一种锁定机构及其锁定方法

技术领域

本发明属于直升机外吊挂运输领域，特别涉及一种锁定机构及其锁定方法。

背景技术

直升机外吊挂飞行属于高风险科目，吊挂飞行过程中，安装于直升机腹部货物挂钩装置中执行吊挂投放的锁定机构受发动机振动、空气气流、货物摆动影响后，一旦出现自动打开，会造成货物意外投放，直升机突然失去负载将飞行不稳，容易出现飞行事故，同时掉落的货物会对地面产生不可预估的后果。现有锁定机构主要依靠货物载荷产生的摩擦力和弹簧作用力进行锁定，在静态下能够可靠锁定，但在吊挂飞行过程中，受振动、冲击等动态载荷下，可靠性不高，会出现锁定机构意外打开情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锁定机构及其锁定方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锁定机构，包括驱动装置、中心轴、自锁杆、锁扣和吊索装置；中心轴的一端连接驱动装置，驱动装置能够带动中心轴上下纵向移动，中心轴的另一端连接自锁杆，自锁杆的下方与锁扣铰接，自锁杆的移动能够带动锁扣的开闭，锁扣的开口处设置有吊索装置。

进一步的，自锁杆为两个直杆，两个直杆的一端铰接，形成人字形自锁杆，中心轴与自锁杆的铰接处固定连接；两个直杆的另一端分别铰接锁扣。

进一步的，锁扣为两个L型杆，两个L型杆的一端部分别铰接在自锁杆下方，且两个L型杆开口相对设置，两个L型杆的拐角处设置有支撑块。

进一步的，吊索装置包括两个L型杆的另一端均设置有锁舌。

进一步的，吊索装置包括吊索接头凸台、吊索杆和吊索接头，吊索接头设置在吊索杆的端部，索接头凸台设置在吊索杆中部。

进一步的，驱动装置包括液压动作筒、传动杆和腰形套筒；液压动作筒的一端固定设置，液压动作筒的输出端与传动杆的一端铰接，传动杆的另一端与腰形套筒铰接，腰形套筒固定设置在中心轴上。

进一步的，传动杆的中部设置有外部支撑点，形成杠杆机构。

进一步的，锁扣内部设置有台阶和接近传感器，中心轴的底部设置有凸台，中心轴向下运动时，凸台与台阶接触。

进一步的，一种锁定机构的锁定方法，包括以下步骤：

锁定机构为常开状态，需要吊挂货物时，将与货物连接的吊索接头插入锁定机构中，接近传感器感应到吊索接头后，驱动装置收回，带动传动杆逆时针转动，推动中心轴向下运动，进而通过自锁杆带动锁扣闭合，锁止吊索接头；

需要投放吊挂货物时，向驱动装置伸出或人工操作传动杆使传动杆顺时针转动，带动中心轴竖起向上运动，自锁杆脱离锁死角，锁扣打开，吊索接头凸台失去锁舌支撑，在重力作用下，自动脱落，实现投放吊挂货物。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明的锁定机构是利用机构锁定后产生的锁死角和液压动作筒产生的驱动锁定，在吊挂飞行过程下，可靠锁定吊索接头的一种机构，同时具备有效投放功能，结构简单，锁定可靠，使用便捷。主要由产生驱动力的液压动作筒、人工操作的手动杆、可上下运动的中心轴、与中心轴产生锁死角的自锁杆、锁定吊索接头的锁扣、感知吊索接头的接近传感器、与货物连接的吊索接头等组成。锁定机构为常开状态，需要吊挂货物时，将与货物连接的吊索接头插入锁定机构中，接近传感器感应到吊索接头后，液压动作筒动作，带动自锁杆进入锁死角，锁扣锁定吊索接头，实现挂载。操作简单，挂载便捷，即使在直升机机腹空间小，视野差的情况下，也能实现快速可靠挂载。

进一步的，如果自锁杆未进入锁死角，即吊索接头未被锁扣锁定，则吊索接头在重力作用下，自动脱落，无法挂载，具有提示操作人员的作用，防止挂载不可靠，在飞行过程中，出现意外投放现象；

进一步的，自锁杆进入锁死角后，锁死力与吊挂载荷成正比，只要存在吊挂载荷，就有锁死力，而在吊挂飞行过程中，吊挂载荷一直存在，锁死力也就一直存在，保证了锁扣会一直锁定吊索接头，不会出现意外投放的现象。同时，只要接近传感器感应到吊索接头，液压动作筒便一直产生锁定驱动，保证锁扣不会打开。因此，依靠结构锁定和驱动锁定的双余度锁定机构的可靠性非常高，在吊挂飞行过程中不会出现意外投放现象；

进一步的，接近传感器实时监测吊索接头的位置，并反馈给直升机综合显示器，显示锁定机构的开合状态，对飞行员和操作人员具有提示作用。

进一步的，需要投放吊挂货物时，通过液压动作筒或人工操作手动杆，克服锁死力后，自锁杆脱离锁死角，锁扣打开，吊索接头失去支撑，在重力作用下，自动脱落，实现投放吊挂货物。锁定机构在可靠吊挂的同时，需要投放时也能快速有效投放负载。

附图说明

图1为本发明锁定机构原理示意图；

图2为本发明锁定机构闭合原理示意图；

图3为本发明锁定机构锁止原理示意图；

图4为本发明锁定机构打开原理示意图。

具体实施方式

本发明利用机构锁定后产生的锁死角和液压动作筒产生的驱动锁定，保证在吊挂飞行过程中的可靠吊挂，需要投放时又能有效投放负载，结构简单，锁定可靠，使用便捷。

如图1所示，锁定机构主要由产生驱动力的液压动作筒1、人工操作的传动杆2、可上下运动的中心轴3、与中心轴3产生锁死角的自锁杆4、锁定吊索接头7、接近传感器6、与货物连接的索接头凸台等组成。中心轴3向下运动时，自锁杆4的两个直杆角度变大，撑开锁扣5额两个L型杆，带动锁扣5的两个L型杆下端收拢，实现闭合。

液压动作筒1一端铰链固定，另一端与传动杆2铰接，液压动作筒1接到控制单元指令后，通过伸出或收回，带动传动杆2旋转，进而驱动机构锁定或打开。操作人员也可操作传动杆2驱动机构锁定或打开。中心轴3为一竖直运动杆，与传动杆2连接处为腰形结构8，可以不受传动杆2转动产生的横向位移影响而灵活上下运动，下部除与自锁杆4铰连外，头部为一凸台9，机构锁止时与台阶10接触，如图3所示，将吊挂货物重力G在机构上产生的锁死力2F

如图1、图2所示，锁定机构为常开状态，需要吊挂货物时，将与货物连接的吊索接头7插入锁定机构中，接近传感器6感应到吊索接头7后，控制单元向液压动作筒1发出指令，液压动作筒1收回，带动传动杆2逆时针转动，推动中心轴3向下运动，进而通过自锁杆4带动锁扣5闭合，锁止吊索接头7。

如图3所示，锁扣5锁止吊索接头7时，自锁杆4与中心轴3之间的夹角小于90°，进入锁死角，货物重力G通过机构传递产生向下的锁死力2F

如图4所示，需要投放吊挂货物时，向液压动作筒1发出伸出指令或人工操作传动杆2使传动杆2顺时针转动，带动中心轴3竖起向上运动，克服锁死力2F