033]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种飞行器舱门锁机构，其特征在于，包括第一端盖(I)、作动筒(2)、第二端盖(3)、活塞杆(4)、锁钩(5)、弹簧￠)，其中， 作动筒(2)安装于飞行器机身结构上，作动筒(2)具有中空内腔(201)，并具有作为进气端的第一开口端和第二开口端； 第一端盖(I)螺纹连接于作动筒(2)的第一开口端,并且第一端盖(I)上具有与作动筒(2)的中空内腔(201)连通的气体出入口(101)，气体出入口(101)与外部的供气管路连接; 第二端盖(3)螺纹连接于作动筒(2)的第二开口端上，并且第二端盖(3)上具有中心圆孔(301)； 活塞杆(4)的第一端位于作动筒(2)的中空内腔(201)中，其第二端自作动筒(2)的第二开口端穿过第二端盖(3)上的中心圆孔(301)伸出； 弹簧(6)套装在活塞杆(4)上，并且在弹簧(6)的自然状态下，弹簧￠)的一端与活塞杆(4)的第一端接触，弹簧￠)的另一端与第二端盖(3)接触； 锁钩(5)铰接在作动筒(2)上，并且，锁钩(5)的第一端与活塞杆(4)的第二端连接，锁钩(5)的第二端为挂钩，用于与舱门锁环挂接，并且挂钩上的载荷承载方向和活塞杆的运动方向分别位于锁钩与作动筒(2)的铰接点的两侧。
2.根据权利要求1所述的飞行器舱门锁机构，其特征在于， 作动筒⑵上设置有锁钩连接件(202)，锁钩连接件(202)上设置有第一连接孔(203)，锁钩(5)上相应地设置有第二连接孔(501)，锁钩(5)通过穿设于第一连接孔(203)和第二连接孔(501)的螺栓铰接； 活塞杆(4)的第二端上具有传动凸台(401)，锁钩(5)的第一端具有U形卡槽(502)，当安装到位时，传动凸台(401)装配于U形卡槽中。
3.根据权利要求1所述的飞行器舱门锁机构，其特征在于，作动筒(2)的两侧各设置有两个连接耳片(204)，每个连接耳片(204)上都设置有连接孔，作动筒(2)通过穿设于各个连接孔中的螺钉固定至飞行器机身结构。
【文档编号】B64C25/16GK104309799SQ201410557167
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】王涛, 王悦, 张涛, 张庆利, 孔文秦, 徐方舟, 姚世东, 朱永贵, 彭波, 贾磊, 穆星科, 石小亮, 宋春雨 申请人:中国运载火箭技术研究院