专利名称：滚轴插槽式门机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用在飞机起落架门上的门机构。特别地，本发明涉及利用滚轴插槽 (roller slot)机构的门机构。
背景技术：
数种不同的机构是熟知的并用以操作飞机起落架门的打开和关闭。然而，这些机构中的大部分具有与它们相关联的不足，因为它们会影响飞机起落架门、起落架和飞机的空气动力学中的至少一种的总的性能。多种门机构基于包含转动关节和/或球形接头的机械联动装置。这种机械装置具有下述优点，即不包括要求额外的维护的液压传动装置，不包括门靠近传感器和其它电子控制装置，以及不要求将紧急释放系统结合在它们之中。此外，机械联动装置通常包括比非机械装置少的部件。较少的部件通常转变为该装置的较高的可靠性。然而，使用机械联动装置也包括多个缺点。使用这种装置会由于门气动力负荷而抑制起落架伸缩，因为某些装置使起落架上下时的门关闭变得相当困难。此外，机械装置的使用使得难以控制用于实施期望的门打开和门关闭顺序的运动学。所述运动学包括诸如门打开速度、门打开的最大角度、在起落架在门旁边移动时门保持打开多长的时间之类的参数。因此希望提供一种门机构，其保留机械联动装置的优点，同时克服一些固有的运动学问题。
发明内容
本发明提供了一种用在飞机起落架舱门上的门机构，其提供飞机起落架舱门的受控的打开和关闭。本发明提供了一种门机构，其允许最初快速打开飞机起落架舱门，跟着门保持基本静止的中间停顿时间，以及随后一旦起落架接近完全伸展位置时则快速关闭门。在一种实施方式中，提供了一种用于打开和关闭起落架舱门的飞机起落架滚轴打开机构，包括传动杆，可枢转地连接至飞机起落架的一端；输入曲柄，其第一端在传动杆的与起落架相对处可枢转地连接至传动杆；输出曲柄，连接至输入曲柄并可操作以相对于输入曲柄运动；和门锁杆，可枢转地连接至输出曲柄，该门锁杆还连接至起落架舱门。在另一种实施方式中，提供了一种用于打开和关闭起落架舱门的飞机起落架滚轴插槽机构，包括传动杆，在一端可枢转地连接至飞机起落架；输入曲柄，其第一端在传动杆的与起落架相对处可枢转地连接至传动杆，输入曲柄具有从第二端延伸的突出部；输出曲柄，包括限定在该输出曲柄的一端处的插槽，该插槽构造为将连接装置容纳在其中；和门锁杆，在输出曲柄的与插槽相对的一端可枢转地连接至输出曲柄，该门锁杆还连接至起落架舱门。起落架的伸展引起传动杆运动，该运动启动输入曲柄的旋转。输入曲柄的旋转使突出部在位于输出曲柄上的插槽内运动。这种运动依次启动输出曲柄的旋转，这种旋转施加力至门锁杆上，门锁杆向下推起落架舱门，由此启动门的打开。还提供了一种用于打开和关闭飞机中的起落架舱舱的门的设备，包括机械连接装置，连接起落架和门，该连接装置包括输入曲柄，在至少一个输入曲柄支点处连接至起落架舱并还连接至起落架；输出曲柄，在至少一个支点处连接至起落架舱并还连接至起落架舱门，输入和输出曲柄构造为使得输入和输出曲柄中的一个围绕其对应的支点的枢转运动引起输入和输出曲柄中的另一个围绕其对应的支点枢转，输出曲柄的运动导致打开和/ 或关闭起落架舱门。还提供了一种用于打开和关闭飞机中的起落架舱的舱门的设备，包括机械连接装置，连接起落架和门，该连接装置包括连接至起落架的传动杆和连接至起落架舱门的门锁杆；输入曲柄，其第一端在传动杆的与连接至起落架的一端相对处连接至传动杆；和输出曲柄，在第一端连接至门锁杆；输入曲柄和输出曲柄独立地、可枢转地连接至起落架舱且还彼此连接，且构造为使得输入曲柄的枢转运动导致输出曲柄的枢转运动，由此打开和关闭舱门。在一种实施方式中，输入曲柄包括突出部，并且输出曲柄包括插槽，突出部的尺寸形成为被容纳在输出曲柄的插槽内。突出部优选构造为在输入曲柄的枢转运动时在插槽内运动。突出部在插槽内的运动导致输出曲柄的枢转运动。在另一种实施方式中，输入曲柄可枢转地连接至传动杆，并且在起落架伸展或缩回时传动杆的运动使输入曲柄围绕连接点枢转。还提供了一种飞机起落架舱门打开和关闭设备，包括传动杆，可枢转地连接至起落架；门锁杆，连接至起落架舱门；输入曲柄，在第一端可枢转地连接至传动杆并围绕输入曲柄支点连接至起落架舱的；输出曲柄，可枢转地连接至门锁杆并围绕输出曲柄支点连接至起落架舱的；输入曲柄和输出曲柄中的至少一个具有位于其上的连接装置，该连接装置构造为连接输入曲柄和输出曲柄，使得输入曲柄的运动转换为输出曲柄的运动和起落架舱门的打开或关闭。在一种实施方式中，连接装置包括位于输入曲柄和输出曲柄中的一个上的至少一个突出部，输入曲柄和输出曲柄中的另一个构造为在其上容纳所述至少一个突出部。在另一种实施方式中，连接装置包括位于输入曲柄上的至少一个突起部，所述至少一个突起部构造为被容纳在位于输出曲柄的孔内。在可替换实施方式中，连接装置包括位于输入曲柄上的至少一个突出部，其构造为被容纳在位于输出曲柄的与连接至起落架的一端相对的插槽内。
现在将参照附图进一步详细描述本发明图1为本发明的滚轴插槽式门机构的一种实施方式的示意图；图2为图1的滚轴插槽式门机构的一部分的示意图；图3A-C示出了本发明的滚轴插槽机构的几何形状；图4-7示出了用在示出的处于缩回位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图8-10示出了用在示出为处于5°伸展位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图11-13示出了用在示出为处于35°伸展位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图14示出了用在示出为处于50°伸展位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图15-17示出了用在示出为处于75°伸展位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图18-20示出了用在示出为处于97°伸展位置的飞机起落架上的本发明的滚轴插槽机构；图21A和21B示出了定义滚轴和插槽的运动的方程式；图22示出了本发明的门机构相对于起落架舱壁的位置；图23图示了用在本发明中的自润滑滚轴的一种实施方式；图M-26图示了本发明的门机构的滚轴和插槽的一种实施方式；以及图27图示了门锁杆至起落架舱门的连接的一种实施方式。
具体实施例方式本发明提供了一种用在飞机起落架舱(bay)门上的门机构。本发明的门机构在本文中称为滚轴插槽式门机构。滚轴插槽式门机构在一端连接至飞机的起落架，在另一端连接至起落架舱门。滚轴插槽式门机构包括互连且可操作以彼此相对运动的输入和输出曲柄。起落架的运动将启动输入曲柄的运动，输入曲柄的运动将依次使输出曲柄运动，这将转变为起落架舱门的打开和关闭。本发明提供了一种飞机门机构，其在用于快速运动门的输入和输出之间提供高传动比。飞机门机构还在传动装置伸缩的同时提供对门运动的更好的控制。而且，本发明的滚轴插槽式门机构不包括在操作期间用于保持门的弹簧或跨越拱架(over-centre)，这减少了所要求的部件数量。由于滚轴插槽机构的输入和输出曲柄之间的连续连接，本发明的门机构使得起落架门的打开和关闭和起落架运动将不失序(out of sequence) 0现在将参照附图详细描述本发明，在附图中，大致在数字10处指示滚轴插槽式门机构。滚轴插槽式门机构10包括传动杆12，其在一端13连接至大致在数字14处指示的飞机起落架。在相对端，传动杆12连接至输入曲柄16，其可操作以围绕至传动杆12的连接点(在图2中在数字18处清楚地指示出)枢转。如在附图中可以看到的那样，输入曲柄16包括两个端部(在数字16a处指示)，其彼此平行延伸，其中连接两个端部的中间轴部16b垂直于端部16a延伸，如图2所示。应该理解，在门和起落架连接点不共面的实施方式中可以包括中间轴部16b。包括中间轴部16b 可以帮助对准门机构的部件。然而，应该理解，在一种实施方式中，输入曲柄16不包括中间轴部16b，且仅包括主体，突出部20或滚轴(下文进一步描述)连接至该主体。在一种实施方式中，例如在图2中示出的，突出部20延伸离开输入曲柄16并容纳在位于输出曲柄M上的插槽22内。突出部20的尺寸和形状形成为被容纳在插槽22，且可操作以在插槽22内运动，如下文将进一步详细描述的那样。突出部20和插槽22连接输入和输出曲柄，并且在本文中还可以称为连接装置。应该理解，本文中图示的插槽22还可以称为孔并且可操纵以将突出部20容纳在其中，以允许突出部在孔内运动，如在本文中针对插槽进行描述和图示的那样。在一种实施方式中，突出部20延伸到插槽的边缘之外以突出到插槽22之外。突出部20延伸超出插槽22将解决所有的飞机、门机构和起落架的在负荷下的容差、磨损和变形或偏斜。在可替换实施方式中，如在图对力6中示出，输入曲柄116包括被容纳在位于输出曲柄1 上的插槽22内的滚轴120。滚轴120保持在形成输入曲柄116的一部分的滚轴U 形夹123内。应该理解，突出部120和滚轴120以在本文中描述的相同的方式起作用，并且仅仅是不同的使用的实施方式。滚轴120可以是用在航空应用中用于诸如襟翼轨道等之类的其它机构的通常的滚轴。在一种实施方式中，滚轴包括外环和内环，所述环由自润滑衬里分开。可以使用的衬里的类型的例子包括但不限于包含PIFE和/或其它润滑材料的织物。在可替换实施方式中，滚轴可以为标准的滚针轴承滚轴或用平边套管构造的滚轴，这种滚轴可能要求周期性的润滑。在图23中示出自润滑滚轴的例子。应该理解，所提供的尺寸在本质上仅仅是示例性的。应该理解，本文中描述的输入和输出曲柄不限于附图中示出的曲柄。只要它们以在本文中描述的方式起作用，可以对它们的形状和形式进行修改。在一种实施方式中，所述曲柄是栓接在一起的部件的组件或配件。上文描述的输入和输出曲柄、轴和臂的主要部分可以由铝制成，以减轻重量。由于对磨损和接触应力的关注，输入曲柄上的滚轴或突出部和输出曲柄中的插槽优选由可以承受这种磨损的材料制成。输出轴上的插槽可以由用硬铬镀层或氨氮化(ammonia nitriding)精整过的钢制成，以提供良好的磨损面。如果负荷低，也可以使用经过强阳极氧化Oiard anodizing)或其它表面处理的铝或钛。转向图1和2，在输出曲柄M的与包括插槽22的端部相对的端部，输出曲柄M连接至门锁杆26。门锁杆沈在与输出曲柄M相对的端部连接至大致在数字观处指示的飞机起落架门。门锁杆26在允许门锁杆沈相对于输出曲柄M枢转运动的点处连接至输出曲柄M。这两个元件的连接点在图2中大致在数字30处指示。由于门铰链以垂直于输出曲柄的枢转轴线的直角定位，因此在运行期间门锁杆需要可操作以便在全部三维上运动。为了迎合这种运动，门锁杆优选由位于每个端部的球形接头构成。这些球形接头可以为由滚珠和座圈构成的通常的航空球面轴承。所述滚珠具有穿过它的孔，并采用标准螺栓销接至输出曲柄和门上的配合的U形夹。所述轴承必须具有足够的角位移能力，以迎合整个起落架伸展/缩回循环期间的运动。为了降低运动期间经历的角位移(misalignment)，U形夹和螺栓轴线可以处于大致在数字44处指示的最佳"倾斜"位置，其不必与部件上的任何其它轴线对准。这是飞机起落架设计中的典型常例，因为由于空间和几何形状的限制，纯平面运动通常是不可能的。在图27中示出至门的门锁杆连接的一个例子。图3A-C示出了突出部20在插槽22内的一种实施方式的运动。如在这些附图中可以看到的那样，插槽22包括大致在32处指示的直部和大致在34处指示的弓形部。当突出部20在插槽22的直部32内运动时，该运动使输出曲柄旋转，并且该旋转通过输出曲柄M 与门锁杆沈的连接转换成门锁杆沈的运动，这种运动打开或关闭起落架舱门观。图3A-C 图示了突出部20和插槽22布置的几何形状的一种实施方式。如在图3A-C中可以看到的那样，输入曲柄16的旋转最初将基于比率R/(D-R)使输出曲柄M的旋转放大。当输入曲柄16继续旋转时，所述放大将降低。当突出部20到达插槽22的直部32的末端时，如在图3C中看到的那样，突出部20的运动垂直于插槽22。此时弓形部34与输入曲柄支点同心。输入曲柄16的任何进一步的旋转将不会导致输出曲柄 24运动。在该位置，起落架舱门观保持打开。突出部20和插槽22的几何结构的完整运动可以由图21A和2IB中示出的方程式限定。应该理解，上述示出了突出部/滚轴和插槽几何结构的描述和附图是基于大致线性的插槽，但这仅是突出部/滚轴和插槽构造的一种实施方式。本文中描述的滚轴插槽机构可以包括具有基于诸如样条、抛物线和三角函数的其它数学曲线的几何形状的插槽。使用可替换几何形状可以提供起落架舱门的运动控制的变体。插槽的可替换几何形状将允许门运动的微调，因此给门运动提供了较好的控制。应该理解，如上所述，滚轴120在插槽内的运动也将用于突出部和插槽的实施方式。如上所述，在图M-26中更详细地示出了输入和输出曲柄的可替换实施方式。图 M示出了输入曲柄和输出曲柄组件的一种实施方式，该组件包括容纳在位于输出曲柄1 上的插槽内的滚轴120。如在图M中可以看到的，在该实施方式中，滚轴120位于的输入曲柄两部分(本文中称为滚轴U形夹12 之间。滚轴120的尺寸形成为被容纳在输出曲柄 124上的插槽内。在该实施方式种，插槽122包括闭合端125，并且滚轴120容纳在封闭的插槽内且可操作以沿着插槽的长度运动。输出曲柄1 在与连接至输入曲柄116的相对端连接至门锁杆126。如上所述，门锁杆1 作为门锁杆沈，并在一端在图M中由符号C指示的连接点处连接至飞机起落架舱门。门锁杆1 至起落架舱门的连接可以使用本领域熟知的任何手段。例如，门锁杆至起落架舱门和/或输出曲柄1 的连接可以采用球面轴承， 如在图M中在数字140处所示。具有该实施方式的滚轴120的输入曲柄116在图25中清楚地示出，输出曲柄1 在图沈中示出。在从输入和输出曲柄延伸的销钉处进行至输入曲柄和输出曲柄的飞机附接，如在图8中示出的那样。这些销钉连接至起落架舱的侧壁。舱壁可以具有2个孔，其具有用于容纳输入和输出轴上的销钉的轴衬或轴承。连接的一个例子可以通过在安装在飞机中之后由销钉的连接螺母的端部上的螺纹部轴向保持起落架舱壁来实施。可替换地，起落架舱壁可以具有从其上延伸的2个销钉，且输入和输出曲柄可以具有加有设置衬套的孔。在图22 中也示出输入曲柄16和输出曲柄M相对于起落架舱壁的位置和连接。现在将具体参照图4-20描述滚轴插槽式门机构10的操作。门机构将被描述为突出部/插槽机构，然而，如上所述，门机构可以使用将如下文描述的那样起作用的滚轴/插槽机构。通常，连接至起落架14的传动杆12将通过起落架14伸展和缩回时的旋转而运动。传动杆12的运动将使输入曲柄16旋转，这依次引起突出部20在输出曲柄M的插槽22内运动。突出部20在插槽22内的运动引起输出曲柄M的旋转，这导致门锁杆沈运动， 这又打开和/或关闭起落架门观。图4-7示出了起落架舱门观关闭情况下在起落架舱内的处于全缩回位置的起落架14。在该位置，输入曲柄16上的突出部20容纳在插槽22的直部32的闭合端处。在图 3A-C中可以看到插槽22的直部32和弓形部34。当起落架14开始伸展时，输入曲柄16通过其至传动杆12的连接被推动以旋转。 图8-10示出了伸展处于5°角的起落架14。输入曲柄16的旋转使突出部20在插槽22内运动，使其沿着直部32朝向开口端运动。这种运动驱使输出曲柄M旋转，输出曲柄M旋转施加力至门锁杆沈启动起落架舱门观的打开。图11-13示出了伸展处于35°角的起落架14。在该位置，起落架门观打开，且起落架14能够通过门。此时，起落架14的继续旋转转动输入曲柄16，并使得突出部20沿着插槽22的直部32移向弓形部34。如上所述，一旦突出部到达插槽22的弓形部34，输入曲柄16的所有进一步的旋转将不会导致输出曲柄M运动。因此门保持打开。然而，应该理解，当突出部位于插槽22 的直部的末端时，门可以以足够用于起落架经过的距离保持打开，并且突出部可以不必进入插槽的弓形部。优选地，门是完全静止的，即，当突出部处于弓形部时，或者几乎静止，即， 在突出部靠近弓形部时。突出部定位在弓形部将会在较长的时间内将舱门维持在打开位置上，这将允许起落架经过门。当将传动杆连接至起落架的点(在图14中在Pl处指示)与将传动杆连接至输入曲柄的点(在P2处指示)和起落架支点(在P3处指示)对准时，输入曲柄开始沿相反方向旋转。这出现在图14中示出的机构上的约50°的起落架伸展。当起落架14到达完全伸展位置时，连接至起落架的传动杆12的位置推动输入曲柄16沿与上述的相反的方向旋转。旋转的改变通过使得插槽22的弓形部34向下移向直部32使突出部20运动回至其起始位置。当突出部20进入插槽22的直部32中，它促使输出曲柄M沿与上述的相反的方向旋转。这种旋转拉动门锁杆26，这依次拉动并闭合起落架舱门观。图15-20图示了这种运动，其中图15-17示出了伸展处于75°角角的起落架14， 图18-20示出了伸展处于97°角伸展位置的起落架。应该理解，当起落架14开始缩回，上述门机构的部件的运动将反向发生。虽然已经参照说明性的实施方式和实施例描述了本发明，但所述描述不是要以限制性的含义进行解释。因此，一旦参考该说吗，说明性实施方式的多种修改以及本发明的其它实施方式对本领域技术人员来说将是明显的。因此期望随附的权利要求将涵盖任何这种修改或实施方式。而且，通过引入优选实施方式的描述中而将所有的权利要求结合于此。通过引用将本文中涉及的任何公开文献、专利和专利申请的全部内容结合到如与通过引用而具体地且单独时指示结合每个单独的公开文献、专利或专利申请的全部内容那样的程度。
权利要求
1.一种用于打开和关闭起落架舱门的飞机起落架滚轴插槽机构，包括传动杆，在一端可枢转地连接至飞机起落架；输入曲柄，其第一端在传动杆的与起落架相对的一端处可枢转地连接至传动杆，输入曲柄包括位于第二端的连接装置；输出曲柄，包括限定在该输出曲柄的一端处的插槽，该插槽构造为将连接装置容纳在其中；和门锁杆，在输出曲柄的与插槽相对的一端处可枢转地连接至输出曲柄，该门锁杆还连接至起落架舱门。
2.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中连接装置为突起部。
3.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中连接装置为滚轴。
4.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中连接装置的尺寸形成为被容纳在插槽内并且构造为通过输入曲柄和输出曲柄中的至少一个旋转而在插槽内运动。
5.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中起落架的伸展和/或缩回启动输入曲柄的旋转。
6.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中输出曲柄包括第一臂，第一臂连接至第二臂，第二臂垂直于第一臂，插槽从第二臂的自由端向外延伸。
7.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中插槽包括第一闭合端和第二开放端。
8.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中输入曲柄和输出曲柄中的每个在至少一个连接点处连接至起落架舱。
9.根据权利要求1所述的滚轴插槽机构，其中连接装置和插槽处于彼此连续连接的状态。
10.一种用于打开和关闭飞机中的起落架舱的门的设备，包括机械连接装置，连接起落架和门，该连接装置包括连接至起落架的传动杆和连接至起落架舱门的门锁杆；输入曲柄，其第一端在与传动杆的连接至起落架的一端相对处连接至传动杆；和输出曲柄，在第一端连接至门锁杆；输入曲柄和输出曲柄独立地、可枢转地连接至起落架舱并且进一步彼此连接且构造为使得输入曲柄的枢转运动导致输出曲柄的枢转运动，由此提供舱门的打开和关闭。
11.根据权利要求10的设备，其中输入曲柄包括突出部或滚轴中的一个，并且输出曲柄包括插槽，突出部或滚轴的尺寸形成为被容纳在输出曲柄上的插槽内。
12.根据权利要求11的设备，其中突出部或滚轴构造为通过输入曲柄的枢转运动而在插槽内运动。
13.根据权利要求12的设备，其中突出部或滚轴在插槽内的运动导致输出曲柄的枢转运动。
14.根据权利要求10的设备，其中输入曲柄可枢转地连接至传动杆，并且在起落架伸展或收缩时传动杆的运动使输入曲柄围绕连接点枢转。
15.一种飞机起落架舱门打开和关闭设备，包括传动杆，可枢转地连接至起落架；门锁杆，连接至起落架舱门；输入曲柄，输入曲柄在第一端可枢转地连接至传动杆并围绕输入曲柄支点连接至起落架舱；输出曲柄，可枢转地连接至门锁杆并围绕输出曲柄支点连接至起落架舱；输入曲柄和输出曲柄中的至少一个具有位于其上的连接装置，该连接装置构造为连接输入曲柄和输出曲柄，使得输入曲柄的运动转换为输出曲柄的运动和起落架舱门的打开或关闭。
16.根据权利要求15所述的设备，其中连接装置包括位于输入曲柄和输出曲柄中的一个上的至少一个突出部，输入曲柄和输出曲柄中的另一个构造为在其上容纳所述至少一个突出部。
17.根据权利要求15所述的设备，其中连接装置包括位于输入曲柄上的至少一个突起部，所述至少一个突起部构造为被容纳在位于输出曲柄上的孔内。
18.根据权利要求15所述的设备，其中连接装置包括位于输入曲柄上的突出部和滚轴中的至少一个，所述突出部和滚轴的至少一个构造为被容纳在位于输出曲柄的与连接至起落架的一端相对的插槽内。
全文摘要
本发明提供了一种飞机起落架舱的门机构，其包括使用滚轴插槽机构用于打开和关闭起落架舱门。
文档编号B64C25/16GK102232038SQ200980148306
公开日2011年11月2日 申请日期2009年12月3日 优先权日2008年12月5日
发明者克里斯·布鲁克菲尔德 申请人:梅西埃-道蒂公司