一种直升机救援电动绞车的制作方法

本发明涉及机载附件领域，更具体地说它是一种救援电动绞车。更具体地说它是一种用于直升机搜索/救援、物资吊放输送的救援电动绞车。

背景技术：

1、直升机救援电动绞车作为航空救援的重要装备，对完善航空应急救援体系发展有着重要作用。民事上，当出现各种紧急情况时，由于时间紧迫以及交通条件的限制，救援人员和物资通过传统的手段无法快速到达现场，耽误救援时间，而直升机救援电动绞车可以快速将救援人员、物资运送至现场，并将被救人员快速进行转移，保障人员的生命安全。在军事上，救援电动绞车可实现战场伤亡人员的紧急转移以及武装人员、特种装备的快速投放及转移等。

2、目前直升机上使用的绞车都面临着体积大、质量重、操作不便、提升能力不足、安全性和可靠性不高的问题，甚至一些液压绞车只能吊人不能吊物。因此，急需一款小巧的具有操作简便、功能齐全、安全性和可靠性高的收放设备。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种直升机救援电动绞车，一种主要安装在搜索/救援直升机、无人机等航空器上用的救援电动绞车，救援电动绞车具有操作无级变速、自动行程控制、提升载荷大、主动防护功能齐全、钢索应急剪切等功能，自动行程控制等功能，同时，作为应用在航空领域的机载产品，具有体积小、质量轻、安全性和可靠性高等特点。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种直升机救援电动绞车，其特征在于：包括绞车组件、接线盒、控制手柄、控制盒(备份控制单元)、电源电缆、控制电缆、手柄螺旋电缆和互联电缆；

3、绞车组件通过电源电缆与机上电源连接、通过控制电缆与机上互联电缆连接；

4、接线盒分别连接到机上电源和互联电缆上；

5、控制手柄通过控制手柄螺旋电缆连接到机上互联电缆上；

6、控制盒连接到机上互联电缆上；

7、救援电动绞车的工作原理为绞车操作人员通过操纵控制手柄上的钢索收/放拇轮，从接线盒输出信号，启动绞车组件的直流无刷电动机；电机通过传动系统带动装有钢索的卷筒旋转作出放出或提升钢索。

8、在上述技术方案中，绞车组件安装在直升机的外侧，是救援电动绞车的主要组成部分。绞车组件外部安装有整流罩、内部左侧设置齿轮箱，齿轮箱内部安装有过载离合器、摩擦离合器和滑油泵等；

9、齿轮箱与中部的主壳体连接，主壳体内部安装有钢索、卷筒、爆炸管组件、计时器和计数器；主壳体右侧安装有直流无刷电动机；吊钩组件安装在整流罩外部、且位于钢索的出口处。

10、在上述技术方案中，绞车组件设有自动降速机构，自动降速机构安装在绞车组件的齿轮箱外部，自动降速机构包括电位计、限位开关组件、支架、轴ⅰ和凸轮机构；卷筒经齿轮箱减速传动到轴ⅰ上，使轴ⅰ的旋转角度不超过360°，轴ⅰ上在不同角度固定有凸轮机构，用于触发限位开关组件上的微动开关，微动开关信号经接线盒处理后给电机发出加速、减速或停止的信号，以在钢索放出初始阶段、接近完全放出阶段、接近完全收起阶段自动将速度降低，保证人员进出舱的安全，以及在钢索完全收起后，绞车自动停止。

11、在上述技术方案中，绞车组件钢索升降时，绞车钢索无水平位置移动(通过卷筒实现旋转、齿轮支架组件实现左右移动)。绞车组件内部具有钢索排线机构，钢索排线机构包括卷筒、滚珠花键衬套、钢球、滚珠花键轴、滚珠花键盖、双向螺杆、钢索、铜衬套、楔块、挡圈ⅰ、挡圈ⅱ、轴承ⅰ、齿轮ⅰ、螺母ⅰ、开口销ⅰ、齿轮支架、齿轮ⅱ、轴ⅱ、螺母ⅱ和开口销ⅱ；

12、滚珠花键衬套、钢球和滚珠花键盖安装在滚珠花键轴上，并通过螺钉和盖板固定，滚珠花键衬套、滚珠花键轴和滚珠花键盖上均匀分布与钢球配合的6个半圆弧槽，使钢球可以在钢索排线机构内部往返运动；

13、齿轮支架固定在滚珠花键轴上；齿轮支架上安装的齿轮ⅱ与壳体齿轮啮合，使齿轮支架和滚珠花键轴一起转动；齿轮ⅱ与齿轮ⅰ啮合，带动双向螺杆与滚珠花键轴一起转动；

14、滚珠花键轴经齿轮箱齿轮减速连接到直流无刷电动机上，通过滚珠花键衬套、钢球和滚珠花键盖带动卷筒旋转；

15、滚珠花键轴经齿轮支架、齿轮ⅰ、齿轮ⅱ带动双向螺杆转动；双向螺杆上加工有双向螺纹状沟槽，安装在双向螺纹沟槽内的楔块推动卷筒左右移动；

16、上述卷筒的旋转运动和左右移动运动合成了卷筒的螺旋旋转运动，通过双向螺杆螺纹状沟槽的设计尺寸可使卷筒在自转一圈的同时左右平移一个钢索的直径距离，从而保证绞车出口钢索位置不变且无水平位置移动。该结构不仅可以合理实现钢索的多层缠绕还可以保证钢索缠绕均匀。

17、在上述技术方案中，绞车组件包括摩擦离合器，

18、摩擦离合器安装在齿轮箱内部；在停止绞车操作时，能自动刹车，限制钢索伸出；

19、摩擦离合器的底座固定在齿轮箱上，卡套通过轴承ⅰ、销子、单向离合器固定在底座上，其中单向离合器仅可单方向旋转，使卡套相对于底座逆时针可转动、顺时针锁死；

20、摩擦离合器的主轴ⅰ通过轴承ⅱ安装在底座上，主轴ⅰ上安装摩擦控制件，摩擦控制件上方自下而上依次安装端盖、碟簧、转接板、连接板、波簧、上盖板、垫片和螺母；其中，摩擦控制件包括交替安装的摩擦片ⅰ和对偶片ⅰ；交替安装在主轴ⅰ上的摩擦片ⅰ和对偶片ⅰ在工作时会相对转动，摩擦片ⅰ环套在主轴ⅰ上、外轮廓安装在卡套的卡槽内，相对于主轴ⅰ可以相对运动，相对于底座不会运动；对偶片ⅰ安装在主轴ⅰ上，相对于主轴ⅰ不会转动、相对于底座会相对运动；

21、碟簧、波簧和连接板主要是给摩擦片ⅰ和对偶片ⅰ提供正压力；其中，连接板上安装有3个均匀分布的钢球，钢球可沿着开了球槽的转接板和上盖板运动，球槽有低点和高点，当负载带动转接板齿轮转动时，连接板的钢球进入到球槽的高点，压缩碟簧，使相对此时摩擦片ⅰ和对偶片ⅰ的正压力趋于最大，起到刹车的作用。

22、在上述技术方案中，绞车组件的齿轮箱内安装有过载离合器，过载离合器通过齿轮与卷筒一起运动，钢索安装在卷筒上，在过载限制载荷作用时，过载离合器能自动释放钢索，过载消失后，过载离合器停止动作；

23、齿轮箱包括齿轮轴、过载离合件、压板、底座、挡圈、锁紧螺母和轴承ⅱ；

24、齿轮轴中段安装过载离合件；过载离合件包括交替安装的摩擦片和对偶片；过载离合件的两端安装压板；锁紧螺母紧挨着压板安装在齿轮轴上，并使压板产生形变提供正压力，锁紧螺母内腔安装起防松作用的挡圈；

25、摩擦片安装在底座的凹槽内；轴承ⅰ、压板、摩擦片、对偶片、齿轮底座、挡圈、锁紧螺母和轴承ⅱ分别安装在齿轮轴和底座上，起支撑作用；

26、齿轮轴的齿轮与输入端连接、底座的齿轮与输出端连接；

27、交替安装在齿轮轴上的摩擦片和对偶片在工作时会相对转动；其中，摩擦片环套在齿轮轴上、外轮廓安装在底座的卡槽内，相对于输入端齿轮轴可以相对转动，相对于底座不会相对运动；对偶片安装在齿轮轴上，相对于齿轮轴不会相对运动、相对于底座会相对运动；

28、压板形变后给摩擦片和对偶片提供了正压力，摩擦片和对偶片发生相对运动时需要克服摩擦力矩；当传递到齿轮轴齿轮的输入端力矩大于上述摩擦力矩时，摩擦片和对偶片会相对运动，输入端力矩传递不到底座；当输入端力矩小于摩擦力矩时，摩擦片和对偶片不会发生相对运动，输入端力矩传递到底座输出端。

29、在上述技术方案中，绞车组件设有钢索应急电控切断功能。该功能是通过爆炸管组件来实现的；应急切断情况：直升机空中作业，救援电动绞车放出的钢索与地面物体发生连接无法脱开的时候，为保护直升机等的安全。需要切断钢索。本绞车设置有2种方式切断钢索。方法一为，如图2，爆炸管组件包含装有火药的爆炸帽，操作手通过切断开关发出电信号引爆火药，推动组件内的切刀剪短钢索；方式二为，配套一把机械剪刀，人工操作剪刀剪切钢索。

30、爆炸管组件包括爆炸帽、密封圈ⅰ、密封圈ⅱ切刀、壳体、紧定螺钉、挡块和堵头；

31、壳体安装在绞车组件的主壳体上，且位于钢索出口位置；壳体的封闭端安装有爆炸帽，爆炸帽上安装密封圈ⅰ后通过螺纹连接到壳体上；壳体内部中段安装有切刀，切刀靠近爆炸帽的一端安装有密封圈ⅱ、远离爆炸帽的一端通过紧定螺钉固定；壳体的开口端安装有挡块，堵头通过螺纹安装在壳体的开口端、且位于挡块外侧，堵头的内壁上涂有厌氧胶层，用于防松。

32、在上述技术方案中，爆炸帽、壳体和切刀之间留有空间，该空间通过密封圈ⅰ和密封圈ⅱ密封。

33、在上述技术方案中，切刀靠近钢索端为a字型刀刃。

34、在上述技术方案中，绞车组件上安装有自动计时器和自动计数器，可自动累计绞车工作时间和循环次数；

35、自动计时器通过控制电缆连接到接线盒，通过采集直流无刷电机的电流信号进行数字累计；

36、自动计数器通过控制电缆连接到接线盒，通过采集限位开关组件上的微动开关信号进行数字累计。

37、在上述技术方案中，绞车组件齿轮箱上安装有油温传感器和液位观察窗，可用于监控齿轮内润滑油的温度和油量。

38、在上述技术方案中，控制手柄如图3所示，是提供信号输入和信号显示的装置。

39、控制手柄包括电插头、手柄和护板；控制手柄的电插头安装在手柄上，手柄面板上安装滚轮、过热和慢速指示灯、钢索长度显示屏，手柄面板上部安装盖壳，盖壳通过螺钉固定在手柄面板上；护板通过螺栓和螺母固定在手柄上，手柄上安装通讯开关；手柄内部主要安装有电路板及电路板的固定支架、电位计等；

40、通过滚轮转动电位计，信号经接线盒处理，可控制绞车组件的直流无刷电动机转动；钢索长度显示屏接收绞车组件的电位计的信号，经接线盒处理后，可转换成显示数字，指示钢索放出的长度；过热和慢速指示灯接收绞车组件的限位开关组件上微动开关的信号，常亮显示“slow”提示操作者绞车慢速运行；也可接收绞车组件的油温传感器的信号，提示操作者绞车组件的齿轮箱内的油温过高。

41、在上述技术方案中，控制盒具备控制钢索收放功能、钢索收放慢速指示功能、超温告警指示功能和应急剪切功能。

42、控制盒包含面板、侧板和尾板，面板、侧板和尾板均通过螺钉连接固定；面板上安装有剪切开关及其保护盖、慢速指示灯、过热指示灯和收/放绳开关；尾板上安装有电插头；

43、打开保护盖，拨动剪切开关可经接线盒、控制电缆输出信号给绞车组件、爆炸管组件的爆炸帽，推动切刀剪切钢索；

44、启动收/放绳开关，信号经接线盒处理，可控制绞车组件的直流无刷电动机转动；钢索长度显示屏接收绞车组件的电位计的信号，经接线盒处理后，可转换成显示数字，指示钢索放出的长度；慢速指示灯接收绞车组件的限位开关组件上微动开关的信号，保持常亮状态，提示操作者绞车慢速运行；过热指示灯可接收绞车组件的油温传感器的信号，提示操作者绞车组件的齿轮箱内的油温过高。

45、本发明的有益效果是：

46、本实用新为一种多功能直升机救援电动绞车，采用直流无刷电动机驱动，钢索收放无级调速，操作快捷、调速方便；同时具有上电自检、行程控制、自动刹车、过载打滑、超温警示自动降速、应急剪切等功能，功能齐全，在钢索收放无级调速的同时，能同时进行上电自检和/或行程控制和/或自动刹车和/或过载打滑和/或超温警示自动降速和/或应急剪切，提高装置的使用安全性以及操作稳定性，集上述多种功能于一身，减小体积和重量，扩大使用范围(如，既能适用于收放钢索进行人员及物质转移情况，又能适用于救援电动绞车放出的钢索与地面物体发生连接无法脱开的时候保护直升机等的安全的情况)；克服了现有技术目前直升机上使用的绞车都面临着体积大、质量重、操作不便、提升能力不足、安全性和可靠性不高，使用功能单一、应用范围单一的问题；

47、本发明设置有工作小时表和钢索使用循环计数表，可替代人工记录，维护效率高；满足航空产品结构紧凑、体积小、质量轻，功能齐全、使用安全性和可靠性高等特点。