一种锁定机构及具有该锁定机构的折叠翼面的制作方法

本发明属于飞行器设计技术领域，具体涉及可折叠翼面结构设计，特别是涉及一种可折叠翼面及其到位锁定机构。

背景技术：

折叠翼能够缩小飞行器的径向尺寸，减小贮存或发射装置的体积，方便在运输或发射，从而增加运输车辆或舰艇的运载能力。折叠翼展开锁定机构的作用是使翼面在飞行器使用前折叠，发射后或在飞行过程中根据需要在驱动力的作用下，自动展开并可靠锁定。

现有折叠翼面的外形保持，主要依靠展开到位后弹簧推动锁销入孔实现。在未到位状态下，锁销需约束至折叠分界面以内，确保翼面顺利展开。常规的折叠翼面多采取锁销运动轴线与折叠转轴垂直的展向锁定形式，并利用折叠分界面实现对锁销的约束。该方式锁销行程占用了较大展向布局空间，使得锁定机构占据的空间较大，不能适应小展向空间内布置锁定机构的需求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种锁定机构及具有该锁定机构的折叠翼面，以减小锁定机构本身体积及其占用的展向布局空间。

根据本发明的第一个方面，一种锁定机构，包括第一部件、第二部件以及锁定装置，所述第一部件与所述第二部件通过枢轴连接，使得所述第二部件能够绕所述枢轴，进而相对所述第一部件旋转处于不同位置，该不同位置至少包括展开位置和折叠位置，所述锁定装置至少用于将所述第二部件锁定在所述展开位置；所述锁定装置包括：

可伸缩的锁定销，该锁定销设置在所述第一部件中；

锁定孔，设置在所述第二部件中；

释放机构，该释放机构设置在所述第一部件中，当所述第二部件处于展开位置时，该释放机构被触发，并驱动所述锁定销伸出并进入所述锁定孔，以将所述第二部件相对于所述第一部件沿所述枢轴旋转方向锁定；以及

触发机构，该触发机构设置在第二部件上，用于在所述第二部件处于展开位置时触发所述释放机构；

其中，所述锁定销、所述锁定孔的中心轴线共线，且二者的中心轴线与所述枢轴的中心轴线平行设置。

由此，本发明通过将锁定销、锁定孔的中心轴线设置为与折叠枢轴的中心轴线平行，使得锁定销的锁定行程不占用展向布局空间，其锁定销行程设置自由度更大，与现有技术相比，锁定装置占据的空间设计灵活，能够适应小展向空间内布置锁定装置的需求。

根据本发明第一方面另外的实施例，所述第二部件固定连接有连接件，该连接件与所述第一部件通过枢轴连接，所述锁定孔设置在该连接件上。

由此，利用与第二部件固定连接的连接件与锁定销构成锁定装置，降低了对第二部件的直接磨损，在后期维护及部件维修时，可能只需要替换或维修连接件，而非整体替换第二部件，降低了产品使用维护成本。

根据本发明第一方面另外的实施例，所述释放机构包括：

第一弹性件，用于向所述锁定销施加弹性力，在所述锁定销处于自由状态下时，该弹性力驱动锁定销进入所述锁定孔；

保险销，其可脱离地与所述锁定销耦合，当其与所述锁定销耦合时，所述锁定销处于约束状态；当其与所述锁定销脱离耦合时，所述锁定销处于自由状态；当所述释放机构被触发时，所述保险销与所述锁定销脱离耦合。

进一步地，所述释放机构还包括：一杠杆，该杠杆中部通过一旋转轴安装在所述第一部件上，其第一端与所述保险销连接，第二端为触发端，在所述第二部件处于展开位置时，所述触发机构向该触发端施加作用力，以使所述保险销与所述锁定销脱离耦合。

进一步地，所述释放机构还包括：第二弹性件，该弹性件用于向所述杠杆的施加作用力，以使杠杆产生转矩，该转矩方向与所述保险销耦合所述锁定销时的移动方向一致。

由此，本发明采用杠杆原理，利用弹性力，例如扭簧提供的弹性力，作为提供持续的约束力，通过保险销伸入锁定销的凹槽或孔内，实现锁定销不凸出两部件分界面的约束。在杠杆受到在展开力驱动的触发机构的推动作用时，克服弹性件提供的约束力，使杠杆绕杠杆转轴旋转，解除保险销对锁定销的约束，锁定销伸出进入两部件分界面，进而进入锁定孔，实现部件展开到位的锁定。

进一步地，所述杠杆的第一端设有横向条形孔，所述保险销连接端设有横向延伸的转轴，该转轴活动地配合在所述条形孔中。

由此，采用具有活动余量的条形孔与销转轴配合，防止机构卡死现象的发生。同时，降低了杠杆、保险销以及锁定销的加工及配合精度要求。

进一步地，所述第一部件的分界面侧设有安装槽，所述释放机构布置在该安装槽中，并通过一盖板覆盖，该盖板上设有供触发机构穿过的通孔。

由此，与大多数在折叠状态下就裸露在飞行器外部的锁定机构相比，本发明将占锁定装置大部分体积的释放机构封闭在部件本体中，从而减小了对飞行器整体的气动性能，避免影响飞行器的飞行稳定性。

同时，由于释放机构封闭在部件本体内，避免对飞行器外部形状产生影响，降低了飞行器的贮存或发射装置的结构设计难度，减小了飞行器在贮存或运输过程中的空间占用。

根据本发明第一方面另外的实施例，还包括解锁装置，在所述第二部件锁定在所述展开位置的状态下，通过操作该解锁装置，驱动所述锁定销缩回并退出所述锁定孔。

根据本发明第一方面另外的实施例，所述触发机构包括成型在所述第二部件上的突柱或可拆卸连接在所述第二部件上的销或螺杆。

根据本发明的第二方面，一种折叠翼面，该折叠翼面包括根据上述方面中的所述锁定机构，其中，所述第一部件为折叠翼面的内翼，所述第二部件为折叠翼面的外翼，所述锁定机构在所述外翼展开到位时，将所述外翼相对所述内翼锁定。

通过采用上述技术方案，本发明提供的锁定机构及其应用的折叠翼面能够实现翼面展开到位前对锁定销的可靠约束，展开到位后触发锁销可靠锁定的功能，并且锁定装置占用翼面展向空间小，能够更大限度地节省展向布局空间，结构简单，通用性好。

附图说明

图1为根据本发明实施例的折叠翼面展开到位状态示意图；其中，(a)为侧面视图，(b)为正面视图；

图2为根据本发明实施例的折叠翼面折叠状态示意图；

图3为图1(b)所示正面视图的局部剖视结构示意图，局部剖视部分用于示意性地表示锁定装置的结构；

图4为根据本发明实施例的锁定装置结构示意图；其中，(a)示意性地表示释放机构未被触发，锁定装置未锁定的状态，(b)示意性地表示释放机构被触发，锁定装置处于锁定状态；

图5为根据本发明实施例的内翼整体结构示意图；其中，(a)为内翼立体图，(b)为内翼局部剖视图，局部剖视部分用于示意性地表示内翼中的安装槽结构；

图6为根据本发明实施例的杠杆扭簧结构示意图；

图7为根据本发明实施例的连接件的结构示意图。

具体实施方式

以下，与附图一起示意性地描述用于实施本发明相关的锁定机构及折叠翼面的结构。以下示意性的实施方式是为了使本领域技术人员理解本发明变得更容易，而不是为了限定本发明所进行的解释。本发明在不脱离其整体构思的状况下，可以对以下的实施方式进行替换和/或改进。

图1示出了第一部件3、第二部件1通过锁定装置锁定在展开到位状态的结构示意图。根据本发明的实施例，第一部件3与第二部件1通过枢轴连接，使得第二部件1能够绕枢轴旋转，进而使得第二部件1能够相对第一部件3处于不同位置。

本发明以下描述中的“轴向”指与所述枢轴轴线方向一致的方向。

例如，所述第一部件3可以构造为折叠翼面的内翼3，第二部件1相应地构造为折叠翼面的外翼1。该折叠翼面可以用于例如舰载机、无人机、导弹、火箭等带有可折叠翼面的飞行器。此外，本领域技术人员可以理解，所述第一部件、第二部件也可以其他通过旋转轴连接，从而能够实现折叠和展开的任意装置，尤其是板件。

以下为方便表述，以第一部件3为折叠翼面的内翼3，第二部件1为折叠翼面的外翼1为例，对锁定机构进行具体描述。本领域技术人员可以理解，尽管以下内容以“内翼”、“外翼”表述，但其含义并限于折叠翼面的内翼和外翼，应当将其理解为前述的第一部件、第二部件，即任何通过旋转轴连接，从而能够实现折叠和展开的装置，尤其是板件。

外翼1能够相对于内翼3绕枢轴旋转，从而形成折叠翼面的展开状态(如图1所示状态)和折叠状态(如图3所示)。本领域技术人员可以理解，图3所示的折叠状态可以是折叠翼面的最终折叠状态，也可以是在向该最终折叠状态运动过程中的中间状态。

锁定装置至少用于将外翼1锁定在图1所示的展开状态，在该展开状态下，外翼1绕枢轴相对内翼3的旋转通过锁定装置被锁止，外翼1与内翼3连接为一个整体翼面。

可以理解的是，根据折叠翼面的具体结构、尺寸等不同情况，内翼3与外翼1可以通过一个或多个上述锁定装置实现外翼1的展开状态锁定。

图3示出了折叠翼面的局部剖视结构示意图，该局部剖视部分用于示意性地表示锁定装置的结构。如图3所示，该锁定装置包括一可伸缩的锁定销6，该锁定销6设置在内翼3中；锁定孔21，设置在所述外翼1中。上述的“可伸缩”表示锁定销沿某一预定方向进行线性地进退。

根据本发明的一实施例，外翼1固定连接有连接件2，该连接件2与内翼3通过枢轴连接，例如连接件2、内翼3上分别设有轴孔，并通过一转轴穿设在轴孔中实现连接件2与内翼3枢轴连接。在该实施例中，所述锁定孔21设置在该连接件2上。

参照图7，该图示例性地表示了连接件2的一个例子。如图所示，该示例中，连接件2一端设有用于夹持外翼1板面的一对平行连接板23，连接板23上设有安装孔24，用于通过螺栓等与外翼1固定连接。连接件2另一端20外侧设有轴向延伸的轴孔22。该另一端设置所述锁定孔21，该锁定孔21的轴向方向与轴孔22轴向方向大致平行。

由此，利用与外翼1固定连接的连接件2与锁定销构成锁定装置，降低了频繁地折叠、展开操作对外翼1产生的直接磨损，从而在后期维护及进行外翼维修时，只需要替换或维修连接件2，而非整体替换外翼1，降低了产品使用维护成本。

进一步地，在该实施例中，锁定销6的轴线方向、锁定孔21的轴线方向中的之一或两者，与连接件2、内翼3之间的枢轴轴线方向，例如轴孔、转轴的轴线方向大致平行设置，也即锁定销6的伸缩方向与连接件2、内翼3之间的枢轴轴线方向大致平行设置。

由此，本发明通过将锁定销、锁定孔的中心轴线设置为与折叠枢轴的中心轴线平行，使得锁定销的锁定行程不占用展向布局空间，其锁定销行程设置自由度更大，与现有技术相比，锁定装置占据的空间设计灵活，能够适应小展向空间内布置锁定装置的需求。

优选地，所述锁定销、所述锁定孔的中心轴线共线，且二者的中心轴线与所述枢轴的中心轴线平行设置。

锁定装置还包括一释放机构，该释放可被其他机构触发，并且当其被触发时，该释放机构用于驱动所述锁定销伸出以至少部分地进入所述锁定孔21，以将外翼1相对于内翼3沿所述枢轴旋转方向锁定。

根据本发明的实施例，该释放机构设置在内翼3中，当外翼1展开到位，即处于完全展开位置时，该释放机构被触发。为此，本发明中，锁定装置还包括一触发机构，该触发机构设置在外翼1上，用于在外翼1处于展开位置时触发所述释放机构。

根据本发明的实施例，参照图3、图4(a)、(b)，所述释放机构包括：

第一弹性件8，用于向所述锁定销6施加弹性力，在所述锁定销6处于自由状态下时，该弹性力驱动锁定销至少部分地进入所述锁定孔21。这里的自由状态指锁定销除与周围接触部件之间必然存在的摩擦力外，仅受该弹性件8的弹性力，或者虽然该锁定销6受其他部件的约束力，但该约束力不足以阻止锁定销6在该弹性件8的弹性力作用下实现伸出动作。

保险销10，其可脱离地与锁定销6耦合，当其与锁定销6耦合时，锁定销处于约束状态。该约束状态是指，即便弹性件8对锁定销施加弹性力，该锁定销6依然处于静止状态。当保险销10与锁定销6脱离耦合时，锁定销6处于自由状态，即此时锁定销6在弹性件8的弹性力驱动下至少部分地进入所述锁定孔21，实现连接件2(外翼1)与内翼3的锁定。当释放机构被所述触发机构触发时，保险销10与锁定销6脱离耦合。

如图所示，本发明中，第一弹性件8同轴地设置在锁定销6后端，这里的后端是指锁定销6伸出方向相反的一端。在保险销10与锁定销6处于耦合状态时，该第一弹性件8抵压在锁定销6后端，并被压缩以储存预定大小的弹性势能。该弹性势能在保险销10与锁定销6脱离耦合时释放，以驱动锁定销6实现伸出动作。

根据本发明进一步的实施例，释放机构还包括：一杠杆12，该杠杆12中部通过一旋转轴14安装在内翼3中。杠杆12的第一端与保险销10连接，用于带动保险销10往复移动，以使保险销10与锁定销6耦合或脱离耦合。杠杆12的第二端为触发端，当外翼1处于展开位置时，其上的触发机构向该触发端施加作用力，杠杆12的第一端向与该作用力相反的方向运动，进而带动保险销10与锁定销6脱离耦合。

根据本发明进一步的实施例，释放机构还包括：第二弹性件13，该弹性件用于向杠杆12的施加作用力，以使杠杆12产生转矩，该转矩方向与保险销10耦合锁定销6时的移动方向一致。本发明通过该第二弹性件13，能够使保险销10与锁定销6在释放机构未被触发时保持耦合。同时，由于所述弹性件13产生的杠杆转矩小于触发机构作用在杠杆触发端所产生的杠杆转矩，因此在释放机构被触发时，保险销10与锁定销6脱离耦合。

可选地，该第二弹性件13为一扭转弹簧，如图6所示，其套设在旋转轴14上，其第一臂与杠杆12连接，第二臂通过内翼3对应的部分固定。

由此，本发明采用杠杆原理，利用弹性力，例如扭簧提供的弹性力，作为提供持续的约束力，通过保险销伸入锁定销的凹槽或孔内，实现锁定销不凸出两部件分界面的约束。在杠杆受到在展开力驱动的触发机构的推动作用时，克服弹性件提供的约束力，使杠杆绕杠杆转轴旋转，解除保险销对锁定销的约束，锁定销伸出进入两部件分界面，进而进入锁定孔，实现部件展开到位的锁定。

根据本发明进一步的实施例，杠杆12的第一端设有横向条形孔，保险销10的连接端设有横向延伸的转轴11，该转轴11活动地配合在所述条形孔中。

由此，本发明通过采用具有活动余量的条形孔与销转轴配合，防止机构发生卡死现象。同时，上述配合方式降低了杠杆、保险销以及锁定销的加工及配合精度要求。

下面参照图5，并结合图4，内翼3整体具有“凹”字型结构，包括第一块体31、第二块体32以及用于连接两块体下部的连接部33，两块体之间的连接部33上方形成容纳空间。

第一块体31、第二块体32的同侧分别设有一沿轴向延伸的轴孔34。通过转轴17穿设在连接件2的轴孔22以及所述第一块体31、第二块体32的轴孔34中，实现连接件2(外翼1)与内翼3的可旋转连接。可选地，该转轴17端部设有防止转轴从上述轴孔脱离的止挡件，例如螺母或挡销等。

第一块体31设有用于安装释放机构的安装槽35。具体地，内翼3上远离连接部33的表面形成与外翼1的分界面，当折叠翼面展开到位时，内翼3的分界面与外翼1的对应分界面接近相连。内翼3的分界面去除部分材料形成有沿轴向延伸的第一安装槽351，该安装槽351用于容置杠杆12及第二弹性件13。第一安装槽351侧壁设有用于安装旋转轴14的定位孔。

第一安装槽351通过一盖板15覆盖，该盖板15上设有供触发机构穿过的通孔。进一步地，该盖板内表面去除部分材料，从而形成杠杆第一端及保险销的让位空间，使得盖板外表面基本与内翼外表面平齐。

可选地，所述扭转弹簧的第二臂抵压在盖板15内表面。

由此，与大多数在折叠状态下就裸露在飞行器外部的锁定机构相比，本发明将占锁定装置大部分体积的释放机构封闭在部件本体中，从而减小了对飞行器整体的气动性能影响，避免影响飞行器的飞行稳定性。

同时，由于释放机构封闭在部件本体内，避免对飞行器外部形状产生影响，降低了飞行器的贮存或发射装置的结构设计难度，减小了飞行器在贮存或运输过程中的空间占用。

第一安装槽351下方形成有用于容置锁定销6及第一弹性件8的轴向延伸的安装孔，该安装孔两端沿轴向贯通第一块体31，其外侧端口通过一堵塞9封堵。该堵塞9例如可以为一螺纹件。安装孔内侧端口用于供锁定销6伸出，以进入两块体之间的容纳空间。

第一安装槽351与安装孔之间形成隔板，该隔板对应保险销10的位置设有通孔，保险销始终保持至少一部分安装在该通孔中，该通孔用于在保险销10与锁定销6耦合及脱离耦合运动对其进行引导及定位，保证移动路径准确无误。

根据本发明进一步的实施例，锁定销6后端形成台阶部，安装孔外侧端口为阶梯孔，用于止挡锁定销脱离安装孔。

根据本发明进一步的实施例，锁定销6后端形成与保险销10端部耦合的耦合部。该耦合部例如可以是凹槽或孔洞。优选地，耦合部为形成在台阶部上的环形槽。

根据本发明进一步的实施例，锁定孔为一锥形孔，对应地，锁定销前端为与锥形孔配合的平锥结构。通过将锁定销与锁定孔设置为锥形配合，可以提高二者配合紧密，同时降低了对锁定销及锁定孔的加工精度要求。

根据本发明另外的实施例，触发机构包括成型在外翼1上的突柱或可拆卸连接在外翼1上的销或螺杆。

根据本发明另外的实施例，还包括解锁装置，在外翼1锁定在展开位置的状态下，通过操作该解锁装置，驱动锁定销6缩回，退出锁定孔21。结合图2、图4、图5，所述安装孔侧壁贯穿形成有条形孔36，解锁装置一端与锁定销固定连接，另一端伸出到条形孔36外部，在图4(b)所示的展开位置锁定状态下，由于此时保险销10与锁定销6脱离耦合，通过沿锁定销6缩回方向操作解锁装置，克服弹性件8的弹性力，使锁定销退出锁定孔21，接触内翼3与外翼1的锁定状态，此时外翼1可以相对内翼3转动以实现折叠操作。

上面参照附图说明了本发明的实施方式及其变形例，但本发明并不局限于上述实施方式及其变形例。在本发明技术思想范围内可以进行多种等同替换或变更，这些替换或变更都应属于本发明的保护范围。