本專利為飛機(jī)艙門(mén)及其運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，屬于航空技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的飛機(jī)設(shè)計(jì)中，通常將各類任務(wù)載荷(光電探測(cè)裝置、射頻探測(cè)裝置等)外露于機(jī)體表面，這種布置方案嚴(yán)重破壞了飛機(jī)的隱身性能和氣動(dòng)性能；另外諸如紅外彈、箔條彈等消耗性載荷，往往在使用之后，機(jī)體表面的設(shè)備艙門(mén)也隨之破壞，無(wú)法恢復(fù)到初始狀態(tài)。為盡可能改善飛機(jī)的隱身性能和氣動(dòng)性能，需要將盡量將傳統(tǒng)外置式的任務(wù)載荷內(nèi)置或者將消耗性載荷的一次性艙門(mén)恢復(fù)。

為保證艙門(mén)恢復(fù)前后機(jī)身表面的光順性(不得具有臺(tái)階)，需要一套兼具升降運(yùn)動(dòng)和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的艙門(mén)裝置，在需要使用任務(wù)載荷時(shí)，艙門(mén)升起并向機(jī)體內(nèi)側(cè)回退，任務(wù)載荷從艙門(mén)開(kāi)口處伸出或發(fā)射；在使用完任務(wù)載荷并收回后，艙門(mén)從機(jī)體內(nèi)側(cè)滑出并下降，封閉艙門(mén)開(kāi)口。由于該艙門(mén)裝置需要兼具升降運(yùn)動(dòng)和滑動(dòng)裝置，對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)，受飛機(jī)空間、重量、可靠性等方面的約束，整套機(jī)構(gòu)要盡量簡(jiǎn)單、可靠、易于安裝和調(diào)試，并具有廣泛的適用性。受機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的限制，目前國(guó)內(nèi)外飛機(jī)上尚無(wú)此類應(yīng)用。

同類的設(shè)計(jì)可參考汽車天窗設(shè)計(jì)，但又與汽車天窗有著顯著不同，主要表現(xiàn)在：汽車天窗的升降運(yùn)動(dòng)通常為一種單邊升降運(yùn)動(dòng)，而不是一種整體升降運(yùn)動(dòng)，這就要求天窗安裝位置的曲面形狀在前后具有一定的高度差，且車頂殼體的厚度較小，如果不滿足上述需求，就會(huì)形成運(yùn)動(dòng)干涉或較大的表面臺(tái)階，而在飛機(jī)上，一方面任務(wù)載荷安裝區(qū)域的機(jī)表曲面形狀并不固定，另一方面飛機(jī)的蒙皮結(jié)構(gòu)(含框梁等支撐結(jié)構(gòu))通常具有較大的厚度(約5cm～10cm)，這導(dǎo)致汽車天窗的機(jī)構(gòu)形式不能滿足需求。

基于此，本專利發(fā)明了一種兼具伸縮升降運(yùn)動(dòng)和前后滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的飛機(jī)艙門(mén)，可以滿足飛機(jī)上的使用要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：

本專利發(fā)明了一種可兼具伸縮升降和前后滑動(dòng)的飛機(jī)艙門(mén)。整套裝置安裝在機(jī)體內(nèi)側(cè)，由一套電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)升降撐桿和限位銷等實(shí)現(xiàn)艙門(mén)的上下升降，通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶和滑動(dòng)導(dǎo)軌等實(shí)現(xiàn)艙門(mén)的前后移動(dòng)。該發(fā)明可用于各類需要伸縮使用的任務(wù)載荷，在需要伸出任務(wù)載荷時(shí)，艙門(mén)升起并向機(jī)體內(nèi)側(cè)回退，任務(wù)載荷從艙門(mén)開(kāi)口處伸出；在收回任務(wù)載荷后，艙門(mén)向前滑出并下降，封閉艙門(mén)開(kāi)口。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本專利的組件包括：

一種滑動(dòng)—升降式艙門(mén)，蒙皮結(jié)構(gòu)1、艙門(mén)蒙皮結(jié)構(gòu)2、電機(jī)支架3、電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5、驅(qū)動(dòng)軸6、驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪7、驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪8、驅(qū)動(dòng)帶9、滑動(dòng)導(dǎo)軌10、艙門(mén)導(dǎo)軌11、升降撐桿12、升降撐桿滑塊13、升降撐桿支臂14、限位銷凹槽15、限位銷彈簧16、限位銷17、限位塊18；

蒙皮結(jié)構(gòu)1為機(jī)體結(jié)構(gòu)，其形式取決于所在飛機(jī)機(jī)體區(qū)域的結(jié)構(gòu)形式要求；電機(jī)支架3安裝在機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形式取決于飛機(jī)安裝區(qū)域的具體要求；電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5、驅(qū)動(dòng)軸6安裝在電機(jī)支架3上；驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7固連在驅(qū)動(dòng)軸6上，左右各一副，對(duì)稱布置；驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，可以繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能移動(dòng)，左右各一副，對(duì)稱布置；驅(qū)動(dòng)帶9的兩端分別套在驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7和驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8上，由驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)；滑動(dòng)導(dǎo)軌10安裝在機(jī)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，左右各一副，對(duì)稱布置；艙門(mén)導(dǎo)軌11安裝在艙門(mén)2上，左右各一副，對(duì)稱布置；升降撐桿12為“X”型鉸接結(jié)構(gòu)，可以上下壓縮和伸展，在其“X”型的四個(gè)頂點(diǎn)處安裝有四個(gè)升降撐桿滑塊13，將電機(jī)4的方向定義為左，艙門(mén)2的方向?yàn)橛?，在升降撐桿12“X”型的右下支臂上安裝有升降撐桿支臂14；升降撐桿12上端通過(guò)上部?jī)蓚€(gè)升降撐桿滑塊13嵌入在滑動(dòng)導(dǎo)軌10的滑槽內(nèi)，升降撐桿12下端通過(guò)下部?jī)蓚€(gè)升降撐桿滑塊13嵌入在艙門(mén)導(dǎo)軌11的滑槽內(nèi)；升降撐桿12“X”型左上角的升降撐桿滑塊13還與驅(qū)動(dòng)帶9固連，從而驅(qū)動(dòng)帶9可以帶動(dòng)升降撐桿8運(yùn)動(dòng)；限位銷凹槽15安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌10上，左右各一個(gè)，對(duì)稱布置；限位銷彈簧16的上部固連在限位銷凹槽15內(nèi)，下部與限位銷17固連，隨著限位銷彈簧16的壓縮與伸展，限位銷17可以壓入限位銷凹槽15或從限位銷凹槽15中彈出；限位銷17呈倒梯形，其靠電機(jī)4一側(cè)具有切角，其靠艙門(mén)2一側(cè)為直角，當(dāng)限位銷17落入滑動(dòng)導(dǎo)軌10時(shí)，允許升降撐桿滑塊13向前滑過(guò)而不能向后滑過(guò)；限位塊18嵌入在滑動(dòng)導(dǎo)軌10內(nèi)，為艙門(mén)2向前滑動(dòng)到位時(shí)的限位裝置；艙門(mén)2放下到位或者收回到位時(shí)，可通過(guò)相應(yīng)的到位開(kāi)關(guān)或者運(yùn)動(dòng)行程監(jiān)控發(fā)出到位指令，由機(jī)載計(jì)算機(jī)控制電機(jī)4停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

其運(yùn)動(dòng)原理為：

(1)在機(jī)載電源供電和機(jī)載計(jì)算機(jī)控制下，電機(jī)4輸出轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；

(2)電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)由調(diào)速齒輪箱5調(diào)速后作用于驅(qū)動(dòng)軸6；

(3)驅(qū)動(dòng)軸6作用于驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7；

(4)驅(qū)動(dòng)帶9在驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪6的驅(qū)動(dòng)下和驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8的約束下做順/逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)；

(5)驅(qū)動(dòng)帶9在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中帶動(dòng)升降撐桿12沿滑動(dòng)導(dǎo)軌11前后滑動(dòng)；

(6)升降撐桿12帶動(dòng)艙門(mén)2前后滑動(dòng)，其中艙門(mén)2的滑動(dòng)還受滑動(dòng)導(dǎo)軌10的約束，使其不能上下、左右擺動(dòng)；

(7)伸出艙門(mén)過(guò)程中，當(dāng)艙門(mén)2向前滑動(dòng)到位時(shí)，升降撐桿滑塊13被限位塊18所阻擋，升降撐桿12由滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始轉(zhuǎn)換為升降運(yùn)動(dòng)(向下伸出)，此時(shí)限位銷17也被限位銷彈簧16彈出；

(8)在電機(jī)4的進(jìn)一步驅(qū)動(dòng)下，升降撐桿12不斷伸展，直至艙門(mén)2伸出到位，此時(shí)艙門(mén)2嵌入在蒙皮結(jié)構(gòu)1的艙門(mén)開(kāi)口內(nèi)，電機(jī)4停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

(9)收回艙門(mén)過(guò)程中，電機(jī)4反向驅(qū)動(dòng)，此時(shí)升降撐桿滑塊13被限位銷17和限位塊18前后鎖定，使得升降撐桿12不能向后滑動(dòng)，而只能向上壓縮，艙門(mén)2隨之向上抬起；

(10)在升降撐桿12向上壓縮的過(guò)程中，升降撐桿支臂14也逐漸向上抬起，從而逐漸接近限位銷17；

(11)當(dāng)升降撐桿支臂14將限位銷17壓入限位銷凹槽15內(nèi)時(shí)，升降撐桿12的滑動(dòng)鎖定被解除，此時(shí)升降撐桿12轉(zhuǎn)換為向后滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)；

(12)在升降撐桿12向后滑動(dòng)的過(guò)程中，帶動(dòng)艙門(mén)2向后滑動(dòng)，該過(guò)程中，艙門(mén)2的滑動(dòng)還受到滑動(dòng)導(dǎo)軌10的約束，使其不能上下、左右擺動(dòng)；

(13)當(dāng)升降撐桿12向后滑動(dòng)到位時(shí)，艙門(mén)2收回到位，電機(jī)4停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

(14)按上述步驟往復(fù)，實(shí)現(xiàn)艙門(mén)的滑動(dòng)和升降。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)整套機(jī)構(gòu)僅需要一臺(tái)電機(jī)4驅(qū)動(dòng)，便可同時(shí)實(shí)現(xiàn)升降和滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，減少了組件數(shù)量，減輕了結(jié)構(gòu)重量；

(2)整套結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)規(guī)整，利于安裝和布置，占用空間較??；

(3)通過(guò)“X”型的升降撐桿12，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的升降運(yùn)動(dòng)，消除蒙皮結(jié)構(gòu)1的高度限制，保證飛機(jī)外表面的光順性；

(4)通過(guò)驅(qū)動(dòng)帶9傳動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，適用于各類較大尺寸的艙門(mén)；

(5)在無(wú)需到位開(kāi)關(guān)和各類位置電信號(hào)的情況下，通過(guò)機(jī)械裝置和機(jī)械運(yùn)動(dòng)，便可以實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)的靈活轉(zhuǎn)換，提高了運(yùn)動(dòng)可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1艙門(mén)放下到位俯視圖

圖2艙門(mén)放下到位局部軸視圖

圖3艙門(mén)放下到位狀態(tài)局部視圖

圖4艙門(mén)抬起到位狀態(tài)局部視圖

圖5艙門(mén)放下到位前視圖

圖6艙門(mén)放下到位側(cè)視圖

圖7艙門(mén)抬起到位狀態(tài)側(cè)視圖

圖8艙門(mén)收回到位狀態(tài)側(cè)視圖

圖9艙門(mén)運(yùn)動(dòng)流程圖

圖10實(shí)施例示意圖

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1～圖8，本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：

(1)蒙皮結(jié)構(gòu)1為機(jī)體結(jié)構(gòu)，其形式取決于所在機(jī)體區(qū)域的結(jié)構(gòu)形式，可以為平面形式，也可以為任意曲面形式；

(2)除蒙皮結(jié)構(gòu)1外，本發(fā)明所述各組件的機(jī)體安裝結(jié)構(gòu)均未示出，具體的機(jī)體安裝結(jié)構(gòu)取決于安裝區(qū)域，并可根據(jù)組件尺寸、形式等適應(yīng)性調(diào)整；

(3)電機(jī)支架3安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，電機(jī)支架3上具有安裝電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5、驅(qū)動(dòng)軸6的安裝接口；

(4)電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5、驅(qū)動(dòng)軸6通過(guò)安裝接口安裝在電機(jī)支架3上，其中電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5為固定安裝，驅(qū)動(dòng)軸6在安裝接口的約束下不能移動(dòng)，但可以繞中心軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)；

(5)電機(jī)4的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)經(jīng)調(diào)速齒輪箱5調(diào)速后，可通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸上的傳動(dòng)齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳遞到驅(qū)動(dòng)軸6上；

(6)驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7固連在驅(qū)動(dòng)軸6上，左右各一副，對(duì)稱布置；

(7)驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，可以繞齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能移動(dòng)，左右各一副，對(duì)稱布置；

(8)驅(qū)動(dòng)帶9的兩端分別套在驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7和驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8上，在驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7的帶動(dòng)下做順/逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)；

(9)滑動(dòng)導(dǎo)軌10固定安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)上，具有約束升降撐桿滑塊13和艙門(mén)2滑動(dòng)的滑槽，左右各一副，對(duì)稱布置；

(10)艙門(mén)導(dǎo)軌11固定安裝在艙門(mén)2上，具有約束升降撐桿滑塊13滑動(dòng)的滑槽，左右各一副，對(duì)稱布置；

(11)升降撐桿12為一“X”型鉸接結(jié)構(gòu)，可以繞“X”型的中心交叉點(diǎn)壓縮和伸展，左右各一副，對(duì)稱布置；

(12)升降撐桿12的“X”型四個(gè)頂點(diǎn)處各安裝有一個(gè)升降撐桿滑塊13，“X”型右下支臂上安裝有升降撐桿支臂14；

(13)每副升降撐桿12上部的兩個(gè)升降撐桿滑塊13嵌入在滑動(dòng)導(dǎo)軌10的上部滑槽內(nèi)，下部的兩個(gè)升降撐桿滑塊13嵌入在艙門(mén)導(dǎo)軌11的滑槽內(nèi)，其中靠近升降撐桿支臂14的升降撐桿滑塊13在艙門(mén)導(dǎo)軌11內(nèi)為固定嵌入，可以保證艙門(mén)2在滑動(dòng)過(guò)程中與升降撐桿12保持一致；

(14)升降撐桿12“X”型左上角的升降撐桿滑塊13與驅(qū)動(dòng)帶9的外緣上的安裝接口固連，從而使得驅(qū)動(dòng)帶9可以帶動(dòng)升降撐桿12滑動(dòng)；

(15)限位銷凹槽15安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌10上，左右各一個(gè)，對(duì)稱布置；

(16)限位銷彈簧16的上部固連在限位銷凹槽15內(nèi)，下部與限位銷17固連；

(17)限位銷17呈倒梯形，其后端一側(cè)(靠電機(jī)方向)具有切角，限位銷17的前端一側(cè)(靠艙門(mén)方向)為直角；

(18)當(dāng)伸出艙門(mén)2時(shí)，升降撐桿滑塊13向前滑動(dòng)，可以將限位銷17壓入限位銷凹槽15內(nèi)，升降撐桿滑塊13可以繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到被限位塊18阻擋，此時(shí)限位銷17在限位銷彈簧16的作用下重新落入滑動(dòng)導(dǎo)軌10；

(19)在限位塊18的阻擋下，升降撐桿12由滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為伸展運(yùn)動(dòng)，艙門(mén)2被逐漸壓下；

(20)當(dāng)艙門(mén)2運(yùn)動(dòng)到位時(shí)(可通過(guò)到位開(kāi)關(guān)或運(yùn)動(dòng)行程監(jiān)控)，電機(jī)4停止運(yùn)轉(zhuǎn)；

(21)當(dāng)收回艙門(mén)2時(shí)，電機(jī)4反向運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)，升降撐桿滑塊13在限位銷17和限位塊18的約束下不能前后滑動(dòng)，升降撐桿12只能做壓縮運(yùn)動(dòng)；

(22)在升降撐桿12向上壓縮的過(guò)程中，升降撐桿支臂14逐漸接近限位銷17，并最終將限位銷17壓入限位銷滑槽15內(nèi)；

(23)當(dāng)限位銷17被壓入限位銷滑槽15后，升降撐桿12由壓縮運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)艙門(mén)2也滑入滑動(dòng)導(dǎo)軌10的滑軌內(nèi)，在升降撐桿12的拉動(dòng)和滑動(dòng)導(dǎo)軌7的約束下，艙門(mén)2向后收回；

(24)當(dāng)艙門(mén)2向后運(yùn)動(dòng)到位時(shí)(可通過(guò)到位開(kāi)關(guān)或運(yùn)動(dòng)行程監(jiān)控)，電機(jī)4停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

詳細(xì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可參見(jiàn)圖9。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明。

本實(shí)施例針對(duì)一作戰(zhàn)飛機(jī)，為提高生存能力，飛機(jī)決定采用伸縮式光電探測(cè)系統(tǒng)，即需要進(jìn)行探測(cè)時(shí)，打開(kāi)機(jī)表艙門(mén)，將光電窗口伸出機(jī)外，當(dāng)不需要進(jìn)行探測(cè)時(shí)，將光電窗口收回機(jī)內(nèi)，恢復(fù)機(jī)表艙門(mén)。參見(jiàn)圖10，主要實(shí)施步驟如下：

(1)選定伸縮式光電探測(cè)系統(tǒng)的安裝位置，綜合考慮探測(cè)視野、安裝空間等因素，決定將伸縮式光電探測(cè)系統(tǒng)安裝在機(jī)頭下方位置；

(2)將電機(jī)支架3安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)接口上；

(3)將電機(jī)4、調(diào)速齒輪箱5、驅(qū)動(dòng)軸6安裝在電機(jī)支架3上；

(4)將驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7安裝在驅(qū)動(dòng)軸6上；

(5)將驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8安裝在機(jī)體機(jī)構(gòu)的相應(yīng)接口上；

(6)將驅(qū)動(dòng)帶9套在驅(qū)動(dòng)帶主動(dòng)齒輪7和驅(qū)動(dòng)帶從動(dòng)齒輪8上，并調(diào)整到合適位置；

(7)將滑動(dòng)導(dǎo)軌10、限位銷凹槽15、限位銷彈簧16、限位銷17、限位塊18組裝為集成組件；

(8)將上述滑動(dòng)導(dǎo)軌10的集成組件安裝在機(jī)體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)接口上；

(9)將升降撐桿12上部的升降撐桿滑塊13嵌入在滑動(dòng)導(dǎo)軌10的滑槽內(nèi)；

(10)將升降撐桿12“X”型左上角的升降撐桿滑塊13與驅(qū)動(dòng)帶9外緣上的安裝接口連接；

(11)將艙門(mén)2和艙門(mén)導(dǎo)軌11組裝在一起；

(12)將升降撐桿12下部的升降撐桿滑塊13嵌入在艙門(mén)導(dǎo)軌11的滑槽內(nèi)；

(13)按使用要求，調(diào)整驅(qū)動(dòng)帶9的位置，確保驅(qū)動(dòng)帶14在規(guī)定的行程內(nèi)運(yùn)動(dòng)；

(14)調(diào)試系統(tǒng)，確保艙門(mén)2可以伸出、收回到位，且在各階段的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)精度等符合使用要求。