航空器面板锁定装置的制作方法

1.本发明涉及一种类型的锁定装置，用于将可拆卸面板组装到其他结构，尤其是航空器的结构。


背景技术：

2.锁定装置包含：一个可固定在面板上的托座，一个铰接于托座并围绕第一轴的旋转锁头，一根铰接于托座并围绕第二轴(与第一轴平行)的旋转推杆，一个扭转弹簧，其包含通过至少一个螺旋部件相连的一号臂和二号臂，它们的一端分别与锁头和推杆相连作为支撑。该锁定装置可在关闭形态与开启形态之间移动。处于关闭形态时，锁头与推杆相接；开启形态时，锁头与推杆不相接。扭转弹簧在关闭位置时所受的第一应力大于其在开启位置时所受的第二应力。
3.该锁定装置可从fr2556399和fr2605671号文件得知。
4.由于关闭形态与开启形态之间的弹簧臂游隙较大，该锁定装置的弹簧通常需要承受较大机械应力。该应力会缩短锁定装置的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明旨在提出一种改良的锁定装置，相应弹簧的使用寿命更长。
6.为此，本发明的对象为上述类型的锁定装置，其结构为：扭转弹簧至少有一个螺旋配件位于第二轴；锁定装置还包括一个位移面，与一号臂端头相连；在锁定装置的关闭形态与开启形态中，锁头含有与位移面相接的位移轨迹：当该锁定装置在关闭形态与开启形态之间移动时，上述位移面将沿位移轨迹移动。
7.根据本发明的其他优势，该锁定装置含有一个或多个以下特征，这些特征可单独存在，或可以任何技术可行的方法组合：
8.‑
位移面包括一个铰接于一号臂端头的辊筒(位于与第二轴平行的第三轴上)；
9.‑
位移轨迹包括第一端头和第二端头，第二端头在开启形态中与位移面相接，第一轴与第二端头的距离小于第一轴与第一端头的距离；
10.‑
该位移轨迹还包括靠近第一端头的中间区域，第一轴与第二端头的距离小于第一轴与中间区域的距离；
11.‑
第二轴与第三轴的距离小于第一轴与第二轴的距离；
12.‑
在关闭形态中，弹簧的一号臂与二号臂所呈夹角为第一角；在开启位置中，所呈夹角为第二角。第一角与第二角的差值小于60
°
，小于30
°
更佳，小于20
°
为理想值。
13.‑
扭转弹簧的一号臂包括两条基本平行的分支，辊筒位于两条分支之间；
14.‑
锁头包括两层穿过第一轴的内壁；
15.‑
锁头的位移轨迹由固定在双层内壁之间的一个零件构成。
16.该发明可用于航空器，其应包括：一个结构；一个可固定于该结构的活动面板；以及一个上述锁定装置，该装置固定在面板上，当其处于关闭形态时，该锁定装置能够锁住结
构上的面板开启。
附图说明
17.通过阅读说明可以更清晰地理解本发明，下面将通过非限制性示例并参考附图作出说明：
18.图1为含有本锁定装置的航空器详细剖面图，该锁定装置为发明的第一种实现形式，处于第一种形态；
19.图2为图1中锁定装置的剖面图，处于第二种形态；
20.图3为图1和图2中锁定装置的端视图，处于第二种形态；以及
21.图4为锁定装置锁头的透视图，该锁定装置为发明的第二种实现形式。
具体实施方式
22.图1展示了含有锁定装置12的航空器10。更准确地说，航空器10还包括：配有隔层16的结构14，与结构14铰接且可以打开和关闭隔层16的面板18。如图1所示，当隔层16处于关闭形态时，面板18的边缘20与结构14的边缘22相接。
23.在边缘20附近，面板18含有一个穿孔24，最好为封闭轮廓。
24.如下所述，锁定装置12装配在面板18上。以下说明中使用了与面板18和锁定装置12相关的坐标轴(x，y，z)，z方向代表垂直方向。
25.面板18分为上表面26和下表面28两部分，两个表面都位于(x，y)平面。在图1所示的关闭形态中，下表面28朝向隔层16。
26.图2和图3所示的锁定装置12包括：托座30，锁头32，推杆34，一号铆钉36，二号铆钉38，弹簧40，及一个位移面。在上述装置模式中，位移面为辊筒42。
27.托座30包括表面44(用于与面板18相连)，该表面44位于(x，y)平面上。如图3所示，托座30呈欧米伽形，包括两个上支脚46和固定面44。支脚46上配有固定孔48，用于固定在面板18上。
28.托座30还包括两个侧面50，两个侧面基本位于(x，z)平面上。侧面50的上部端头由数个支脚46构成。托座30还含有一个底部51，基本位于(x,y)平面，并与两个侧面50的下部端头相连。
29.锁头32可相对于托座30，围绕第一轴52(与y方向平行)旋转。锁头32位于托座的两个侧面50之间。第一轴52的位置由一号铆钉36固定，两个侧面50与该铆钉相连。
30.图4展示了本发明成品某一变体的一个锁头132。锁头132用于替换锁定装置12中的锁头32。锁头132和锁头32将在下文同时介绍，共通的零件将由相同的编号标记。
31.锁头32，132包括：旋转体53，153；一号延伸部件54；二号延伸部件55。
32.旋转体53，153由一号铆钉36贯穿，位于第一轴52上。在图示的实现形式中，旋转体53，153配有两个内壁56，156，分别位于一号铆钉36的两端，两个内壁之间有隔间。
33.旋转体53，153各有一个位移轨迹，此处为凸起的曲线轮廓58，158。曲线轮廓58，158基本配有一个或多个不同半径的圆弧形，其中一个凹面朝向第一轴52。在一种未展示的变体中，位移轨迹可以含有一个倾斜面。
34.曲线轮廓58，158位于一号端头60和二号端头62之间。二号端头62比一号端头60更
靠近第一轴52。
35.曲线轮廓58，158包括一个中间区域64，靠近一号端头位置。二号端头62比中间区域64更靠近第一轴52。更佳状态下，中间区域64应比一号端头60更靠近第一轴52。
36.更佳状态下，曲线轮廓58，158的凸起处应无凹陷。
37.在图1至图3所展示的实现形式中，锁头32的曲线轮廓58与旋转体53的内壁56为同一部件。例如，曲线轮廓58已内含内壁边缘。
38.在图4所示的实现形式中，锁头132的曲线轮廓158为配件，该配件位于在旋转体153的内壁156之间，并固定在内壁上。由铆钉166进行固定。
39.锁头32，132的一号延伸部件54和二号延伸部件55以旋转体53，153为起点，沿垂直于第一轴52的方向延伸。一号延伸部件54和二号延伸部件55位于某个交于第一轴52的平面两侧。
40.锁头32，132的一号延伸部件54含有一号舌片70，构成一号延伸部件的可移动端头。
41.锁头32，132的二号延伸部件55配有接触面72。在图示实现形式中，上述接触面72为平面。
42.相对于托座30，推杆34可围绕第二轴74(与y方向平行)旋转。推杆34位于托座的两个侧面50之间。第二轴74由二号铆钉38固定，两个侧面50与该铆钉相连。
43.推杆34呈u形，包括一个中央部件76和两个侧部件78(由中央部件相连)。
44.中央部件76包括一个推力面80和一个支撑面82，位于z轴上相对方向。中央部件76还包括一个二号舌片83，位于中央部件76所处的(x，y)平面上。中央部件的每个侧端都与一个侧部件78相连。
45.侧部件78在y轴上互相间隔开，每个侧部件78均有一枚二号铆钉38穿过。
46.推杆含有至少一个挡块84，85，位于与(x，y)平面平行的平面上。在图示实现形式中，中央部件76含有一号挡块84；在中央部件的对面，每个侧部件均含有二号挡块85。一号挡块84和二号挡块85的表面均朝向与z轴相反的方向。
47.弹簧40为扭转弹簧，由金属线制成。扭转弹簧40包括由至少一个螺旋部件90相连的一号臂86和二号臂88。至少有一个螺旋部件位于二号铆钉38周围、推杆的侧部件78之间。螺旋部件含有至少一个螺线圈，多个更佳。
48.在图示实现形式中，一号臂86和二号臂88分别有两条分支92，94，与(x,z)平面基本平行。此外，弹簧40含有两个螺旋部件90，每个部件都在y轴上，位于一号臂的分支92和二号臂的分支94之间。
49.二号臂88的分支94端头互相连接，形成二号臂的端头96。
50.辊筒42铰接在一号臂86的分支92端头，形成与y轴平行的第三旋转轴98。第二轴74与第三轴98的距离小于第二轴74与第一轴52的距离；因此，辊筒轴98相对锁头第一轴52在x轴上有偏移。
51.在图1所示实现形式中，锁定装置12装配在面板18上。托座30的固定面44与面板底部28相连，使得锁头32和推杆34的推力面80正对于该面板上的孔24。
52.图1展示了锁定装置12的第一种形态，即关闭形态(隔间16处于关闭状态)。
53.在锁定装置12的关闭形态中，弹簧40的二号臂88的端头96与推杆34的支撑面82相
触，辊筒42与锁头32的曲线轮廓58的中间区域64相接。弹簧的一号臂86和二号臂88形成第一角a。
54.在上述关闭形态中，弹簧40施于推杆34上的力使得支撑面82被抬起。此外，辊筒42对锁头32的曲线轮廓58所施加的力为位于该辊筒表面的法向力。该法向力通过抬起锁头32的一号延伸部件(包括一号舌片)，以使锁头转动。
55.当隔间16处于关闭形态时，推杆34的一号挡块84和二号挡块85分别与面板18的底部28以及托座的底部51相接。此外，锁头32的一号舌片的上表面与推杆34的二号舌片83的下表面相接。
56.上述接触点能够轮流锁住推杆34和锁头32。弹簧40的臂86，88由此被施以第一扭转应力。
57.此外，当隔间16处于关闭状态时，锁头32的接触面72与航空器10的结构14边缘22相接，从而防止面板18的边缘20脱离上述结构并抬起。面板18由此被锁定在关闭形态中。
58.在隔间16处于关闭状态时，锁定装置12和面板18的设置最好应使得锁头32与推杆34的推力面80同时与面板的上表面26齐平。
59.图2和图3为锁定装置12的第二种形态，即开启形态。锁定装置12的开启形态对应面板18的解锁状态。该面板和结构14未在图2和图3中显示。
60.在锁定装置12的开启形态中，锁头32相较于托座30的角度与关闭形态时的位置不同。具体而言，在开启形态中，锁头的一号延伸部件54和二号延伸部件55围绕第一轴52旋转，锁头32位于垂直于托座底部51的中间平面上。锁头32的一号舌片70与推杆34的二号舌片83隔开，锁头的接触面72与航空器10的结构14隔开。接触面72被底部51的边缘99阻挡，从而限制了锁头围绕第一轴52发生旋转。
61.在锁定装置12的开启形态中，弹簧40的二号臂88的端头96与推杆34始终与推杆34的支撑面82相接，辊筒42与锁头32的曲线轮廓53的二号端头55相接。弹簧40的臂86，88由此被施以第二扭转应力。该第二应力小于与锁定装置12处于关闭形态时的第一应力。
62.弹簧的一号臂86和二号臂88形成第二角b。在上述开启形态中，第二角b小于锁定装置12处于关闭形态时的第一角a。
63.以绝对值计算，第一角a和第二角b之间的差值最好小于60
°
，小于30
°
更佳，小于20
°
为最优。
64.接下来对航空器10的锁定装置12操作程序进行说明。
65.隔间16和锁定装置12的初始状态默认为关闭形态。
66.操作员按下推杆34的推力面80，解锁面板18以打开隔间16。推杆的中央部件76向下移动，使推杆34围绕第二轴74进行逆时针旋转(如图1所示)。当推杆旋转时，施于扭转弹簧40上的应力增大。辊筒42施于锁头32的位移轨迹上的应力也同时增大。辊筒42从中间区域64移动至曲线轮廓58的一号端头60处。
67.继续将推杆34朝逆时针方向旋转，直到二号舌片83与锁头32的一号舌片70脱开。锁头由此解锁，在辊筒42施加力的作用下，由于辊筒轴与第一轴52发生偏离而导致锁头旋转。如图1所示，该旋转为锁头围绕第一轴52的顺时针旋转。由此，锁头32的接触面72与航空器10的结构14的边缘22发生偏移。
68.在锁头32旋转过程中，辊筒42从曲线轮廓58的一号端头60向二号端头62移动。施
于弹簧40上的应力逐渐减小。
69.同时，一旦操作员停止按压推力面80，推杆34将回到关闭形态的初始位置，二号挡块85与托座30的底部51相接。
70.当辊筒42与曲线轮廓58的二号端头62接触时，锁定装置12便处于开启形态。当锁头接触面72与航空器10的结构14偏离，面板18即可打开。
71.由于曲线轮廓58的不同区域(60，62，64)的半径不同，使得与锁头位移轨迹接触的滚筒42的移动方向得以改善。
72.由于一号端头60和二号端头62之间无凹面，使得当按压推杆34或当锁头32围绕第一轴52旋转时，位移轨迹(即辊筒42)不会卡在凹面中。
73.要在关闭形态中再次锁定面板18，操作员需按压锁头32，使得一号舌片70朝向二号舌片83旋转，使其重新接合，以完成锁定装置12的关闭形态。由此，锁头32的接触面72与航空器10的结构14相接。
74.该锁定机制使得开启形态和关闭形态之间游隙较小，由角度a和b的差值表示。较小的游隙可以减少弹簧40随时间的磨损，从而提高锁定装置的使用寿命。
75.在一种未展示的锁定装置12的变体中，扭转弹簧40被一个由一个螺线圈和两个单支臂组成的弹簧代替。同时，弹簧40被一个叶片弹簧代替。
76.由于锁定装置12的位移面由辊筒42固定，使摩擦力得以减少，从而延长弹簧的使用寿命。位移面也可以不包括辊筒。在一种未展示的变体中，臂86的一个或多个端头92可以无保护，也可以盖有润滑套(例如聚四氟乙烯材质)，以改善弹簧的端头92与锁头的曲线轮廓58之间的滑动连接。
77.锁定装置12的各个部件最好为金属材质(例如铝或不锈钢)，以增加其强度和/或延长使用寿命。一些受机械应力较小的部件(如托座，锁头或推杆等)，可以由塑料或复合材料制成。锁定装置的重量会根据部件材质不同而减轻，使生产更容易，成本更低。