一种机械式延迟时间控制装置

技术领域

本发明属于航空救生装备的自动控制技术，涉及一种机械式延迟时间控制装置。

背景技术

机械式延迟时间控制在工业、航空、航天、船舶、兵器等多个领域具有得到应用。特别是，在没有电力供应的环境中，机械式延迟时间控制装置具有优势，如航空救生装备的降落伞开伞器和飞机弹射座椅，还有枪、炮、弹等装备也有较多应用。特别是在无电源供电的背景下，空降空投以及枪炮等设备的延时控制具有其意义。

以往的机械式计时设备延迟控制设备工艺复杂，造价昂贵，可靠性低，且延时时长不可调整。

发明内容

本发明的目的是：为了解决上述问题，本发明提供了一种机械式延迟时间控制装置，该装置为纯机械结构，其结构简单，可靠性高，便于实施应用和改进，能够应用于高安全性要求的结构装置中。

本发明的技术方案：

一种机械式延迟时间控制装置，包括扇形齿轮、传动调节齿轮系、调节摆片、平衡轮和锁针，制动块固定在扇形齿轮上，滑轮与制动块滑轮滚动接触；外力F通过滑轮传递到制动块上，通过制动块对扇形齿轮提供转动力；扇形齿轮通过传动调节齿轮系与调节摆片啮合，传动调节齿轮系将扇形齿轮的转动力逐步减小传递到调节摆片上；平衡轮与调节摆片固定连接，平衡轮一端为平面，锁针与平衡轮的平面滑动接触，使得平衡轮的转动被锁紧，当锁针被抽离时，平衡轮能够转动，同时使得调节摆片和传动调节齿轮系能够在扇形齿轮的转动下转动。

进一步的，传动调节齿轮系包括传动小齿轮、传动齿轮、过渡小齿轮、过渡齿轮、小齿轮和调节轮，扇形齿轮与传动小齿轮啮合，传动齿轮同轴固定在传动小齿轮上，传动齿轮与过渡小齿轮啮合，过渡齿轮同轴固定在过渡小齿轮上，过渡齿轮与小齿轮啮合，调节轮同轴固定在小齿轮上，调节摆片与调节轮啮合。

进一步的，传动齿轮直径大于传动小齿轮，过渡齿轮直径大于过渡小齿轮，调节轮直径大于小齿轮。

进一步的，平衡轮与调节摆片同轴固定连接，平衡轮的转动半径大于调节摆片的转动半径。

进一步的，调节摆片的啮齿周期大于调节轮的啮齿周期。

进一步的，调节摆片因惯性在调节轮的推动下产生周期性摆动，摆动周期由平衡轮的重量决定。

进一步的，通过平衡轮的重量决定时间控制装置的延时时长，，平衡轮的重量越轻，轮系转速越快，延迟时间越短；平衡轮的重量越重，轮系转速越慢，延迟时间越长。

进一步的，锁针作为启动装置，锁针离开平衡轮时，解放平衡轮启动轮系转动，延迟时间控制开始；锁针与外部启动装置连接。

进一步的，平衡轮采用黄铜制造，其比重较高和易于补充加工，通过补充加工减轻平衡轮的重量，使轮系转速变快，延迟时间缩短，实现微调达到提高时间控制精度。

进一步的，还包括小拉力的复位弹簧，复位弹簧设在扇形齿轮与外部结构之间，在完成时间控制后使扇形齿轮及全部齿轮系恢复原位。

本发明的优点是：

1、本发明是一种纯机械式延迟时间控制装置，设计结构简单、可靠性很高，能有效保证机械式延迟时间控制装置的安全性。

2、采用锁针作为启动装置，锁针与平衡轮接触时，控制固定平衡轮不动，从而控制轮系停止转动；锁针离开平衡轮时，解放平衡轮启动轮系转动，延迟时间控制或计时开始。因此，锁针可以与外部启动装置连接，控制锁针，可以控制平衡轮启动或停止延迟时间控制。

3、平衡轮的制造材料选用黄铜，其比重较高和易于补充加工，可以补充加工减轻平衡轮的重量，如钻孔，使轮系转速变快，延迟时间缩短，实现微调达到提高时间控制精度。

4、可以增设小拉力的复位弹簧，在完成时间控制后使扇形齿轮及全部齿轮系回复原位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明专利实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明专利的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种机械式延迟时间控制装置传动的结构示意图(工作计时起始状态)；

图2是本发明一种机械式延迟时间控制装置传动的结构示意图(延时结束状态)；

图3是本发明一种机械式延迟时间控制装置传动的结构示意图(延时结束再复位状态)；

其中：1-扇形齿轮、2-传动小齿轮、3-传动齿轮、4-过渡小齿轮、5-过渡齿轮、6-小齿轮、7-调节轮、8-调节摆片、9-平衡轮、10-制动块、11-锁针、12-滑轮、13-复位弹簧。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以互相组合。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指装置或与案件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含包括更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或以上。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体化连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种机械式延迟时间控制装置，包括扇形齿轮1、传动调节齿轮系、调节摆片8、平衡轮9和锁针11，制动块10固定在扇形齿轮1上，滑轮12与制动块10滑轮滚动接触；外力F通过滑轮12传递到制动块10上，通过制动块10对扇形齿轮1提供转动力；扇形齿轮1通过传动调节齿轮系与调节摆片8啮合，传动调节齿轮系将扇形齿轮1的转动力逐步减小传递到调节摆片8上；平衡轮9与调节摆片8固定连接，平衡轮9一端为平面，锁针11与平衡轮9的平面滑动接触，使得平衡轮9的转动被锁紧，当锁针11被抽离时，平衡轮9能够转动，同时使得调节摆片8和传动调节齿轮系能够在扇形齿轮1的转动下转动。

传动调节齿轮系包括传动小齿轮2、传动齿轮3、过渡小齿轮4、过渡齿轮5、小齿轮6和调节轮7，扇形齿轮1与传动小齿轮2啮合，传动齿轮3同轴固定在传动小齿轮2上，传动齿轮3与过渡小齿轮4啮合，过渡齿轮5同轴固定在过渡小齿轮4上，过渡齿轮5与小齿轮6啮合，调节轮7同轴固定在小齿轮6上，调节摆片8与调节轮7啮合。

传动齿轮3直径大于传动小齿轮2，过渡齿轮5直径大于过渡小齿轮4，调节轮7直径大于小齿轮6。

平衡轮9与调节摆片8同轴固定连接，平衡轮9的转动半径大于调节摆片8的转动半径。

调节摆片8的啮齿周期大于调节轮7的啮齿周期。

调节摆片8因惯性在调节轮7的推动下产生周期性摆动，摆动周期由平衡轮9的重量决定。

通过平衡轮9的重量决定时间控制装置的延时时长，，平衡轮9的重量越轻，轮系转速越快，延迟时间越短；平衡轮9的重量越重，轮系转速越慢，延迟时间越长。

锁针11作为启动装置，锁针11离开平衡轮9时，解放平衡轮9启动轮系转动，延迟时间控制开始；锁针11与外部启动装置连接。

平衡轮9采用黄铜制造，其比重较高和易于补充加工，通过补充加工减轻平衡轮9的重量，使轮系转速变快，延迟时间缩短，实现微调达到提高时间控制精度。

还包括小拉力的复位弹簧13，复位弹簧13设在扇形齿轮1与外部结构之间，在完成时间控制后使扇形齿轮1及全部齿轮系恢复原位。

下面对本发明作进一步详细说明。

请参阅图1，一种机械式延迟时间控制装置，其特征是，包括扇形齿轮1、传动小齿轮2、传动齿轮3、过渡小齿轮4、过渡齿轮5、小齿轮6、调节轮7、调节摆片8、平衡轮9、制动块10、滑轮12和锁针11。

扇形齿轮1与传动小齿轮2啮合，传动齿轮3固定在传动小齿轮2上，传动齿轮3与过渡小齿轮4啮合，过渡齿轮5固定在过渡小齿轮4上，过渡齿轮5与小齿轮6啮合，调节轮7固定在小齿轮6上，平衡轮9固定在调节摆片8上，调节摆片8与调节轮7啮合。

制动块10固定在扇形齿轮1上，滑轮12与制动块10滑轮滚动接触。外力F通过滑轮12传递到时间控制装置。锁针11与平衡轮9滑动接触：锁针11插入与平衡轮9接触时，轮系不能转动，如图1；锁针11拔脱离开平衡轮9时，轮系可以转动，如图2。

当恒定的外力F作用于滑轮12时，锁针B拔脱离开平衡轮9，扇形齿轮1绕O点旋转时，扇形齿轮1带动传动小齿轮2和传动齿轮3一起运动，传动齿轮3带动过渡小齿轮4和过渡齿轮5一起运动，过渡齿轮5带动小齿轮6和调节轮7一起运动，调节轮7带动调节摆片8和平衡轮9运动。其中，调节摆片8由于惯性的原因在调节轮7的推动下产生周期性摆动，摆动周期由平衡轮9的重量决定。

整个机构传递的力逐级减小，越接近传动轮系的末端，轮齿所受的力越小；调节摆片8和平衡轮9可以控制齿轮系的转速，从而实现延迟一定时间后，扇形齿轮1将转动一定角度，同时也带动制动块10转动并释放滑轮12，从而输出外力F拖动负载移动。其中，平衡轮9的重量越轻，轮系转速越快，延迟时间短；平衡轮9的重量越重，轮系转速越慢，延迟时间长。

机械式延迟时间控制装置只需调整平衡轮9的重量就可以比较精确的调节控制延迟时间。以外力为弹簧动力275N为例，可以控制延时1s±0.3s、2s±0.4s、3s±0.5s、3s±0.6s、5s±0.7s等等，时间越长误差越大。

传动齿轮3固定在传动小齿轮2上和过渡齿轮5固定在过渡小齿轮4上，其特征是，小齿轮带动大齿轮，作用是转速变快，同时实现整个机构传递力逐级减小，越接近传动轮系的末端，轮齿所受的力越小，便于末端的控制。

锁针11作为启动装置，锁针11插入与平衡轮9接触时，控制固定平衡轮9不动，从而控制轮系停止转动；锁针11拔脱离开平衡轮9时，解放平衡轮9启动轮系转动，延迟时间控制或计时开始。因此，锁针11可以与外部启动装置连接，控制锁针11，可以控制平衡轮9启动或停止延迟时间控制。

平衡轮9的重量决定调节摆片8摆动周期，摆动周期越长轮系转速越慢，延迟时间越长。

平衡轮9的制造材料选用黄铜，其比重较高和易于补充加工，可以补充加工如钻孔减轻平衡轮9的重量，使轮系转速变快，延迟时间缩短，实现微调达到提高时间控制精度。

调节轮7为锯齿齿轮，调节轮7与调节摆片8啮合后在调节轮7的带动下调节摆片8和平衡轮9运动为摆动。

时间控制启动后扇形齿轮1带动制动块10转动，至释放滑轮A时时间控制结束，再输出外力F拖动负载移动，即该装置在延迟一定时间后输出控制。

可以增设小拉力的复位弹簧13，在完成时间控制后使扇形齿轮1及全部齿轮系回复原位。

本实施例的应用举例：

应用场景一：用于空降兵空降空投降落伞的机械式开伞器，作为机械式延迟时间控制装置，锁针作为启动装置，锁针插入与平衡轮接触时，开伞器不工作；锁针拔脱离开平衡轮时，解放平衡轮启动轮系转动，延迟时间控制或计时开始，在延迟一定时间后输出控制。

应用场景二：用于军用飞机弹射救生座椅的机械式开锁器，作为机械式延迟时间控制装置，锁针作为启动装置，锁针插入与平衡轮接触时，开锁器不工作；锁针拔脱离开平衡轮时，解放平衡轮启动轮系转动，延迟时间控制或计时开始，在延迟一定时间后输出控制，启动弹射救生工作程序。

作为弹射启动装置——开锁启动锁针，插入时限制或锁止机械式开锁器工作；拔出时解除限制或锁止，启动机械式开锁器开始工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神本质所做出的等同变换或修饰，都应涵盖本发明的保护范围内。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。