一种吊舱转轴锁定结构的制作方法

1.本发明涉及机械设计技术领域，尤其涉及一种吊舱转轴锁定结构。


背景技术：

2.随着光电探测技术的不断发展，机载光电吊舱的应用越来越广泛，其装载和工作环境日益恶劣和复杂，因此，吊舱需要具备非工作状态下转轴锁定功能，可靠地将舱内传感器视轴锁定在保护位置，避免飞机起降和姿态变化时，光学窗口受砂石或异物撞击。
3.因为机载光电吊舱的外形、体积、重量受到严格限制，内部空间占用率极高，所以留给转轴锁定机构的布局空间非常局限，且现有技术设计中，存在一个共性问题，吊舱转轴在锁定状态或解锁状态下没有可靠的自锁能力，当遇到强烈冲击振动或飞机姿态变化时，锁定功能将会失效，甚至使锁定机构受到损坏。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是：吊舱转轴在锁定状态或解锁状态下没有可靠的自锁能力，当遇到强烈冲击振动或飞机姿态变化时，锁定功能将会失效，甚至使锁定机构受到损坏，有鉴于此，本发明提供一种吊舱转轴锁定结构。
5.本发明采用的技术方案是，所述一种吊舱转轴锁定结构，包括：锁轴执行单元以及锁轴驱动单元；所述锁轴驱动单元包括：驱动安装座；拉杆，安装在所述驱动安装座上，一端与所述锁轴执行单元连接；导轨，安装在所述驱动安装座上，并与所述拉杆滑动连接；第一电磁铁以及第二电磁铁，设置在所述驱动安装座上，所述第一电磁铁以及第二电磁铁的铁芯分别与所述拉杆的另一端连接；其中，所述第一电磁铁加电受内部磁力驱动作用，铁芯沿所述导轨向靠近所述锁轴执行单元的方向移动时，所述第二电磁铁反向加电铁芯沿所述导轨向靠近所述锁轴执行单元的方向弹出，并带动所述拉杆向所述锁轴执行单元施加第一方向的驱动力；所述第二电磁铁加电受内部磁力驱动作用，沿所述导轨向远离所述锁轴执行单元的方向移动时，所述第一电磁铁反向加电铁芯沿所述导轨向远离所述锁轴执行单元的方向弹出，并带动所述拉杆向所述锁轴执行单元施加第二方向的驱动力；并且，所述第一方向与所述第二方向在所述拉杆所在的平面内方向相反；所述锁轴执行单元响应于所述第一方向的驱动力，将所述吊舱转轴锁定；所述锁轴执行单元响应于所述第二方向的驱动力，将所述吊舱转轴解锁。
6.在一个实施方式中，所述锁轴执行单元包括：锁定座；第一锁定块以及第二锁定块，设置于所述锁定座预留的孔位中；第一锁定杆以及第二锁定杆，对应设置于所述锁定座的顶部的左右两端分别设置的台阶孔内，所述第一锁定杆插入所述第一锁定块中；所述第二锁定杆插入所述第二锁定块中；其中，当所述第一锁定杆带动所述第一锁定块转动时，对所述第二锁定块施加驱动力，使所述第二锁定块转动；扭簧，设置于所述第一锁定杆上，并与所述拉杆相连接。
7.在一个实施方式中，当所述扭簧受到所述拉杆来自所述第一方向的驱动力时，所
述扭簧逆时针转动，带动所述第一锁定杆逆时针旋转，所述第一锁定杆带动所述第一锁定块转动，所述第一锁定块带动所述第二锁定块向所述吊舱转轴的轴心转动，以完成所述吊舱转轴的锁定；当所述扭簧受到所述拉杆来自所述第二方向的驱动力时，所述扭簧顺时针转动，带动所述第一锁定杆顺时针旋转，所述第一锁定杆带动所述第一锁定块转动，所述第一锁定块带动所述第二锁定块向远离所述吊舱转轴的轴心方向转动，以完成所述吊舱转轴的解锁。
8.在一个实施方式中，弹性圆柱销，所述第一电磁铁的铁芯以及所述第二电磁铁的铁芯通过所述弹性圆柱销与所述拉杆连接。
9.在一个实施方式中，导轨滑块，所述导轨滑块通过螺钉与所述拉杆固连，所述导轨滑块用于带动所述拉杆在所述导轨上沿所述第一方向或所述第二方向上滑动。
10.在一个实施方式中，锁紧螺钉，将所述第一锁定块锁紧所述第一锁定杆。
11.在一个实施方式中，弹簧压片，设置在所述扭簧的顶部，用螺钉固定并锁紧所述扭簧。
12.在一个实施方式中，所述扭簧的左臂嵌入所述第一锁定杆上的u型卡槽、右臂穿过所述拉杆上的腰型孔。
13.在一个实施方式中，所述锁轴驱动单元还包括：光耦开关，当所述锁轴执行单元将所述吊舱转轴锁定时，所述拉杆向靠近所述锁轴执行单元的一端运动切出所述光耦开关；当所述锁轴执行单元将所述吊舱转轴解锁时，所述拉杆向远离所述锁轴执行单元的一端运动切入所述光耦开关。
14.在一个实施方式中，所述锁轴驱动单元还包括：光耦支架，所述光耦开关通过所述光耦支架设置在所述驱动安装座上。
15.采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：
16.本发明所述的吊舱转轴锁定结构，利用电磁铁的断电保持力设计双锁定块结构，使转轴锁定机构具备自锁能力，提高锁定功能可靠性。
附图说明
17.图1为本发明实施例的吊舱转轴锁定结构示意图；
18.图2为锁轴执行单元的背面结构示意图；
19.图3为锁轴执行单元的正面截面结构示意图；
20.图4为锁轴驱动单元侧面结构示意图；
21.图5为转轴锁定机构锁定状态结构示意图；
22.图6为锁定时驱动单元结构示意图；
23.图7为转轴锁定机构解锁状态结构示意图；
24.图8为解锁时驱动单元结构示意图。
25.附图标记
26.1-锁定座、2-第二锁定块、3-第一锁定块、4-第一锁定杆、5-扭簧、6-弹簧压片、7-弹性圆柱销、8-第二电磁铁、9-光耦支架、10-光耦开关、11-驱动安装座、12-第一电磁铁、13-拉杆、14-锁紧螺钉、15-第二锁定杆、16-导轨、17-导轨滑块。
具体实施方式
27.为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。
28.本发明第一实施例，一种吊舱转轴锁定结构，参考图1，包括：锁轴执行单元以及锁轴驱动单元。
29.其中，锁轴驱动单元包括：驱动安装座11，安装在驱动安装座11上的拉杆13，拉杆13的一端与锁轴执行单元连接，导轨16安装在驱动安装座11上，并与拉杆13滑动连接；第一电磁铁12以及第二电磁铁8设置在驱动安装座11上，第一电磁铁12以及第二电磁铁8的铁芯分别与拉杆13的另一端连接。
30.其中，第一电磁铁12加电受内部磁力驱动作用，铁芯可以沿导轨16向靠近锁轴执行单元的方向移动，同时，第二电磁铁8反向加电铁芯沿导轨16向靠近锁轴执行单元的方向弹出，并带动拉杆13向锁轴执行单元施加第一方向的驱动力。
31.第二电磁铁8加电受内部磁力驱动作用，可以沿导轨16向远离锁轴执行单元的方向移动，同时，第一电磁铁12反向加电铁芯沿导轨16向远离锁轴执行单元的方向弹出，并带动拉杆13向锁轴执行单元施加第二方向的驱动力。
32.并且，第一方向与第二方向在拉杆13所在的平面内方向相反。锁轴执行单元响应于第一方向的驱动力，将吊舱转轴锁定；锁轴执行单元响应于第二方向的驱动力，将吊舱转轴解锁。
33.本实施例中，锁轴执行单元包括：锁定座1，第一锁定块3以及第二锁定块2设置于锁定座1预留的孔位中，第一锁定杆4以及第二锁定杆15对应设置于锁定座1的顶部的左右两端分别设置的台阶孔内，第一锁定杆4插入第一锁定块3中，第二锁定杆15插入第二锁定块2中。
34.其中，当第一锁定杆4带动第一锁定块3转动时，对第二锁定块2施加驱动力，使第二锁定块2转动。
35.本实施例中，扭簧5设置于第一锁定杆4上，并与拉杆13相连接。当扭簧5受到拉杆13来自第一方向的驱动力时，扭簧5逆时针转动，带动第一锁定杆4逆时针旋转，第一锁定杆4带动第一锁定块3转动，第一锁定块3带动第二锁定块2向吊舱转轴的轴心转动，以完成吊舱转轴的锁定。
36.当扭簧5受到拉杆13来自第二方向的驱动力时，扭簧5顺时针转动，带动第一锁定杆4顺时针旋转，第一锁定杆4带动第一锁定块3转动，第一锁定块3带动第二锁定块2向远离吊舱转轴的轴心方向转动，以完成吊舱转轴的解锁。
37.本实施例中，锁轴驱动单元还包括：弹性圆柱销7，第一电磁铁12的铁芯以及第二电磁铁8的铁芯通过弹性圆柱销7与拉杆13连接。
38.本实施例中，锁轴驱动单元还包括导轨滑块17，导轨滑块17通过螺钉与拉杆13固连，用于带动拉杆13在导轨16上沿第一方向或第二方向上滑动。
39.本实施例中，锁轴执行单元还包括：锁紧螺钉14，用于将第一锁定块3锁紧第一锁定杆4。
40.本实施例中，锁轴执行单元还包括：弹簧压片6，弹簧压片6设置在扭簧5的顶部，用螺钉固定并锁紧扭簧5。
41.本实施例中，扭簧5的左臂嵌入第一锁定杆4上的u型卡槽、右臂穿过拉杆13上的腰型孔。
42.本实施例中，锁轴驱动单元还包括：光耦开关10，当锁轴执行单元将吊舱转轴锁定时，拉杆13向靠近锁轴执行单元的一端运动切出光耦开关10；当锁轴执行单元将吊舱转轴解锁时，拉杆13向远离锁轴执行单元的一端运动切入光耦开关10。
43.本实施例中，锁轴驱动单元还包括：光耦支架9，光耦开关10通过光耦支架9设置在驱动安装座11上。
44.本发明第二实施例，本实施例是在上述实施例的基础上，结合附图1～8介绍一个本发明的应用实例。
45.如图1、图2、图3、图4所示，转轴锁定机构主要包括：锁定座1、第二锁定块2、第一锁定块3、第一锁定杆4、扭簧5、弹簧压片6、弹性圆柱销7、第二电磁铁8、光耦支架9、光耦开关10、驱动安装座11、第一电磁铁12、拉杆13、锁紧螺钉14、第二锁定杆15、导轨16、导轨滑块17。
46.第一电磁铁12和第二电磁铁8均为拉式电磁铁，正向加电时铁芯收回，断电后具有保持力，反向加电时铁芯可弹出。
47.锁定座1上设计有两个台阶孔，分别安装第一锁定杆4和第二锁定杆15，第一锁定杆4穿过锁定座1和第一锁定块3，用锁紧螺钉14锁紧第一锁定块3，使其抱紧第一锁定杆4，第二锁定杆15穿过锁定座1和第二锁定块2，第二锁定块2与第二锁定杆15采用紧配合连接，第一锁定杆4和第二锁定杆15在锁定座1中可自由转动，第一锁定杆4带动第一锁定块3转动时，第一锁定块3可拨动第二锁定块2一起转动。
48.第一锁定杆4上端套扭簧5，扭簧5的左臂嵌入第一锁定杆4上的u型卡槽、右臂可穿过拉杆13上的腰型孔，用螺钉压紧弹簧压片6将扭簧5锁紧。
49.第一电磁铁12和第二电磁铁8分别通过4个沉头螺钉安装在驱动安装座11上，驱动安装座11上还装有导轨16和光耦支架9，光耦支架9上装有光耦开关10，拉杆13通过两个弹性圆柱销7分别与第一电磁铁12和第二电磁铁8的铁芯连接成一体，拉杆13通过螺钉与导轨滑块17固连，在电磁铁的驱动下拉杆13可沿微型导轨16作直线运动，拉杆13右端设计成光耦挡片结构，运动时可切入和切出光耦开关10。
50.如图5、图6所示，转轴锁定机构安装于吊舱方位座，当吊舱得到转轴锁定指令时，方位座先绕转轴旋转至锁轴位置，然后系统驱动两个电磁铁动作，第一电磁铁12铁芯收回的同时第二电磁铁8铁芯弹出，与电磁铁铁芯相连的拉杆13推动扭簧5带动第一锁定杆4逆时针旋转，从而驱动第一锁定块3和第二锁定块2向转轴轴心转动，使第一锁定块3和第二锁定块2上的凸起完全进入转轴上的两个凹槽，完成对吊舱转轴的锁定，此时拉杆13切出光耦开关10，通过光耦向系统反馈转轴锁定信号，断电后第一电磁铁12具有保持力，可使铁芯一直保持在收回位置，从而稳定住转轴锁定状态；
51.如图7、图8所示，转轴解锁时，在系统驱动下，第二电磁铁8铁芯收回的同时第一电磁铁12铁芯弹出，拉杆13拉动扭簧5带动第一锁定杆4顺时针旋转，从而驱动第一锁定块3和第二锁定块2向远离转轴轴心方向转动，使第一锁定块3和第二锁定块2上的凸起完全退出转轴上的两个凹槽，即完成吊舱转轴解锁，此时拉杆13切入光耦开关10，向系统反馈转轴解锁信号，断电后第二电磁铁8的保持力可将机构稳定在解锁状态。
52.相较于现有技术，本发明至少有以下优点：
53.1)、利用电磁铁的断电保持力设计双锁定块结构，使转轴锁定机构具备自锁能力，提高锁定功能可靠性；
54.2)、采用分体式模块化设计和平面直线运动转化为空间旋转运动设计相结合的方式，可以在局限空间内进行填缝式结构灵活布局，提高吊舱空间利用率；
55.3)、使用光耦位置传感器，实时反馈锁定机构工作状态，避免因误操作而损坏设备，提高系统安全性；
56.4)、设计的锁轴驱动单元具有通用性，可作为驱动部件灵活运用于其他形式的转轴锁定机构。
57.通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。