线缆引导装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于飞机领域中的线缆引导装置，具体是一种用于引导民用飞机的缝翼与固定前缘之间的柔性线缆的装置。


背景技术：

2.在飞机的缝翼部段中设置有大量传感器。这些传感器通常需要通过柔性线缆连接到固定前缘。然而，在飞机起飞、飞行及降落的过程中，缝翼与固定前缘之间存在相对运动。当缝翼放下时，位于缝翼和固定前缘之间的柔性线缆会暴露在由于缝翼放下而形成的缝隙中。在这种情况下，如果对线缆没有相应的支撑固定件来引导其走向，线缆很可能会卡在缝翼和固定前缘之间的间隙中，阻碍缝翼运动。此外，固定前缘中的空间小，而系统的线缆众多，因此布局环境复杂。
3.对于这种情况，在us 9187171 b2(公开日期：2015年11月17日)中提出了一种机翼上的线缆引导装置，其中采用曲柄滑块机构，在缝翼上用套筒连接连杆，在固定前缘上用铰链连接曲柄，且连杆和曲柄之间通过铰链相连。在缝翼收放的过程中，固定前缘上的曲柄能够在垂直于机翼翼面的平面内绕轴转动，由此推动缝翼上的连杆沿套筒方向运动，引导缝翼与固定前缘之间的线缆收放。然而，曲柄滑块机构中的连杆与套筒接触长度较长，它们之间的配合间隙可能会导致连杆的运动轨迹出现误差，严重时会影响缝翼端线缆的正常收放。此外，在套筒式引导过程中，柔性线缆容易在小范围内剧烈地折叠弯曲，导致线缆纠缠在一起。
4.在cn 104426113 a(公开日期：2015年3月18日)中提出一种机翼上的线缆引导装置，其中设有双摇臂机构，缝翼和固定前缘上均用铰链连接一根摇臂。这些摇臂之间也通过铰链相连。在缝翼收放的过程中，双摇臂能够绕各个连接点转动，不断调整机构的姿态，保持适应缝翼与固定前缘的间距变化，引导缝翼与固定前缘之间的线缆收放。然而采用双摇臂机构需要占用固定前缘内的大量空间，这会影响到固定前缘内其它零部件的布置。
5.在wo 2015/069127 a1(公开日期：2015年5月14日)中提出了一种多方向的线缆引导装置，包括直线缆支架和拱形线缆支架，其中设有可拆卸地安装的线缆导出盖板和平台。该装置支持在多方向上的线缆引导，支架内部通过螺栓固定的滑轨连接的，因而滑轨尽管能调整相对于彼此的方向，但并不能进行相对滑动。这种装置并非适用于飞机机翼。此外，可拆卸地安装的线缆导出盖板和平台会需要人工作业，因此不适合飞行过程中机翼线缆在高空中收放作业。
6.在cn 104185934 a(公开日期：2014年12月3日)中提出了一种机翼上的线缆引导装置，包括基座和可移动构件，可移动构件包含弹性的垫子。借助弹性垫子的弹性形变能力来填充可移动构件，从而限定支撑物的间隙，使线缆保持被束缚。然而，弹性垫子的形变能力只能弥补装置内部小范围的间隙，不足以支持缝翼收放引起的大尺度间距变化。
7.在同为申请人名下的cn 110641682 a(公开日期：2020年1月3日)中已知一种臂式运动线缆机构，包括曲柄滑块机构。在缝翼上用套筒连接连杆，而在固定前缘上用铰链连接
曲柄，且连杆和曲柄之间通过铰链相连。在缝翼收放的过程中，固定前缘上的曲柄能够在平行于机翼翼面的平面内绕轴转动，从而推动缝翼上的连杆沿套筒方向运动，引导缝翼与固定前缘之间的线缆收放。然而，如上所述的，曲柄滑块机构中在运动中可能引起连杆的运动轨迹出现误差。
8.因此，业界仍然希望能提出一种相对于上述机构或装置实现进一步改善的、结构简单、易于安装且占据空间较小的线缆引导装置，从而为缝翼和固定前缘之间的柔性线缆提供引导支持。


技术实现要素：

9.本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种能对布置在民用飞机的缝翼与固定前缘之间的柔性线缆进行引导，避免柔性线缆卡在缝翼与固定前缘之间的间隙中而影响缝翼的收放的线缆引导装置。
10.本发明的另一目的是提供一种能对飞机的柔性线缆进行引导的装置，其能防止柔性线缆自身缠绕，从而对线缆产生损害。
11.本发明的还有一个目的是提出一种对飞机的柔性线缆进行引导的装置，该装置所占用的安装空间较小，能为固定前缘中其它装置的安装留下更多的空间。
12.上述目的通过这样的用于飞机的线缆引导装置解决，该线缆引导装置包括：
13.用于将柔性线缆从飞机的缝翼引导到固定前缘的引导部段，
14.其中，引导部段构造为在高度和长度方向上是能伸缩的，
15.其中，引导部段在第一端处可枢转地连接于飞机的缝翼的后腔隔板，而在第二端处连接于飞机的固定前缘，
16.其中，当缝翼放下时，引导部段处于伸出状态，柔性线缆伸出固定前缘，当缝翼收起时，引导部段处于缩回状态，并且柔性线缆收回到固定前缘中。
17.由此，在缝翼收放过程中，根据本发明的线缆引导装置为缝翼和固定前缘之间的柔性线缆提供支持，引导这些线缆随着缝翼安全收放。
18.理想地，柔性线缆布置成沿着线缆引导装置的引导部段的走向延伸，并且借助至少一个柔性固定装置固定于引导部段。由此，线缆引导装置能对柔性线缆的走向进行一定的限制，防止过长的柔性线缆段自由旋转，进而导致在缝翼收放期间其运动轨迹不受控制。
19.特别理想地，柔性线缆借助多个柔性固定装置而被完全固定在引导部段上。这既能防止柔性线缆折叠弯曲以及相互纠缠，提高了线缆的安全性，同时又保证线缆的多个部段之间，或在多根线缆的情况下为各根线缆之间不会发生相对运动，大大减少了线缆表面的摩擦损耗，实现对柔性线缆的保护。在此，柔性线缆的“部段”理解为柔性线缆的一部分，其在两端处均受到柔性固定装置的约束。
20.可选地，上述柔性固定装置为卡箍。
21.具体地，线缆引导装置的引导部段包括由至少四根连杆形成的桁架结构。该桁架结构包括至少一个菱形状的单元，并且这至少四根连杆能相对于彼此转动地连接。
22.该桁架结构能在整体的长度和宽度方向上进行收缩。例如当桁架结构的长度最长，例如是对应于缝翼放下的状态时，桁架结构的高度最短。反之，当桁架结构的长度最短，例如是对应于缝翼收起的状态时，桁架结构的高度最高，此时其几乎完全被收进到固定前
缘中。此外，桁架结构在水平方向上可以实现较大的伸缩量。
23.引导部段呈桁架形式的结构稳定，能保证引导部段在伸出和缩回期间的运动的可靠性。此外，引导部段如上所述，能够借助在竖直方向上的小位移，满足在水平方向上缝翼相对于飞机的固定前缘的大位移，并且其占用固定前缘内的空间少，便于在固定前缘内其它零部件的设计和布置。
24.具体地，桁架结构的至少四根连杆借助铰链而在端部处或在中间部分处铰接连接到彼此。在此，中间部分是指在连杆的中点以及中点附近+/-5％的长度的范围内的部分。
25.优选地，引导部段包括两个以上的菱形单元，即，其包括至少六根连杆。
26.引导部段的一端通过铰接连接部连接到缝翼的后腔隔板，而另一端伸入固定前缘中，另一端包括至少两部分，一部分同样通过铰接连接部连接到固定前缘，而另一部分可滑动地连接到固定前缘。
27.理想地，该滑动连接通过滑块和滑槽实现，并且滑槽的曲线形状设计确定为符合缝翼收放的运动轨迹。这可以防止滑槽与在其中滑动的滑块的不契合，避免过大的约束反力造成引导部段的桁架结构过早产生疲劳损伤。
28.优选地，滑块是滚动滑块。特别优选地，该滚动滑块呈球形。这能有效降低球头在滑轨内的磨损和卡阻，同时提高滑动连接部的效率和使用寿命。此外，通过滑块与滑槽的配合能实现高约束精度。
29.本发明所提出的线缆引导装置，具有重量轻、占用空间小、安装维护性好、运动可靠性高等优点。其结构简单，对材料要求低，便于加工、安装和维修。
30.本文所描述的发明的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施方式而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的具体实施方式、权利要求书、以及附图。
附图说明
31.参考以上目的，本发明的技术特征在下面的权利要求中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施方式，而不限制本发明构思的范围。
32.图1示出根据本发明的线缆引导装置的一个实施例的侧视图；
33.图2示出图1所示的线缆引导装置在伸出状态下的侧视图；
34.图3示出图1所示的线缆引导装置在缩回状态下的侧视图；
35.图4示出图1所示的线缆引导装置的引导部段的详视图；
36.图5进一步示出图4所示的引导部段的细节a；
37.图6示出图1所示的线缆引导装置的引导部段的第一端的铰接连接部的详视图；
38.图7示出图1所示的线缆引导装置的引导部段的第二端的连接部的详视图；以及
39.图8a-8c示出了线缆引导装置与固定前缘之间的滑动连接部的详视图。
40.附图标记列表
41.1 线缆引导装置
42.10 引导部段
43.101 引导部段的第一端
44.102 引导部段的第二端
45.1021 第二端的上部部分
46.1022 第二端的下部部分
47.11 第一连杆
48.12 第二连杆
49.13 第三连杆
50.14 第四连杆
51.15 第五连杆
52.16 第六连杆
53.17 第七连杆
54.18 第八连杆
55.191 铰链
56.192 铆钉
57.193 卡箍
58.20 第一铰接连接部
59.21 支座
60.211 安装耳片
61.22 铰链
62.23 螺栓
63.24 开口
64.30 第二铰接连接部
65.31 支座
66.32 铰链
67.40 滑动连接部
68.41 滚动滑块
69.42 滑槽
70.6 柔性线缆
71.100 缝翼后腔隔板
72.200 固定前缘。
具体实施方式
73.现在将详细地参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其它实施方案。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方案的特征的位置来对这些特征进行描述。
74.下面参照图1描述总地被赋予附图标记1的线缆引导装置。
75.线缆引导装置1设置在飞机的缝翼后腔隔板100与固定前缘200之间。
76.线缆引导装置1具有可在横向方向和纵向方向上伸缩的引导部段10。优选地，如图所示，引导部段10呈桁架的结构。下文将参照图4更详细地说明引导部段10。
77.引导部段10具有第一端101和第二端102。第一端101为引导部段10在图中位于左侧的端部。第一端101通过第一铰接连接部20连接到缝翼后腔隔板100。第二端102为引导部段10在图中位于右侧的端部。如图1中可见并将在下文参照图4更详细地阐释的，呈桁架结构的引导部段10的第二端102具有上部部分1021和下部部分1022，这两部分均连接到固定前缘200，其中，第二端102的上部部分1021通过滑动连接部40可滑动地连接于固定前缘200，而第二端102的下部部分1022通过第二铰接连接部30可转动地连接于固定前缘200。下文将会结合图6至图8c对第一铰接连接部20、第二铰接连接部30以及滑动连接部40进行进一步阐释。
78.如图中可见，用于机翼上所设置的传感器的柔性线缆6从缝翼后腔隔板100上开设的开口(图1中不可见)中穿过，并在引导部段10上的多个点处被固定于构成引导部段10的连杆，使得柔性线缆6的走向基本上沿着引导部段10上的连杆，并最终到达引导部段10的第二端102。
79.在图1中可以注意到，呈桁架形式的引导部段10包括较短的连杆和较长的连杆。在较短的连杆上，柔性线缆6在三处固定于该连杆，而在较长的连杆上，柔性线缆6分别在六处固定于该较长的连杆。然而，应注意的是，上述固定的个数仅是示意性的而非限制性的。柔性线缆6在每种连杆上固定点的个数可以相应地更多或更少，只要使得柔性线缆6在引导部段10中的延伸走向尽可能遵循连杆的延伸方向，而不偏离连杆悬垂在连杆之间的菱形空间中即可。换而言之，在图1所示的呈多个菱形的单元构成的桁架形式的引导部段10中，柔性线缆6的走向应是遵循菱形单元的侧边延伸的，不应存在从任何一个菱形单元中间穿过的情况。这样设置的目的是确保柔性线缆6在缝翼放下和收起时，尽可能随着引导部段10一同运动，避免过长的柔性线缆6的部段悬垂，进而在缝翼的运动中不受控制，导致阻碍缝翼运动或导致这段较长的自由部段的柔性线缆缠绕在一起，进而对线缆造成损害。
80.下面转到图2和图3。它们分别示出了处于伸出状态和缩回状态的线缆引导装置1的引导部段10。在这些图中，为了清楚起见，没有示出通过线缆引导装置1进行引导的柔性线缆6。
81.图2示出了处于放下状态的缝翼。此时，线缆引导装置1的引导部段10呈伸出状态。图3则示出了处于收起状态的缝翼。此时，缝翼与固定前缘200之间几乎不存在空隙，线缆引导装置1的引导部段10呈缩回状态。
82.所示的实施例中的引导部段10包括三个菱形单元。比较图2和图3可见，当引导部段10处于伸出状态时，这三个菱形单元中的每一个的高度与宽度较为接近，并且引导部段10整体长度较长，而高度较低。与此相反，当引导部段10处于图3所示的缩回状态时，其整体长度较短，高度有所增加，使得线缆引导装置1所占据的空间在整体上有所减少。在此状态下，引导部段10的桁架结构内部的每个菱形单元形状比较扁，高宽比较大。
83.在缝翼相对于固定前缘200放下和收起的过程中，线缆引导装置1的引导部段10的第一端101始终通过下文更详细阐释的第一铰接连接部20铰接连接于缝翼后腔隔板100，而第二端102的第二部分1022也始终通过第二铰接连接部30铰接连接于固定前缘200。换而言
之，在缝翼放下和收起的过程中，引导部段10的第一端101和第二端102的第二部分1022，即，图中所示的下部部分分别只能相对于缝翼后腔隔板100和固定前缘200转动，而不能在其上滑动。在此过程中，引导部段10的伸出与缩回除了借助缝翼后腔隔板100靠近和远离固定前缘200的运动进行带动之外，还借助于能相对于固定前缘200滑动地连接在固定前缘200上的引导部段10的第二端102的第一部分101。针对该滑动连接部40将在下文中借助图8a-图8c进行进一步阐释。
84.下面转到图4。图4具体示出了引导部段10的结构。
85.引导部段10呈桁架结构，包括八根连杆11至18，其中，在图示实施例中，主要包括两类长度的连杆。第一连杆11和第二连杆12两者长度较短，位于图中的左侧。第一连杆11和第二连杆12的第一端铰接连接在一起，并通过第一铰接连接部20(在此未示出)可枢转地连接于缝翼后腔隔板100(在此未示出)。第一连杆11和第二连杆12铰接在一起的这一端对应于引导部段10的第一端101。
86.其余六根连杆13至18长度较长。一方面，第三连杆13的第一端通过铰链191连接于第一连杆11的第二端，而第二端通过铰链191连接于第六连杆16的第一端，第六连杆16的第二端又通过铰链连接于第七连杆17的第一端。第七连杆17的第二端则对应于引导部段10的第二端102的第一部分1021，其上连接有滚动滑块41，用于通过滑动连接部40滑动连接到固定前缘200(在此未示出)。另一方面，类似的，第四连杆14的第一端通过铰链191连接于第二连杆12的第二端，而第四连杆的第二端则通过铰链191连接于第五连杆15的第一端。第五连杆15的第二端又类似地通过铰链连接于第八连杆18的第一端。第八连杆18的第二端类似与第一连杆11和第二连杆12铰接在一起的第一端，通过铰接连接部30(在此未示出)可枢转地连接于固定前缘200。
87.在此，应注意的是，尽管只示出了两处，但各连杆之间的连接均采用了铰链191。此外，对于第三至第八连杆13-18，为了控制连杆枢转的运动轨迹，在每根连杆的中段还通过铰链191连接于除了其头尾两端所连接到的两根连杆之外的第三根连杆。如图所示，第三连杆13在其中部，优选在长度的中点处通过铰链191连接到第四连杆14的中点，与其呈十字交叉。第五连杆15和第六连杆16同样在其中点处通过铰链191能相对于彼此转动地连接在一起。第七连杆17和第八连杆18则在其中间位置处通过铰链191能相对于彼此转动地连接在一起。
88.由此，该线缆引导装置1的可伸缩的引导部段10也可以看作是三个半相对于彼此可转动的十字形构件，它们在端部处相互连接，形成了若干个首尾相连的菱形。第三至第八连杆13至18可以通过在其两端处的铰链连接围绕其两端转动，使得桁架结构的引导部段10整体上可以沿水平方向和竖直方向进行伸缩，调整其长度和高度，这使得线缆引导装置1在水平方向上可具有大量水平伸出量，从而实现了线缆引导装置1整体能随着缝翼一起相对于固定前缘200进行运动。
89.此外，为了防止连杆横向脱落，在各铰链191的两侧还设有铆钉192。
90.接下来转到图5。
91.图5示出了引导部段10的一个细节a，以进一步说明引导部段10的连杆之间的连接关系以及引导部段10对于柔性线缆6的引导。
92.图5示出了第三连杆13与第六连杆16相互连接的枢转连接部。在图中可见，该枢转
连接部设有铰链191，在铰链两侧则设有用于防止连杆13、16横向脱落的铆钉192。柔性线缆从缝翼后腔隔板100上的开口中伸出之后经引导部段10引导到固定前缘。
93.在图5中可见，柔性电缆6的走向是大致沿着连杆延伸方向的，具体是先沿着第三栏杆13到第二端，再在其与第六连杆16的第一端的铰接连接处转向。在此，对于柔性线缆6的走向的限制是通过施加卡箍193来进行的。如图所示，柔性电缆在连杆的端部铰接处两侧各设有一个卡箍193，用于确保连第三连杆13和第六连杆16相对于彼此枢转时，柔性线缆6始终被保持在桁架的结构上，而不会悬垂在菱形单元格中。后者这种情形可能会阻碍连杆下一次相对于彼此转动，并导致线缆6被卡在连杆之间，对线缆造成损坏。
94.在连杆的主要延伸段上，根据连杆的长度和柔性线缆本身的柔韧程度再设置有一个或多个卡箍193，用于将柔性线缆6尽可能保持在桁架的结构上，而不松脱。
95.由此，在缝翼放下的过程中，柔性线缆6随着引导部段10伸出而伸出固定前缘200。在缝翼收会时，柔性线缆6则随着引导部段10缩回而基本上全部被收回到固定前缘200中。
96.下面结合示出引导部段10的两端101和102的图6至图8c阐释线缆引导装置1与飞机的缝翼以及固定前缘200之间的连接方式。
97.在图6中，示出了线缆引导装置1的引导部段10位于图1至图3的左侧的第一端101与缝翼后腔隔板100之间的第一铰接连接部20。如图所示，线缆引导装置的第一连杆11和第二连杆12的第一端通过铰链22一起铰接连接于铰接连接支座21，具体是安装于铰接连接支座的安装耳片211，使得线缆引导装置1、具体是线缆引导装置的引导部段10能相对于缝翼旋转。
98.铰接连接支座21在此通过六枚螺栓23固定地连接于缝翼后腔隔板100。在铰接连接支座21的基部处设有开口24，柔性线缆6(在此未示出)经由该开口24伸出，并如上所述的进一步沿着引导部段10延伸，通过例如卡箍193的固定手段固定于引导部段10的连杆上，并最终到达固定前缘200。
99.由此，随着缝翼相对于固定前缘200运动，即，靠近或远离固定前缘200，引导部段10的第一端101随着缝翼运动，从而实现引导部段10在长度方向上的可伸缩性。
100.图7和图8c分别示出了线缆引导装置1的引导部段10的第二端102与飞机的固定前缘200的连接情况。
101.具体地，图7示出了引导部段10的第二端102的上部部分1021和下部部分1022，上下两部分1021和1022在此均连接到飞机的固定前缘200，其中，上部部分1021通过滑动连接部40可相对于固定前缘200滑动地设置在固定前缘200上，而下部部分1022通过第二铰接连接部30可枢转地连接到固定前缘200。
102.第二铰接连接部30与上文结合图6说明的第一铰接连接部20类似。线缆引导装置1的第八连杆18的第二端通过铰链32铰接连接于第二铰接连接部30的支座31上的安装凸耳，而支座31又通过多枚螺栓固定连接于固定前缘200(在此未示出)。这使得引导部段10的第二端的下部部分1022能相对于固定前缘200在缝翼放下和收起的过程中进行枢转运动。
103.引导部段10的第二端102的上部部分1021在此则可滑动地连接在固定前缘200上。
104.具体地，如上文结合图4描述引导部段10的呈桁架形式的结构时已经提到的，引导部段10的第七连杆17的第二端上设有滚动滑块41，其可在滑槽42中滑动。图8a-图8c进一步示出了线缆引导装置1与飞机的固定前缘200之间的这一滑动连接部。
105.滑槽42整体呈具有一定曲率的曲线的形式。滚动滑块41呈球形，位于滑槽42中并能沿滑槽运动。滑槽42通过任何已知的方式固定连接于飞机的固定前缘200。
106.滑槽42的曲线的走向设计为符合飞机的缝翼收放运动的轨迹，避免了滚动滑块41与滑槽42之间的不契合的可能性，从而保证滚动滑块41在滑槽42之中自由滑动，而不会在其中发生卡滞，并进而对引导部段10的第二端102的上部部分1021产生拉伸的作用力。
107.图8b和图8c进一步示出了滚动滑块41以及滑槽42。
108.在上述实施方式中，对柔性线缆6固定在线缆引导装置1的引导部段10上的情况进行了说明，但本发明并不限定于此。事实上，柔性线缆也可以通过借助例如约束带绑扎、或粘结剂粘合的方式固定在引导部段10的各连杆上。
109.此外，在上述实施方式中，对第一铰接连接部20的支座21与缝翼的后墙隔板100以及第二铰接连接部30的支座31与固定前缘200的连接是借助螺栓固定连接进行了说明，但本发明并不限定于此，支座21、31也可以通过本领域已知的任何其它的连接手段连接于缝翼和固定前缘，例如是借助螺钉的固定连接，或借助焊接实现的固定连接。
110.此外，引导部段的桁架结构尽管在本技术示出的实施例中呈菱形，但其也可以根据具体线缆的需求，例如，重量，长度，截面等进行设计。具体地，桁架结构根据可供使用的空间以及柔性线缆的长度需求可设计为等距离桁架、非等距离桁架。又由于柔性线缆的重量和截面需求对刚度强度的影响，桁架结构的数量和截面会据此进行设计。
111.本发明在其范围内，能将各实施方式自由组合，或是将各实施方式适当变形、省略。