一种直升机用货物挂钩装置及其方法和控制方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于直升机外吊挂运输领域，具体为一种直升机用货物挂钩装置及其方法和控制方法。
【【背景技术】】
[0002]外吊挂系统在国外市场上早有应用和发展，早在上个世纪六十年代末、七十年代初，随着越南战争中重型直升机的应用、发展，直升机吊挂运输在战争运筹中起到越来越重要的作用。国内吊挂飞行的研究起始于上世纪80年代，目前在此类产品的研发应用还处于初期，没有比较成熟的产品。
[0003]随着直升机吊挂运输在战争中战术的运用，以及各项民用经济建设工程中直升机吊挂运输领域的不断开拓，它具有无需考虑直升机本身的装载容积以及与货物外形之间的匹配、不受交通状况和地理条件制约等优点，使人们越来越意识到:直升机以其灵活的机动性，吊挂运输大体积货物，在各个领域起着越来越重要的作用。
[0004]机载货物运输正向功能多样化，具体化，灵活化的方向发展，目前一种直升机用货物挂钩装置无论是在战术，还是在民用经济建设中均显得极为迫切，此类产品的开发应用能够促进国内直升机吊挂运输领域的发展。
【
【发明内容】
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[0005]本发明的目的是提供一种直升机用货物挂钩装置及其方法和控制方法，该装置同时具有吊挂货物、监控货物、释放货物和称量货物重量的功能，体积小、重量轻，监控、测试、操纵方便，可靠性、安全性高，环境适应性好，抗电磁干扰能力强。
[0006]为达到上述目的，本发明采用以下技术手段:
[0007]—种直升机用货物挂钩装置，包括吊挂监控盒、吊挂释放装置和吊索；吊挂监控盒控制吊挂释放装置实现吊挂货物、监控货物及释放货物，吊索与吊挂释放装置连接用于直接悬挂货物;所述的吊挂释放装置包括吊挂释放机构、控制吊挂释放机构正常释放的正常电磁释放控制器和控制吊挂释放机构应急释放的抛放弹应急释放控制器，吊挂释放机构包括用于悬挂吊索或货物的挂钩。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述的吊挂释放机构还包括均铰接在壳体上的自传杆、吊板和摇杆;所述的挂钩通过第一轴铰接在壳体上，挂钩一端为钩状部且该钩状部伸出壳体外部用于悬挂货物，另一端为挂钩拨片;所述的自传杆一端为挡片，另一端为自传杆拨片，挡片上的弧形槽与挂钩拨片接触，自传杆与挂钩在外力作用下相互带动绕其对应的轴转动;所述的自传杆拨片与吊板一侧的滚轮接触，自传杆与吊板在外力作用下相互带动绕其对应的轴转动;所述的吊板靠近自传杆一侧设置有防止吊板逆时针转动的销钉;所述的摇杆一端与吊板另一侧铰接，吊板与摇杆在外力作用下相互带动绕其对应的轴转动；正常电磁释放控制器和抛放弹应急释放控制器均控制摇杆转动。
[0009]作为本发明的进一步改进，所述的吊板为等边三角形结构，其顶角通过第三轴铰接在壳体上，一个底角上设置滚轮，另一个底角与摇杆铰接。
[0010]作为本发明的进一步改进，所述的挂钩为月牙形结构，挂钩通过第一轴铰接在壳体上，悬挂货物时挂钩的钩状部产生逆时针转矩。
[0011 ]作为本发明的进一步改进，所述的自传杆通过第二轴铰接在壳体上，挡片上还设置有防止挂钩拨片滑出弧形槽的凸体；自传杆的自传杆拨片由两个大小不同的弧形结构形成的钩状结构，滚轮设置在钩状结构内。
[0012]作为本发明的进一步改进，所述的吊挂释放机构还设置有与挂钩配合的保险扣；所述的吊挂释放机构还设置有手动机构释放杆。
[0013]作为本发明的进一步改进，所述的吊挂释放装置还包括用于称量货物重量的称重传感器，称重传感器的弹性体与挂钩的后承载梁为一体式结构，粘贴于弹性体不同部位的多个应变计敏感栅组成惠斯通电桥，惠斯通电桥输出一个与货物重量成线性关系的电压信号，经称重信号调理器一级放大和二阶低通滤波后输出伏级电压信号，输出吊挂重量。
[0014]作为本发明的进一步改进，所述的吊索包括用于悬挂到挂钩上的吊环、连接吊环与吊钩的吊绳和用于直接悬挂货物吊钩，所述的吊钩上还设置有能够让货物进入吊钩、又能防止货物滑出的弹簧扣。
[0015]作为本发明的进一步改进，所述的吊挂监控盒上设置有指示灯区域、抛放弹应急释放测试区和释放按钮区域;释放按钮区域包括抛放弹应急释放和正常电磁释放按钮。
[0016]—种直升机用货物挂钩装置的使用方法，包括以下步骤:
[0017]当挂钩上吊挂货物后，在货物重力作用下，产生逆时针转矩，挂钩将第一转矩传递给自锁杆，产生顺时针第二转矩，自锁杆再将第二转矩传递给吊板，产生逆时针第三转矩，销钉便向吊板产生顺时针第四转矩，第四转矩与第三转矩大小相等，方向相反，吊板处于平衡状态；同时，吊板向自锁杆传递逆时针第五转矩，第五转矩与第二转矩b大小相等，方向相反，自锁杆处于平衡状态；自锁杆向挂钩传递顺时针第六转矩，第六转矩与第一转矩大小相等，方向相反，挂钩处于平衡状态；
[0018]当需要释放所吊挂货物时，释放机构驱动摇杆，产生第七转矩，第七转矩在机构作用下，传递给吊板，产生顺时针第八转矩，吊板便会在第八转矩的作用下，绕第三轴顺时针转动，当滚轮滚出自锁杆后，第五转矩消失，自锁杆便在第二转矩的作用下，绕第二轴顺时针转动，使得第六转矩也消失，挂钩便在第一转矩的作用下，绕第一轴逆时针转动，释放吊挂货物。
[0019]一种直升机用货物挂钩装置的控制方法，包括地面手动释放、正常电磁释放和应急释放共三种释放方式;其中，
[0020]正常电磁释放的具体步骤为:按下正常电磁释放按钮，正常电磁释放控制器驱动摇杆转动，挂钩打开指示开关接通，挂钩打开指示灯亮，正常电磁释放电源切断开关接通，吊板组件转动，带动自锁杆转动，挂钩打开，货物释放;挂钩复位，自锁杆复位，吊板组件复位，摇杆复位，挂钩打开指示灯灭；
[0021 ]应急释放包括抛放弹应急释放和手动应急释放;抛放弹应急释放具体步骤均为:按下抛放弹应急释放按钮，按下抛放弹应急释放控制器工作，驱动摇杆转动，挂钩打开指示开关接通，挂钩打开指示灯亮，吊板组件转动，带动自锁杆转动，挂钩打开，货物释放;更换抛放弹应急释放控制器，挂钩复位，自锁杆复位，吊板组件复位，摇杆复位，挂钩打开指示灯灭；
[0022]手动应急释放步骤为:打开货物挂钩的保险扣，搬动手动操作杆，摇杆转动，挂钩打开指示开关接通，挂钩打开指示灯亮，吊板组件转动，自锁杆转动，挂钩打开，货物释放；更换抛放弹应急释放控制器，挂钩复位，自锁杆复位，吊板组件复位，摇杆复位，挂钩打开指示灯灭；
[0023]地面手动释放步骤具体为:搬动手动操作杆，摇杆组件转动，自锁杆转动，挂钩打开，货物释放;挂钩复位，自锁杆复位，吊板组件复位，摇杆复位，挂钩打开指示灯灭。
[0024]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0025]本发明的货物挂钩装置由吊挂监控盒、货物挂钩和吊索组成。货物挂钩包括吊挂释放机构、正常电磁释放控制器、抛放弹应急释放控制器、称重传感器、称重信号调理器。集成度高，功能强大，体积小、重量轻，监控、测试、操纵方便，可靠性、安全性高，环境适应性好，抗电磁干扰能力强。
[0026]进一步的，保险扣作为吊挂释放机构中锁死机构，能够可靠保持住货物，货物在运输过程中不会出现意外释放情况。
[0027]进一步的，利用手动机构释放杆可以打开锁死机构，释放吊挂货物。利用正常电磁释放控制器和抛放弹应急释放控制器可以打开锁死机构，释放吊挂货物。一种机械释放方式和两种快速释放方式，保证可靠有效释放吊挂货物。
[0028]进一步的，利用吊挂监控盒可以融合多路控制信号，监视、控制、测试货物挂钩。
[0029]进一步的，利用称重传感器和称重信号调理器可以称量货物的重量，输出重量信号。
[0030]进一步的，利用吊索便于操作人员挂卸载货物，防止飞行过程中货物摇摆时与直升机碰撞。
[0031]本发明的使用方法，操作简单，使用方便，通过转矩及杠杆原理，保证了悬挂货物时的平衡，及释放货物的准确。
[0032]本发明的控制方法，包括地面手动释放、正常电磁释放和应急释放共三种释放方式，通过电磁控制解决日常的自动释放，采用抛放弹应急释放解决紧急情况的释放，采用地面手动杆的操作，人工释放货物。控制准确，响应迅速，有效的解决了各种意外情况的发生。
【【附图说明】】
[0033]图1为吊挂释放装置的示意图