一種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置及其方法和控制方法
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于直升機(jī)外吊掛運(yùn)輸領(lǐng)域，具體為一種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置及其方法和控制方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]外吊掛系統(tǒng)在國(guó)外市場(chǎng)上早有應(yīng)用和發(fā)展，早在上個(gè)世紀(jì)六十年代末、七十年代初，隨著越南戰(zhàn)爭(zhēng)中重型直升機(jī)的應(yīng)用、發(fā)展，直升機(jī)吊掛運(yùn)輸在戰(zhàn)爭(zhēng)運(yùn)籌中起到越來(lái)越重要的作用。國(guó)內(nèi)吊掛飛行的研究起始于上世紀(jì)80年代，目前在此類產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用還處于初期，沒(méi)有比較成熟的產(chǎn)品。
[0003]隨著直升機(jī)吊掛運(yùn)輸在戰(zhàn)爭(zhēng)中戰(zhàn)術(shù)的運(yùn)用，以及各項(xiàng)民用經(jīng)濟(jì)建設(shè)工程中直升機(jī)吊掛運(yùn)輸領(lǐng)域的不斷開(kāi)拓，它具有無(wú)需考慮直升機(jī)本身的裝載容積以及與貨物外形之間的匹配、不受交通狀況和地理?xiàng)l件制約等優(yōu)點(diǎn)，使人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到:直升機(jī)以其靈活的機(jī)動(dòng)性，吊掛運(yùn)輸大體積貨物，在各個(gè)領(lǐng)域起著越來(lái)越重要的作用。
[0004]機(jī)載貨物運(yùn)輸正向功能多樣化，具體化，靈活化的方向發(fā)展，目前一種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置無(wú)論是在戰(zhàn)術(shù)，還是在民用經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均顯得極為迫切，此類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能夠促進(jìn)國(guó)內(nèi)直升機(jī)吊掛運(yùn)輸領(lǐng)域的發(fā)展。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置及其方法和控制方法，該裝置同時(shí)具有吊掛貨物、監(jiān)控貨物、釋放貨物和稱量貨物重量的功能，體積小、重量輕，監(jiān)控、測(cè)試、操縱方便，可靠性、安全性高，環(huán)境適應(yīng)性好，抗電磁干擾能力強(qiáng)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)手段:
[0007]—種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置，包括吊掛監(jiān)控盒、吊掛釋放裝置和吊索；吊掛監(jiān)控盒控制吊掛釋放裝置實(shí)現(xiàn)吊掛貨物、監(jiān)控貨物及釋放貨物，吊索與吊掛釋放裝置連接用于直接懸掛貨物;所述的吊掛釋放裝置包括吊掛釋放機(jī)構(gòu)、控制吊掛釋放機(jī)構(gòu)正常釋放的正常電磁釋放控制器和控制吊掛釋放機(jī)構(gòu)應(yīng)急釋放的拋放彈應(yīng)急釋放控制器，吊掛釋放機(jī)構(gòu)包括用于懸掛吊索或貨物的掛鉤。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊掛釋放機(jī)構(gòu)還包括均鉸接在殼體上的自傳桿、吊板和搖桿;所述的掛鉤通過(guò)第一軸鉸接在殼體上，掛鉤一端為鉤狀部且該鉤狀部伸出殼體外部用于懸掛貨物，另一端為掛鉤撥片;所述的自傳桿一端為擋片，另一端為自傳桿撥片，擋片上的弧形槽與掛鉤撥片接觸，自傳桿與掛鉤在外力作用下相互帶動(dòng)繞其對(duì)應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng);所述的自傳桿撥片與吊板一側(cè)的滾輪接觸，自傳桿與吊板在外力作用下相互帶動(dòng)繞其對(duì)應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng);所述的吊板靠近自傳桿一側(cè)設(shè)置有防止吊板逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的銷(xiāo)釘;所述的搖桿一端與吊板另一側(cè)鉸接，吊板與搖桿在外力作用下相互帶動(dòng)繞其對(duì)應(yīng)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)；正常電磁釋放控制器和拋放彈應(yīng)急釋放控制器均控制搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊板為等邊三角形結(jié)構(gòu)，其頂角通過(guò)第三軸鉸接在殼體上，一個(gè)底角上設(shè)置滾輪，另一個(gè)底角與搖桿鉸接。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的掛鉤為月牙形結(jié)構(gòu)，掛鉤通過(guò)第一軸鉸接在殼體上，懸掛貨物時(shí)掛鉤的鉤狀部產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩。
[0011 ]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的自傳桿通過(guò)第二軸鉸接在殼體上，擋片上還設(shè)置有防止掛鉤撥片滑出弧形槽的凸體；自傳桿的自傳桿撥片由兩個(gè)大小不同的弧形結(jié)構(gòu)形成的鉤狀結(jié)構(gòu)，滾輪設(shè)置在鉤狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊掛釋放機(jī)構(gòu)還設(shè)置有與掛鉤配合的保險(xiǎn)扣；所述的吊掛釋放機(jī)構(gòu)還設(shè)置有手動(dòng)機(jī)構(gòu)釋放桿。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊掛釋放裝置還包括用于稱量貨物重量的稱重傳感器，稱重傳感器的彈性體與掛鉤的后承載梁為一體式結(jié)構(gòu)，粘貼于彈性體不同部位的多個(gè)應(yīng)變計(jì)敏感柵組成惠斯通電橋，惠斯通電橋輸出一個(gè)與貨物重量成線性關(guān)系的電壓信號(hào)，經(jīng)稱重信號(hào)調(diào)理器一級(jí)放大和二階低通濾波后輸出伏級(jí)電壓信號(hào)，輸出吊掛重量。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊索包括用于懸掛到掛鉤上的吊環(huán)、連接吊環(huán)與吊鉤的吊繩和用于直接懸掛貨物吊鉤，所述的吊鉤上還設(shè)置有能夠讓貨物進(jìn)入吊鉤、又能防止貨物滑出的彈簧扣。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的吊掛監(jiān)控盒上設(shè)置有指示燈區(qū)域、拋放彈應(yīng)急釋放測(cè)試區(qū)和釋放按鈕區(qū)域;釋放按鈕區(qū)域包括拋放彈應(yīng)急釋放和正常電磁釋放按鈕。
[0016]—種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置的使用方法，包括以下步驟:
[0017]當(dāng)掛鉤上吊掛貨物后，在貨物重力作用下，產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩，掛鉤將第一轉(zhuǎn)矩傳遞給自鎖桿，產(chǎn)生順時(shí)針第二轉(zhuǎn)矩，自鎖桿再將第二轉(zhuǎn)矩傳遞給吊板，產(chǎn)生逆時(shí)針第三轉(zhuǎn)矩，銷(xiāo)釘便向吊板產(chǎn)生順時(shí)針第四轉(zhuǎn)矩，第四轉(zhuǎn)矩與第三轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，吊板處于平衡狀態(tài)；同時(shí)，吊板向自鎖桿傳遞逆時(shí)針第五轉(zhuǎn)矩，第五轉(zhuǎn)矩與第二轉(zhuǎn)矩b大小相等，方向相反，自鎖桿處于平衡狀態(tài)；自鎖桿向掛鉤傳遞順時(shí)針第六轉(zhuǎn)矩，第六轉(zhuǎn)矩與第一轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，掛鉤處于平衡狀態(tài)；
[0018]當(dāng)需要釋放所吊掛貨物時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)搖桿，產(chǎn)生第七轉(zhuǎn)矩，第七轉(zhuǎn)矩在機(jī)構(gòu)作用下，傳遞給吊板，產(chǎn)生順時(shí)針第八轉(zhuǎn)矩，吊板便會(huì)在第八轉(zhuǎn)矩的作用下，繞第三軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)滾輪滾出自鎖桿后，第五轉(zhuǎn)矩消失，自鎖桿便在第二轉(zhuǎn)矩的作用下，繞第二軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使得第六轉(zhuǎn)矩也消失，掛鉤便在第一轉(zhuǎn)矩的作用下，繞第一軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放吊掛貨物。
[0019]一種直升機(jī)用貨物掛鉤裝置的控制方法，包括地面手動(dòng)釋放、正常電磁釋放和應(yīng)急釋放共三種釋放方式;其中，
[0020]正常電磁釋放的具體步驟為:按下正常電磁釋放按鈕，正常電磁釋放控制器驅(qū)動(dòng)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)指示開(kāi)關(guān)接通，掛鉤打開(kāi)指示燈亮，正常電磁釋放電源切斷開(kāi)關(guān)接通，吊板組件轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)自鎖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)，貨物釋放;掛鉤復(fù)位，自鎖桿復(fù)位，吊板組件復(fù)位，搖桿復(fù)位，掛鉤打開(kāi)指示燈滅；
[0021 ]應(yīng)急釋放包括拋放彈應(yīng)急釋放和手動(dòng)應(yīng)急釋放;拋放彈應(yīng)急釋放具體步驟均為:按下拋放彈應(yīng)急釋放按鈕，按下拋放彈應(yīng)急釋放控制器工作，驅(qū)動(dòng)搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)指示開(kāi)關(guān)接通，掛鉤打開(kāi)指示燈亮，吊板組件轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)自鎖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)，貨物釋放;更換拋放彈應(yīng)急釋放控制器，掛鉤復(fù)位，自鎖桿復(fù)位，吊板組件復(fù)位，搖桿復(fù)位，掛鉤打開(kāi)指示燈滅；
[0022]手動(dòng)應(yīng)急釋放步驟為:打開(kāi)貨物掛鉤的保險(xiǎn)扣，搬動(dòng)手動(dòng)操作桿，搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)指示開(kāi)關(guān)接通，掛鉤打開(kāi)指示燈亮，吊板組件轉(zhuǎn)動(dòng)，自鎖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)，貨物釋放；更換拋放彈應(yīng)急釋放控制器，掛鉤復(fù)位，自鎖桿復(fù)位，吊板組件復(fù)位，搖桿復(fù)位，掛鉤打開(kāi)指示燈滅；
[0023]地面手動(dòng)釋放步驟具體為:搬動(dòng)手動(dòng)操作桿，搖桿組件轉(zhuǎn)動(dòng)，自鎖桿轉(zhuǎn)動(dòng)，掛鉤打開(kāi)，貨物釋放;掛鉤復(fù)位，自鎖桿復(fù)位，吊板組件復(fù)位，搖桿復(fù)位，掛鉤打開(kāi)指示燈滅。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0025]本發(fā)明的貨物掛鉤裝置由吊掛監(jiān)控盒、貨物掛鉤和吊索組成。貨物掛鉤包括吊掛釋放機(jī)構(gòu)、正常電磁釋放控制器、拋放彈應(yīng)急釋放控制器、稱重傳感器、稱重信號(hào)調(diào)理器。集成度高，功能強(qiáng)大，體積小、重量輕，監(jiān)控、測(cè)試、操縱方便，可靠性、安全性高，環(huán)境適應(yīng)性好，抗電磁干擾能力強(qiáng)。
[0026]進(jìn)一步的，保險(xiǎn)扣作為吊掛釋放機(jī)構(gòu)中鎖死機(jī)構(gòu)，能夠可靠保持住貨物，貨物在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)意外釋放情況。
[0027]進(jìn)一步的，利用手動(dòng)機(jī)構(gòu)釋放桿可以打開(kāi)鎖死機(jī)構(gòu)，釋放吊掛貨物。利用正常電磁釋放控制器和拋放彈應(yīng)急釋放控制器可以打開(kāi)鎖死機(jī)構(gòu)，釋放吊掛貨物。一種機(jī)械釋放方式和兩種快速釋放方式，保證可靠有效釋放吊掛貨物。
[0028]進(jìn)一步的，利用吊掛監(jiān)控盒可以融合多路控制信號(hào)，監(jiān)視、控制、測(cè)試貨物掛鉤。
[0029]進(jìn)一步的，利用稱重傳感器和稱重信號(hào)調(diào)理器可以稱量貨物的重量，輸出重量信號(hào)。
[0030]進(jìn)一步的，利用吊索便于操作人員掛卸載貨物，防止飛行過(guò)程中貨物搖擺時(shí)與直升機(jī)碰撞。
[0031]本發(fā)明的使用方法，操作簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)轉(zhuǎn)矩及杠桿原理，保證了懸掛貨物時(shí)的平衡，及釋放貨物的準(zhǔn)確。
[0032]本發(fā)明的控制方法，包括地面手動(dòng)釋放、正常電磁釋放和應(yīng)急釋放共三種釋放方式，通過(guò)電磁控制解決日常的自動(dòng)釋放，采用拋放彈應(yīng)急釋放解決緊急情況的釋放，采用地面手動(dòng)桿的操作，人工釋放貨物?？刂茰?zhǔn)確，響應(yīng)迅速，有效的解決了各種意外情況的發(fā)生。
【【附圖說(shuō)明】】
[0033]圖1為吊掛釋放裝置的示意圖