一种舱门上位锁机构装置的制作方法

1.本发明属于飞机舱门机构设计领域，并且具体地涉及一种用于舱门的上位锁机构装置。


背景技术：

2.在飞机发生事故时，应急撤离是保障机上乘员生命安全的最后一道防线，能在关键时刻发挥巨大的作用。
3.在应急撤离试验中，适航条款要求在10秒内迅速打开登机舱门。打开登机舱门需要使用(例如，转动)手柄来解锁舱门，以使舱门从原位提升来打开舱门。然而，在打开登机舱门的过程中存在如下问题：在触发应急作动器以后，登机舱门有可能无法保持在提升最高点，甚至出现向下坠落现象，影响登机舱门打开和应急滑梯抛放。
4.因此，需要设计一种锁定提升系统，该系统构造成在舱门打开的过程中将舱门稳定地锁定在提升最高点，以保证舱门能够正常打开并有助于后续的操作。
5.目前常用的锁定提升系统是用于飞机的登机舱门的上位锁机构，在现有的上位锁以及防误操作方案研究中，此类机构的构思主要体现在与舱门联动的机构设计，即通过舱门的打开与关闭来进行锁定或解锁行为。
6.现有的与舱门联动的机构设计包括锁定锁轴。然而，由于锁定的具体机构是锁轴，而锁轴在机构上距离手柄转轴较远，受公差累积及空行程影响，锁定锁轴难以做到同时将手柄锁定在提升最高点，这导致舱门仍存在轻微下坠现象。
7.为了优化锁定锁轴的设计的缺陷，另一些设计方案涉及将上位锁机构直接作用于手柄的转轴，其中在舱门提升至最高点以及完全打开时锁定手柄转轴，以保证舱门不会下坠。然而，现有的锁定手柄转轴的设计方案具有如下问题：零件数量较多，机构复杂性较高，重量较大，且机构含有成品件或小设备件，制造成本较高，机构需要的驱动力较大，对舱门手柄的开启负荷影响较大等。
8.因此，期望设计一种能够直接锁定手柄的锁定机构，其能够克服上述问题中的至少一些。


技术实现要素：

9.为了解决飞机舱门在应急撤离状态下打开时手柄无法保持在最高点的问题，本发明设计了一种舱门上位锁机构装置，该机构将旅客舱门提升机构和外开机构相结合，利用上位锁机构来锁定舱门提升机构中的内手柄转轴，舱门在提升至最高点及打开过程手柄始终锁定于提升运动完成的位置，保证舱门能够正常打开和关闭，以及应急撤离状态正常打开。
10.具体地，这种用于飞机的舱门上位锁机构装置包括：引导构件，引导构件固定在飞机的门框侧边；摇臂构件，该摇臂构件安装在舱门中，并且构造成能够在解锁位置与锁定位置之间运动，摇臂构件包括：安装成伸出到舱门的边框之外的第一臂，安装在舱门的主体中
并具有锁定槽的第二臂，以及连接轴，连接轴将第一臂和第二臂固定连接，使得第二臂能够随着第一臂的运动而运动；弹性构件，弹性构件连接在摇臂构件的第一臂与边框之间，并构造成对第一臂施加弹力，以迫使摇臂构件从解锁位置运动到锁定位置；以及锁定构件，锁定构件经由基座固定在舱门的主体中，并连接于手柄，锁定构件包括伸缩机构，使得锁定构件能够朝向或远离第二臂运动，其中，在解锁状态下，摇臂构件的第一臂与引导构件接触，使得引导构件克服弹力将摇臂构件保持在解锁位置，并且锁定构件与处于解锁位置的摇臂构件的第二臂分离，以及其中，在锁定状态下，摇臂构件的第一臂与引导构件分离，使得摇臂构件在弹性构件的弹力作用下从解锁位置运动到锁定位置，并且锁定构件与处于锁定位置的摇臂构件的第二臂的锁定槽锁定接合，以锁定手柄。
11.在本发明的实施例中，引导构件包括齿形板和导向挡板，齿形板与门框固定连接，并且导向挡板固定在齿形板上，以接纳第一臂的端部。导向挡板的导向面与舱门的运动时序匹配，以保证在操作手柄关闭舱门之前已经完成了上位锁解锁。
12.优选地，第一臂在其端部处包括滚轮，滚轮构造成沿着导向挡板滚动，使得更容易地接纳第一臂以及使第一臂脱离。
13.在一种实施例中，第二臂包括曲柄和包括锁定槽的y形件，曲柄与连接轴的一端固定连接，并且与y形件经由螺母条和螺钉固定连接。这种构造允许调节螺母条和y形件安装位置，以自由控制第二臂的长度。
14.优选地，第二臂包括滚轮，滚轮通过滚轮转轴安装于y形件，使得滚轮能够绕滚轮转轴转动。
15.在一种实施例中，弹性构件是拉伸弹簧。
16.有利地，锁定构件包括卡钩，该卡钩构造成连接于伸缩构件，并与手柄同轴地转动，使得在解锁状态下，卡钩旋转成与第二臂分离，并且在锁定状态下，卡钩旋转成卡入第二臂的锁定槽。
17.在一种实施例中，伸缩构件包括杆和套筒，杆安装在套筒中，并且其一端连接于卡钩。
18.进一步地，锁定构件包括压缩弹簧，压缩弹簧套设在杆和套筒之间，以驱动杆沿者套筒的轴线运动。
19.所描述的舱门上位锁机构装置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例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述以及附图说明。
附图说明
20.参考以上目的，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例，而不限制本发明构思的范围。
21.图1示出了本发明的一种实施例的处于上锁状态的舱门上位锁机构装置的示意图；
22.图2示出了处于解除锁定状态的图1的舱门上位锁机构装置的示意图；
23.图3示出了本发明的另一种实施例的处于解锁状态的舱门上位锁机构装置的示意
图；以及
24.图4示出了处于锁定状态的图3的舱门上位锁机构装置的示意图，其中省略了弹性构件和伸缩构件。
25.附图标记
26.1边框
27.100 引导构件
28.110 齿形板
29.120 导向挡板
30.200 摇臂构件
31.210 第一臂
32.211 滚轮
33.212 滚轮转轴
34.220 第二臂
35.221 曲柄
36.222 y形件
37.223 锁定槽
38.224 螺母条
39.225 滚轮
40.226 滚轮转轴
41.230 连接轴
42.300 弹性构件
43.400 锁定构件
44.410 支座
45.420 卡钩
46.430 伸缩构件
47.431 轴
48.432 套筒
49.440 压缩弹簧
具体实施方式
50.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但并不作为对本发明做任何限制的依据。
51.本文中使用的术语：舱门上位锁机构装置的“解锁状态”是指当飞机的舱门处于完全关闭位置时，舱门上位锁机构装置不需要将手柄锁定的状态，即此时舱门上位锁机构装置处于将手柄解锁的状态。
52.相应地，本文中使用的术语：摇臂构件的“解锁位置”是指当舱门上位锁机构装置处于“解锁状态”时摇臂构件所处的位置。
53.本文中使用的术语：舱门上位锁机构装置的“锁定状态”是指当飞机的舱门提升并打开而处于开启位置时，舱门上位锁机构装置需要将手柄锁定以防止舱门下坠的状态，即
此时舱门上位锁机构装置处于将手柄锁定的状态。
54.相应地，本文中使用的术语：摇臂构件的“锁定位置”是指当舱门上位锁机构装置处于“锁定状态”时摇臂构件所处的位置。
55.应当理解的是，在本文中使用的“第一”和“第二”可以进行互换而不影响对实施例的描述。
56.为方便理解，在以下描述中，相同的元件采用相同的附图标记。
57.参照图1-4，示出了舱门上位锁机构装置，该舱门上位锁机构装置包括引导构件100、摇臂构件200、弹性构件300和锁定构件400。下文将分别详细描述这些构件。
58.如图所示，引导构件100固定在飞机的门框(未示出)侧边，以引导摇臂构件200的第一臂210的运动轨迹(如下文所述)。在该实施例中，引导构件100包括齿形板110和导向挡板120，齿形板110与上述门框固定连接，并且导向挡板120固定在齿形板上。导向挡板120的导向面与舱门的运动时序匹配，以保证在操作手柄关闭舱门之前已经完成了上位锁解锁。
59.摇臂构件200安装在舱门中，并且构造成能够在解锁位置与锁定位置之间运动，摇臂构件包括第一臂210、第二臂220以及连接轴230，连接轴230安装成穿过舱门的纵梁结构，以将第一臂210和第二臂220固定连接，使得第二臂220能够随着第一臂210的运动而运动。
60.如图1、3所示，第一臂210安装成伸出到舱门的边框1之外(为清楚起见，未示出舱门主体)，使得在舱门上位锁机构装置的锁定状态下，第一臂210的端部接触引导构件100，具体地是导向挡板120，使得第一臂210的运动轨迹受到引导构件100的约束。优选地，第一臂210在其端部处包括滚轮211，滚轮211构造成沿着导向挡板120滚动，以在锁定状态下滚动离开导向挡板120，并在解锁状态下滚动进入导向挡板120，滚轮的构造使得第一臂210更容易地被导向挡板120接纳以及与导向挡板120分离。
61.如图3中最佳示出的，在摇臂构件200的第一臂210与边框1之间连接有弹性构件300。在本实施例中，弹性构件300是拉伸弹簧，其一端安装于舱门的边框1上，另一端安装在第一臂210上，并构造成对第一臂210施加拉力，以迫使摇臂构件200从解锁位置运动到锁定位置。具体地，弹性构件300构造成拉动第一臂210，以迫使其从解锁位置转动到锁定位置。其中，在解锁状态下，第一臂与引导构件接触，，以及在解锁状态下，摇臂构件200的第一臂210(在本实施例中是滚轮211)与引导构件100接触，具体地是导向挡板120的凹形下部接触，使得导向挡板120的凹形表面约束摇臂构件200的运动轨迹，以克服弹力将摇臂构件保持在解锁位置。而在锁定状态下，由于舱门提升，舱门主体中的摇臂构件200也相应地提升，使得摇臂构件200的第一臂210也提升并与引导构件100，具体地是导向挡板120分离，此时弹性构件300的弹力作用于第一臂210以使第一臂210(以及下文的第二臂220)从解锁位置运动动到锁定位置。
62.应当理解的是，虽然在本实施例中，弹性构件300是拉伸弹簧，并构造成拉动第一臂210，但应当理解的是，弹性构件300也可以是其它构件，比如构造成推动第一臂210的压缩弹簧，只要能够实现使第一臂210解锁位置运动到锁定位置即可。
63.如图所示，第二臂220安装在舱门的主体(未示出)中，并具有锁定槽223，由于第二臂220经由连接轴230与第一臂210固定连接，因此第一臂210的转动会带动第二臂的转动(即第一臂210、连接轴230与第二臂220同步地围绕连接轴230的轴线转动)。在本实施例中，第二臂220包括曲柄221和y形件222，锁定槽223包括在该y形件222中，曲柄221与连接轴230
的一端固定连接，并且与y形件222经由螺母条224和螺钉固定连接。这种连接可以在调整好曲柄221和y形件222的相对位置后，再使用螺母条224进行固定，这样可以自由调节第二臂220的长度，以便于下文的锁定构件400能够锁定在第二臂220的锁定槽223中。
64.锁定构件400经由基座410固定在舱门的主体(为清楚起见未示出)中，并连接于手柄，基座410与舱门主体固定连接。锁定构件400包括伸缩机构430，使得锁定构件400能够朝向或远离第二臂220运动，以便于锁定构件400能够锁定在第二臂220的锁定槽223中。其中，在解锁状态下，锁定构件400与处于解锁位置的摇臂构件200的第二臂220分离。在锁定状态下，锁定构件400与处于锁定位置的摇臂构件200的第二臂200的锁定槽223锁定接合，以锁定手柄。
65.在本实施例中，锁定构件400包括卡钩420，卡钩420构造成连接于伸缩构件430，并与手柄(未示出)同轴地转动，使得在解锁状态下，卡钩420旋转成与第二臂220分离，并且在锁定状态下，卡钩420旋转成卡入第二臂220的锁定槽223。应当注意的是，锁定构件400可以包括其它形式的与第二臂220锁定连接的元件，并不限于卡钩420。
66.在锁定构件400包括卡钩420的情况下，优选地，第二臂220包括滚轮225，滚轮225通过滚轮转轴226安装于y形件222，使得滚轮225能够绕滚轮转轴226转动。卡钩420的内侧表面对滚轮225有导向功能，能够引导滚轮运动至卡钩钩槽处，完成上锁。由此，卡钩420能够很顺畅地卡到锁定槽223中，以及从锁定槽223脱离。
67.伸缩构件430包括杆431和套筒432，杆431安装在套筒432中，并且其一端连接于卡钩420。
68.进一步地，锁定构件400包括压缩弹簧440，压缩弹簧440套设在杆431和套筒432之间，以驱动杆431沿者套筒432的轴线运动。伸缩构件430、压缩弹簧440一直对卡钩420作用力，在开门过程的初始阶段，压缩弹簧力是操作手柄开门的阻力，直到中心点，即压缩弹簧440被压缩至最短的点，越过中心点以后，压缩弹簧对操作内手柄开门起助力作用，将手柄推动至开门运动终止状态；在关门过程的初始阶段，压缩弹簧力是操作手柄关门的阻力，直到中心点，即压缩弹簧440被压缩至最短的点，越过中心点以后，压缩弹簧对操作手柄关门起助力作用，将手柄推动至关门运动终止状态，即舱门关闭时手柄所处的位置；以上设计特征的有益效果是：通过伸缩构件430、压缩弹簧440组成的构造能够将内手柄驱动至并保持在运动终止位置，确保开门/关门动作运动到位，并保持在运动到位的状态，而不是必须依靠操作人员将内手柄操作到位，能够在一定程度上避免操作人员可能存在的操作不到位差错。
69.本实施例的舱门上位锁机构装置总体操作如下：
70.当舱门正常开启时，操作舱门手柄驱动内手柄机构，手柄转轴使卡钩420定轴转动，舱门通过提升机构驱动运动至最高点越过止动结构后，向外开启，此过程中，上位锁机构装置的摇臂构件200的第一臂210的滚轮211与引导构件100导向挡板120分离，弹性构件300带动摇臂构件定轴转动，由此带动连接轴230定轴同步转动，连接轴230带动第二臂220同步转动作上锁运动，此时y形件222中的滚轮225与锁定构件400的卡钩420接触上锁，上锁过程中压缩弹簧440驱动杆431沿套筒432轴线运动，以辅助卡钩420上锁，形成过中心设计特征。该舱门上位锁机构装置可以通过调节螺母条224和y形件222安装位置，保证舱门锁定构件400的卡钩420准确落入第二臂220的锁定槽223，完成上锁。卡钩420的内侧表面对滚轮
225有导向功能，能够引导滚轮运动至卡钩钩槽处，完成上锁。
71.当舱门正常关闭时，舱门逐步接近导向挡板120，等到摇臂构件200的第一臂210的滚轮211与导向挡板120的凹形面接触以后，导向挡板120的凹形面约束摇臂构件200的运动轨迹，以使滚轮211沿着导向挡板120滚动，使得摇臂构件200的第一臂210定轴转动，从而带动连接轴230定轴同步转动，连接轴230带动第二臂220轴同步转动作解锁运动，此时y形件222中的滚轮225与锁定构件400的卡钩420分离解锁，解锁过程中锁定构件400的卡钩420驱动杆431沿套筒421轴线运动，上位锁解锁以后，可以操作舱门手柄完成关闭舱门动作。
72.值得注意的是，本发明的摇臂构件200可以沿一个方向转动，例如顺时针转动，而锁定构件400的卡钩420可以逆时针转动，或者本发明的摇臂构件200可以沿其它方向转动，例如逆时针转动，而锁定构件400的卡钩420可以顺时针转动，这两个示例分别在本发明的说明书的图1-2和图3-4中示出。当然，本发明的摇臂构件200和锁定构件400可以不是作纯粹的旋转运动和平移运动，而是可以具有其它运动轨迹，只要能够实现锁定和解锁即可。
73.本发明的舱门上位锁机构装置，将与旅客舱门提升机构和外开机构相结合，利用上位锁机构锁定旅客舱门提升机构初始端的手柄轴，旅客舱门在提升至最高点及外开过程手柄始终锁定于提升运动完成的位置，保证舱门能够正常打开和关闭，以及应急撤离状态打开。旅客舱门完全关闭时，上位锁机构与提升机构处于分离状态，操作手柄打开旅客舱门，舱门完成提升运动至提升运动最高点后，上位锁机构锁定手柄转轴，舱门外开过程至舱门完全打开，上位锁保持锁定手柄转轴；旅客舱门从完全打开位置进行关闭操作，上位锁机构中的摇臂接触机身上的导向挡板，摇臂转动带动上位锁轴转动，上位锁与锁钩脱离接触，完成解锁，手柄可以做关闭舱门运动。该装置具有可靠性高、通用性强以及锁系统上锁(解锁)精确且可调节等优点，以一个全新的形式保证旅客舱门在提升到最高点及外开过程手柄锁定并保持于提升运动完成的位置。
74.虽然以上结合了较佳实施例对本发明的结构和操作方法进行了说明，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以对本发明进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本技术所附权利要求书所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种舱门上位锁机构装置，所述舱门上位锁机构装置用于飞机的舱门，并包括：引导构件，所述引导构件固定在所述飞机的门框侧边；摇臂构件，所述摇臂构件安装在所述舱门中，并且构造成能够在解锁位置与锁定位置之间运动，所述摇臂构件包括：第一臂，所述第一臂安装成伸出到所述舱门的边框之外，第二臂，所述第二臂安装在所述舱门的主体中，并具有锁定槽，以及连接轴，所述连接轴将所述第一臂和所述第二臂固定连接，使得所述第二臂能够随着第一臂的运动而运动；弹性构件，所述弹性构件连接在所述摇臂构件的第一臂与所述边框之间，并构造成对所述第一臂施加弹力，以迫使所述摇臂构件从解锁位置运动到锁定位置；以及锁定构件，所述锁定构件经由基座固定在所述舱门的主体中，并连接于手柄，所述锁定构件包括伸缩机构，使得所述锁定构件能够朝向或远离所述第二臂运动，其中，在解锁状态下，所述摇臂构件的所述第一臂与所述引导构件接触，使得引导构件克服所述弹力将所述摇臂构件保持在所述解锁位置，并且所述锁定构件与处于所述解锁位置的所述摇臂构件的第二臂分离，以及其中，在锁定状态下，所述摇臂构件的所述第一臂与所述引导构件分离，使得所述摇臂构件在所述弹性构件的弹力作用下从所述解锁位置运动到所述锁定位置，并且所述锁定构件与处于所述锁定位置的所述摇臂构件的第二臂的锁定槽锁定接合，以锁定所述手柄。2.如权利要求1所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述引导构件包括齿形板和导向挡板，所述齿形板与所述门框固定连接，并且所述导向挡板固定在所述齿形板上，以接纳所述第一臂的端部。3.如权利要求2所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述第一臂在其端部处包括滚轮，所述滚轮构造成沿着所述导向挡板滚动。4.如权利要求1所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述第二臂包括曲柄和包括所述锁定槽的y形件，所述曲柄与所述连接轴的一端固定连接，并且与所述y形件经由螺母条和螺钉固定连接。5.如权利要求4所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述第二臂包括滚轮，所述滚轮通过滚轮转轴安装于所述y形件，使得所述滚轮能够绕所述滚轮转轴转动。6.如权利要求1所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述弹性构件是拉伸弹簧。7.如权利要求1所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述锁定构件包括卡钩，所述卡钩构造成连接于所述伸缩构件，并与手柄同轴地转动，使得在所述解锁状态下，所述卡钩旋转成与所述第二臂分离，并且在所述锁定状态下，所述卡钩旋转成卡入所述第二臂的锁定槽。8.如权利要求7所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述伸缩构件包括杆和套筒，所述杆安装在所述套筒中，并且其一端连接于所述卡钩。9.如权利要求8所述的舱门上位锁机构装置，其特征在于，所述锁定构件包括压缩弹簧，所述压缩弹簧套设在所述杆和所述套筒之间，以驱动所
述杆沿者所述套筒的轴线运动。

技术总结
一种用于飞机的舱门上位锁机构装置包括：固定在飞机门框侧边的引导构件；安装在舱门中的臂构件，包括：安装成伸出舱门边框之外的第一臂，安装在舱门主体中并具有锁定槽的第二臂，以及将第一臂和第二臂固定连接的连接轴；连接在摇臂构件的第一臂与边框之间的弹性构件，其构造成对第一臂施加弹力；以及包括伸缩机构的锁定构件，其经由基座固定在舱门的主体中并连接于手柄，其中，在解锁状态下，第一臂与引导构件接触，使得引导构件克服弹力将摇臂构件保持在解锁位置，并且锁定构件与第二臂分离，而在锁定状态下，第一臂与引导构件分离，使得摇臂构件在弹性构件的弹力作用下从解锁位置运动到锁定位置，并且锁定构件与第二臂锁定接合，以锁定手柄。以锁定手柄。以锁定手柄。


技术研发人员：吴斌 王雾雾 王国庆
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/6/12