CN106043726B - 一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，它包括鱼叉及格栅，鱼叉包括安装板，安装板下部设置有与无刷直流电机连接的齿轮箱，齿轮箱输出端通过滚珠丝杆及丝杆螺母的配合与内筒一端连接，内筒另一端与设置有手动解除装置的锁定机构连接；内筒另一端与锁定机构之间设置有用于控制锁定机构锁定解除功能的电磁铁组件；电磁铁组件及无刷直流电机由控制器控制。本发明具有结构简单、重量轻、维护保养方便、速度快、无污染、低电耗等优点，解决了因液压驱动带来的各种问题。

Description

一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体地指一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统。

背景技术

直升机着舰过程是一个复杂的过程，易受外界自然条件影响，存在以下问题：

(1)外界自然条件对直升机的影响：直升机接近舰面后产生的紊乱气流及海风等影响，导致直升机着舰时在空中的状态存在不稳定性；

(2)外界自然条件对舰船的影响：舰船在海浪和海风等的作用下始终保持运动，导致着舰区域相对直升机始终保持相对运动；

(3)着舰后直升机与舰面的相对位移：在无系留设施及系留不牢时，舰船运动及海风等外界因素影响下，直升机与舰船发生相对移动。

综上所述，直升机着舰难度较大，因此为保障直升机的起降安全，大多舰载直升机需要借助着舰助降系统来实现安全起降。

目前，舰载直升机助降系统大多为鱼叉-格栅着舰助降系统，主要由固定在直升机上的鱼叉和固定在舰船上的格栅组成，从驱动方式上可分为液压驱动、气动驱动和电动驱动，国内常见的驱动方式为液压驱动，该驱动方式的助降系统重量较重，需配备液压辅助系统，且因油液污染、泄露等因素使维护保养起来较为复杂。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种不仅能够实现助降系统的主要功能和作用，而且具有重量较轻、结构简单、维护保养方便特点的具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统。

本发明的技术方案为：一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，它包括鱼叉及格栅，所述鱼叉安装在直升机上，所述格栅安装在舰船上，其特征在于：所述鱼叉包括安装板，所述安装板下部设置有与无刷直流电机连接的齿轮箱，所述齿轮箱输出端与滚珠丝杆一端连接，所述滚珠丝杆沿竖向向下延伸，所述滚珠丝杆上设置有与其配合的丝杆螺母，所述丝杆螺母与同所述滚珠丝杆同轴布置的内筒一端连接，所述内筒另一端与同所述格栅配合并设置有手动解除装置的锁定机构连接；所述内筒另一端与所述锁定机构之间设置有用于控制所述锁定机构锁定解除功能的电磁铁组件；所述电磁铁组件及所述无刷直流电机由控制器控制。

进一步地，所述安装板与所述齿轮箱顶部通过缓冲橡胶套连接，所述缓冲橡胶套内设置有将所述安装板与所述齿轮箱连接并由所述控制器控制的拉压力传感器。

进一步地，所述齿轮箱内设置有由所述控制器控制的增量编码器。

进一步地，所述齿轮箱底部设置有将所述内筒包裹在内并同轴布置的外筒，上位置开关布置在所述外筒下部外侧，下位置开关布置在所述电磁铁组件侧部，所述上位置开关及所述下位置开关由所述控制器控制。

进一步地，所述内筒另一端与所述滚珠丝杆之间设置有导向套。

进一步地，所述锁定机构包括插拔销及锁定体，所述插拔销固定设置在所述电磁铁组件输出部；所述锁定体上设置有两个并列布置的卡爪，两个所述卡爪上部外侧分别通过水平伸缩的弹性组件与所述锁定体连接，所述卡爪中部与所述锁定体铰接，两个所述卡爪之间滑动设置有撑块，所述卡爪下部设置有向内延伸的挂钩。

进一步地，所述手动解除装置包括定位杆及定位凸起，所述定位杆布置在所述下位置开关下方，所述定位杆中部铰接在所述锁定体上，所述定位杆一端搭接在所述插拔销底端，所述定位杆另一端上设置有用于与所述下位置开关相配合的所述定位凸起。

本发明主要采用电力进行驱动，使格栅与鱼叉相互配合，达到直升机着舰的目的，确保着舰过程和着舰后直升机的安全，并引导直升机在着舰区域正确着舰，保证在一定海况条件下直升机的安全起降和系留，具有结构简单、重量轻、维护保养方便、速度快、无污染、低电耗等优点，解决了背景技术中因液压驱动带来的各种问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中锁定机构锁定前的结构示意图；

图3为本发明中锁定机构锁定后的结构示意图；

图4为本发明中手动解除装置锁定时的结构示意图；

图5为本发明中手动解除装置解锁时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参考图1，本实施例提供了一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，它包括鱼叉及格栅1，鱼叉安装在直升机上，而格栅1安装在舰船上，通过鱼叉和格栅1的相互配合，达到使直升机安全着舰的目的。

本实施例的鱼叉包括安装板12，安装板12下部设置有与无刷直流电机8连接的齿轮箱9，齿轮箱9输出端与滚珠丝杆15一端连接，滚珠丝杆15沿竖向向下延伸，滚珠丝杆15上设置有与其配合的丝杆螺母14，丝杆螺母14与同滚珠丝杆15同轴布置的内筒17一端连接，内筒17另一端通过电磁铁组件5与同格栅1配合的锁定机构2连接；本实施例将鱼叉的驱动源选用为具有正反转、刹车等功能的无刷直流电机8，无刷直流电机8通过齿轮箱9将电力转换为齿轮的旋转运动，并将齿轮的旋转运动通过滚珠丝杠副(由丝杆螺母14与滚珠丝杆15配合组成)转换为伸缩机构(内筒17)的直线运动，以实现伸缩机构的伸出收回进而完成锁定机构2与格栅1的锁定解除动作，本实施例的锁定机构2的锁定解除功能由电磁铁组件5控制，该电磁铁组件5设置在内筒17另一端与锁定机构2之间，锁定机构2上设置有手动解除装置3，以使在断电的情况下通过人工也使锁定机构2具有解锁功能。

本实施的安装板12与齿轮箱9顶部通过缓冲橡胶套11连接，以使鱼叉格栅助降系统在一定偏摆角内能正常工作。

本实施例还包括内设置有将安装板12与齿轮箱9连接的拉压力传感器13，以用于实时检测系统的受力情况。

本实施例的齿轮箱9内设置有增量编码器10，用于实现伸缩机构伸出收回的位移、速度等控制。

本实施例的齿轮箱9底部设置有将内筒17包裹在内并同轴布置的外筒16，以保证外筒16内部机构清洁，内筒17另一端与滚珠丝杆15之间设置有导向套18，在外筒16下部外侧设置有上位置开关6，在电磁铁组件5侧部布置有下位置开关4，用于检测锁定机构2的工作状况。

参考图2及图3，本实施例的锁定机构2包括插拔销2.1及锁定体2.2，插拔销2.1固定设置在电磁铁组件5输出部；锁定体2.2上设置有两个并列布置的卡爪2.3，两个卡爪2.3上部外侧分别通过水平伸缩的弹性组件2.4与锁定体2.2连接，卡爪2.3中部与锁定体2.2铰接，两个卡爪2.3之间滑动设置有撑块2.5，卡爪2.3下部设置有向内延伸的挂钩。本实施例的锁定机构2的工作原理为：锁定前，插拔销2.1位于卡爪2.3上方，弹性组件2.4处于自然伸缩状态，两个卡爪2.3上部闭合，两个卡爪2.3下部打开；锁定时，两个卡爪2.3插入格栅1中，两个卡爪2.3下部闭合，防止从卡爪2.3从格栅1中脱离，撑块2.5在两个卡爪2.3之间向上滑动，迫使卡爪2.3上部打开，弹性组件2.4被压缩，同时，插拔销2.1插入卡爪2.3上部之间，锁定系统。

参考图4及图5，本实施例的手动解除装置3包括定位杆3.1及定位凸起3.2，定位杆3.1布置在下位置开关4下方，定位杆3.1中部铰接在锁定体2.2上，定位杆3.1一端搭接在插拔销2.1底端，定位杆3.1另一端上设置有用于与下位置开关4相配合的定位凸起3.2。锁定机构2处于锁定状态时，插拔销2.1伸长，定位凸起3.2与下位置开关4接触并反馈位置信号；当需要手段解锁时，手动扳动定位杆3.1另一端，定位杆3.1顺时针旋转，定位杆3.1一端带动插拔销2.1向上运动，插拔销2.1从卡爪2.3上部分离，解除锁定。

本实施例的电磁铁组件5、无刷直流电机8、拉压力传感器13、增量编码器10、上位置开关6及下位置开关4均由布置在直升机上的控制器7控制。

本实施例的电动鱼叉格栅助降系统的工作原理为：

着舰程序：根据直升机着舰助降系统的功能和作用，在舰面导航系统引导下直升机接近舰面格栅，舰面飞控室根据海况、直升机、舰船的实际状态给出着舰指令，当距离舰面指定高度后着舰程序启动，控制器7上电，进入自检程序；自检完成后等待飞控室给出着舰信号；飞控室根据实际情况判断是否满足着舰条件，不满足情况下给出信号，直升机继续等待着舰指令，满足条件情况下给控制器7发送着舰信号，控制器7通过程序控制无刷直流电机8转动，通过齿轮箱9、滚珠丝杠副使内筒17伸长，并通过增量编码器10检测其伸出的速度和位移，锁定机构2锁定；缓冲橡胶套11使鱼叉-格栅助降系统在一定偏摆角内正常工作；通过拉压力传感器13、上位置开关6及下位置开关4检测是否插入，当未插入时，控制器7控制无刷直流电机8反向，内筒17向上运动锁定机构2收回，重新等待着舰信号；当检测到插入并且位置开关检测锁定状态后，控制器7控制无刷直流电机8换向，固定直升机，拉压力传感器13检测压力值，达到指定压力后无刷直流电机8刹车并发送状态到飞控室，关闭系统，完成整个着舰流程；

离舰程序：根据直升机着舰助降系统的功能和作用，当直升机需要离舰时，舰面飞控室根据海况、直升机、舰船的实际状态给出离舰指令，控制器7上电，进入自检程序，自检完成后等待飞控室给出离舰信号，飞控室根据实际情况判断是否满足离舰条件，不满足情况下给出信号，直升机重新等待离舰信号，满足条件情况下给控制器7离舰信号，无刷直流电机8启动，通过齿轮箱9、滚珠丝杠副使内筒17伸长，增量编码器10检测伸出位移，电磁铁组件5通电，位置开关检测锁定机构2是否解锁，当其完成解锁后，无刷直流电机8刹车反转，内筒17收回，上位置开关6检测收回状态，直升机离舰飞行，无刷直流电机8刹车并发送状态信息给飞控室，关闭系统，完成整个离舰流程。

本发明主要采用电力进行驱动，使格栅与鱼叉相互配合，达到直升机着舰的目的，确保着舰过程和着舰后直升机的安全，并引导直升机在着舰区域正确着舰，保证在一定海况条件下直升机的安全起降和系留，具有结构简单、重量轻、维护保养方便、速度快、无污染、低电耗等优点，解决了背景技术中因液压驱动带来的各种问题。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，它包括鱼叉及格栅(1)，所述鱼叉安装在直升机上，所述格栅(1)安装在舰船上，其特征在于：所述鱼叉包括安装板(12)，所述安装板(12)下部设置有与无刷直流电机(8)连接的齿轮箱(9)，所述齿轮箱(9)输出端与滚珠丝杆(15)一端连接，所述滚珠丝杆(15)沿竖向向下延伸，所述滚珠丝杆(15)上设置有与其配合的丝杆螺母(14)，所述丝杆螺母(14)与同所述滚珠丝杆(15)同轴布置的内筒(17)一端连接，所述内筒(17)另一端与同所述格栅(1)配合并设置有手动解除装置(3)的锁定机构(2)连接；所述内筒(17)另一端与所述锁定机构(2)之间设置有用于控制所述锁定机构(2)锁定解除功能的电磁铁组件(5)；所述电磁铁组件(5)及所述无刷直流电机(8)由控制器(7)控制；

所述齿轮箱(9)内设置有由所述控制器(7)控制的增量编码器(10)；

所述齿轮箱(9)底部设置有将所述内筒(17)包裹在内并同轴布置的外筒(16)，上位置开关(6)布置在所述外筒(16)下部外侧，下位置开关(4)布置在所述电磁铁组件(5)侧部，所述上位置开关(6)及所述下位置开关(4)由所述控制器(7)控制；

所述锁定机构(2)包括插拔销(2.1)及锁定体(2.2)，所述插拔销(2.1)固定设置在所述电磁铁组件(5)输出部；所述锁定体(2.2)上设置有两个并列布置的卡爪(2.3)，两个所述卡爪(2.3)上部外侧分别通过水平伸缩的弹性组件(2.4)与所述锁定体(2.2)连接，所述卡爪(2.3)中部与所述锁定体(2.2)铰接，两个所述卡爪(2.3)之间滑动设置有撑块(2.5)，所述卡爪(2.3)下部设置有向内延伸的挂钩；

所述手动解除装置(3)包括定位杆(3.1)及定位凸起(3.2)，所述定位杆(3.1)布置在所述下位置开关(4)下方，所述定位杆(3.1)中部铰接在所述锁定体(2.2)上，所述定位杆(3.1)一端搭接在所述插拔销(2.1)底端，所述定位杆(3.1)另一端上设置有用于与所述下位置开关(4)相配合的所述定位凸起(3.2)。

2.根据权利要求1所述的具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，其特征在于：所述安装板(12)与所述齿轮箱(9)顶部通过缓冲橡胶套(11)连接，所述缓冲橡胶套(11)内设置有将所述安装板(12)与所述齿轮箱(9)连接并由所述控制器(7)控制的拉压力传感器(13)。

3.根据权利要求1所述的具有自解锁功能的直升机电动鱼叉格栅助降系统，其特征在于：所述内筒(17)另一端与所述滚珠丝杆(15)之间设置有导向套(18)。

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