电磁驱动的直升机货钩装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010237467.3 (22)申请日 2020.03.30 (71)申请人 哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 杨飞岳洪浩马超 (74)专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 23211 代理人 王海婷 (51)Int.Cl. B64D 1/12(2006.01) B64D 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种电磁驱动的直升机货钩装置 (57)摘要 本发明提供了一种电磁驱动的直升机货钩 装。

2、置， 包括机架、 左摆臂、 限位块、 左钩架、 右摆 臂、 右钩架、 限位机构和驱动件； 左摆臂设置在左 钩架的上方， 右摆臂设置在右钩架的上方， 左摆 臂的一端通过左摆臂轴安装在机架上， 限位块限 制左摆臂的转动角度， 右摆臂的一端通过转轴与 左摆臂的另一端铰接， 右摆臂的另一端通过右摆 臂轴与右钩架的顶端铰接， 右钩架通过右钩架轴 安装在机架的右侧， 左钩架通过左钩架轴安装在 机架的左侧， 右钩架的下部为L型短钩， L型短钩 与左钩架末端搭接形成货物承载区； 限位机构限 制转轴的摆动， 通过驱动件驱动限位机构解除对 转轴的限制， 使左钩架和右钩架释放货物。 本发 明结构简单、 可靠性高， 。

3、易于拆卸维护， 重量轻， 成本低。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 111361742 A 2020.07.03 CN 111361742 A 1.一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 包括机架(5)、 左摆臂(2)、 限位块 (3)、 左钩架(7)、 右摆臂(10)、 右钩架(14)、 限位机构和驱动件； 所述的左摆臂(2)设置在左钩架(7)的上方， 所述的右摆臂(10)设置在右钩架的(14)上 方， 所述的左摆臂(2)的一端通过左摆臂轴(4)安装在机架(5)上， 所述的限位块(3)限制左 摆臂(2)的转动角度， 所述的右摆臂(10)的一端通过转轴(8)与左摆臂(2)的另。

4、一端铰接， 右 摆臂(10)的另一端通过右摆臂轴(11)与右钩架(14)的顶端铰接， 所述的右钩架(14)通过右 钩架轴(13)安装在机架(5)的右侧， 所述的左钩架(7)通过左钩架轴(6)安装在机架(5)的左 侧， 所述的右钩架(14)的下部为L型短钩， 右钩架(14)的L型短钩与左钩架(7)末端搭接形成 货物承载区； 所述的限位机构限制转轴(8)的摆动， 所述的限位机构安装在机架(5)上， 通过驱动件 驱动所述限位机构解除对转轴(8)的限制， 使左钩架(7)和右钩架(14)释放货物。 2.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述限位机构 为挡块(1)， 所述驱。

5、动件为旋转电磁铁(9)， 所述旋转电磁铁(9)安装在机架(5)上， 所述挡块 (1)包括圆盘和固定在圆盘圆周上的凸起， 所述的圆盘固定在旋转电磁铁(9)的输出轴上， 所述凸起设置在转轴(8)上方， 旋转电磁铁(9)通电转动带动挡块(1)转动， 解除对转轴(8) 的约束， 使左钩架(7)和右钩架(14)释放货物。 3.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述限位机构 包括挡件(18)、 插片(19)、 导轮(16)和钢丝绳(15)， 所述驱动件为直动式电磁铁(20)， 直动 式电磁铁(20)的推杆与钢丝绳(15)的一端连接， 钢丝绳(15)的另一端绕过导轮(16)转。

6、向后 与插片(19)连接， 所述的挡件(18)固定在机架(5)上， 所述的挡件(18)设置在转轴(8)的上 方， 所述的插片(19)插设在挡件(18)和转轴(8)之间， 直动式电磁铁(20)的推杆回缩带动钢 丝绳(15)回拉， 使插片(19)从挡块(1)和转轴(8)之间脱出， 解除对转轴(8)的约束， 使左钩 架(7)和右钩架(14)释放货物。 4.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述装置还包 括一拉簧(12)， 所述拉簧(12)的一端固定在机架(5)上， 另一端固定在右摆臂轴(11)和右钩 架轴(13)之间右摆臂(10)上。 5.根据权利要求1所述的一种电磁。

7、驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述左钩架 (7)为弧形结构。 6.根据权利要求1所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述限位块 (3)共设置两块， 且上下分布， 左摆臂(2)穿过两个限位块(3)之间的空间后与右摆臂(10)通 过转轴(8)铰接， 所述限位块(3)靠近左摆臂轴(4)设置。 7.根据权利要求3所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 在挡件(18)上 设有一压簧(17)， 且压簧(17)的一端压紧在挡件(18)上， 压簧(17)的另一端压紧在插片 (19)的端面上， 钢丝绳(15)穿过压簧(17)与插片(19)的端面固接。 8.根据权利要求7所述的。

8、一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述导轮(16) 安装在机架(5)上， 且导轮(16)设置在压簧(17)的右侧， 插片(19)与挡件(18)平行设置。 9.根据权利要求2所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 所述左摆臂轴 (4)、 左钩架轴(6)、 右摆臂轴(11)和右钩架轴(13)均为钛合金材质， 外表面喷涂MoS2； 所述 挡块(1)、 左摆臂()、 限位块、 左钩架、 右摆臂、 右钩架以及机架均为铝合金材质。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111361742 A 2 10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 其特征在于： 限位机。

9、构限制转轴(8)的摆动时， 即左摆臂(2)和右摆臂(10)处于锁紧状态， 此时左摆臂(2) 和右摆臂(10)之间形成的夹角为3-5 。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111361742 A 3 一种电磁驱动的直升机货钩装置 技术领域 0001 本发明属于货钩技术领域， 尤其是涉及一种电磁驱动的直升机货钩装置。 背景技术 0002 在直升机航空作业任务中， 尤其是航空救援中， 需对物资和设备进行吊运和投放， 货钩是实现该作业功能的重要装置， 通过解锁， 实现对其上外挂物的释放， 随着直升机在救 援任务的广泛应用， 以及救援物资的多样化， 对货钩提出了响应更迅速， 结构简单， 承载能 力大， 。

10、拆卸方便的要求， 而现有货钩产品系列少、 结构复杂、 质量大等缺点。 发明内容 0003 有鉴于此， 本发明旨在提出一种电磁驱动的直升机货钩装置， 结构简单、 可靠性 高， 易于拆卸维护， 重量轻， 成本低。 0004 为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的： 0005 一种电磁驱动的直升机货钩装置， 包括机架、 左摆臂、 限位块、 左钩架、 右摆臂、 右 钩架、 限位机构和驱动件； 0006 所述的左摆臂设置在左钩架的上方， 所述的右摆臂设置在右钩架的上方， 所述的 左摆臂的一端通过左摆臂轴安装在机架上， 所述的限位块限制左摆臂的转动角度， 所述的 右摆臂的一端通过转轴与左摆臂的另一。

11、端铰接， 右摆臂的另一端通过右摆臂轴与右钩架的 顶端铰接， 所述的右钩架通过右钩架轴安装在机架的右侧， 所述的左钩架通过左钩架轴安 装在机架的左侧， 所述的右钩架的下部为L型短钩， 右钩架的L型短钩与左钩架末端搭接形 成货物承载区； 0007 所述的限位机构限制转轴的摆动， 所述的限位机构安装在机架上， 通过驱动件驱 动所述限位机构解除对转轴的限制， 使左钩架和右钩架释放货物。 0008 进一步的， 所所述限位机构为挡块， 所述驱动件为旋转电磁铁， 所述旋转电磁铁安 装在机架上， 所述挡块包括圆盘和固定在圆盘圆周上的凸起， 所述的圆盘固定在旋转电磁 铁的输出轴上， 所述凸起设置在转轴上方， 旋。

12、转电磁铁通电转动带动挡块转动， 解除对转轴 的约束， 使左钩架和右钩架释放货物。 0009 进一步的， 所述限位机构包括挡件、 插片、 导轮、 钢丝绳， 所述驱动件为直动式电磁 铁， 直动式电磁铁的推杆与钢丝绳的一端连接， 钢丝绳的另一端绕过导轮转向后与插片连 接， 所述的挡件固定在机架上， 所述的挡件设置在转轴的上方， 所述的插片插设在挡件和转 轴之间， 直动式电磁铁的推杆回缩带动钢丝绳回拉， 使插片从挡块和转轴之间脱出， 解除对 转轴的约束， 使左钩架和右钩架释放货物。 0010 进一步的， 在右摆臂轴和右钩架轴之间右摆臂上设有拉簧， 所述拉簧固定在机架 上。 0011 进一步的， 所述左。

13、钩架为弧形结构。 0012 进一步的， 所述限位块共设置两块， 且上下分布， 左摆臂穿过两个限位块之间的空 说明书 1/4 页 4 CN 111361742 A 4 间后与右摆臂之间通过转轴铰接， 所述限位块靠近左摆臂轴设置。 0013 进一步的， 在挡件上设有一压簧， 且压簧的一端压紧在挡件上， 压簧的另一端压紧 在插片的端面上， 钢丝绳穿过压簧与插片的端面固接。 0014 进一步的， 所述导轮安装在机架上， 且导轮设置在压簧的右侧， 插片与挡件平行设 置。 0015 进一步的， 所述左摆臂轴、 左钩架轴、 右摆臂轴和右钩架轴均为钛合金材质， 外表 面喷涂MoS2； 所述挡块、 左摆臂、 限。

14、位块、 左钩架、 右摆臂、 右钩架以及机架均为铝合金材质。 0016 进一步的， 限位机构限制转轴的摆动时， 即左摆臂和右摆臂处于锁紧状态， 此时左 摆臂和右摆臂之间形成的夹角为3-5 。 0017 相对于现有技术， 本发明所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置具有以下优势： 0018 本发明所述的一种电磁驱动的直升机货钩装置， 0019 1、 利用电磁驱动， 机构响应迅速， 左摆臂轴、 左钩架轴、 右摆臂轴、 右钩架轴为钛合 金材质， 外表面喷涂MoS2， 减小摩擦回转阻力， 提高解锁可靠性。 0020 2、 零组件较少， 结构简单， 易于拆卸维护， 产品重量轻便。 0021 3、 挡块、 左摆。

15、臂、 限位块、 左钩架、 右摆臂、 右钩架以及机架组成为常规的航空铝合 金， 左摆臂轴、 左钩架轴、 右摆臂轴和右钩架轴为钛合金材质， 机构质量轻。 0022 4、 右钩架利用杠杆原理， 减小货物质量对产生的反驱力矩， 并利用限位机构将转 轴限位， 驱动件只需克服转轴与限位机构之间的摩擦力， 就可以实现解锁。 附图说明 0023 构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。 在附图中： 0024 图1为本发明实施例所述的旋转电磁铁驱动的直升机货钩装置的示意图； 0025 图2为本发明实施例所述的旋转电磁铁驱。

16、动的直升机货钩装置货钩释放状态示意 图； 0026 图3为直动式电磁铁驱动的直升机货钩装置的示意图。 0027 附图标记说明： 0028 1-挡块， 2-左摆臂， 3-限位块， 4-左摆臂轴， 5-机架， 6-左钩架轴， 7-左钩架， 8-转 轴， 9-旋转电磁铁， 10-右摆臂， 11-右摆臂轴， 12-拉簧， 13-右钩架轴， 14-右钩架， 15-钢丝 绳， 16-导轮， 17-压簧， 18-挡件， 19-插片， 20-直动式电磁铁。 具体实施方式 0029 需要说明的是， 在不冲突的情况下， 本发明中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。 0030 下面将参考附图并结合实施例来详细说。

17、明本发明。 0031 如图1-图2所示， 一种电磁驱动的直升机货钩装置， 包括机架5、 左摆臂2、 限位块3、 左钩架7、 右摆臂10、 右钩架14、 限位机构和驱动件； 所述机架安装在直升机的腹部； 0032 所述的左摆臂2设置在左钩架7的上方， 所述的右摆臂10设置在右钩架的14上方， 所述的左摆臂2的一端通过左摆臂轴4安装在机架5上， 所述的限位块3限制左摆臂2的转动 说明书 2/4 页 5 CN 111361742 A 5 角度， 所述的右摆臂10的一端通过转轴8与左摆臂2的另一端铰接， 右摆臂10的另一端通过 右摆臂轴11与右钩架14的顶端铰接， 所述的右钩架14通过右钩架轴13安装。

18、在机架5的右侧， 所述的左钩架7通过左钩架轴6安装在机架5的左侧， 所述的右钩架14的下部为L型短钩， 左 钩架7为弧形结构， 右钩架14的L型短钩与左钩架7末端搭接形成货物承载区； 0033 所述的限位机构限制转轴8的摆动， 所述的限位机构安装在机架5上， 通过驱动件 驱动所述限位机构解除对转轴8的限制， 使左钩架7和右钩架14释放货物。 装置还包括一拉 簧12， 所述拉簧12的一端固定在机架5上， 另一端固定在右摆臂轴11和右钩架轴13之间右摆 臂10上。 拉簧12与右钩架15上部相连， 在货物重力作用下， 右钩架15有解锁回转趋势， 受挡 块1限位影响， 左钩架7和右钩架15保持重合锁闭。

19、状态； 拉簧12的设置利于解除转轴8的限位 时， 带动右钩架14绕右钩架轴13逆时针转动， 利于货物的释放。 0034 限位机构和驱动件有多种形式， 具体可以为： 所述限位机构为挡块1， 所述驱动件 为旋转电磁铁9， 所述旋转电磁铁9安装在机架5上， 所述挡块1包括圆盘和固定在圆盘圆周 上的凸起， 所述的圆盘固定在旋转电磁铁9的输出轴上， 所述凸起设置在转轴8上方， 旋转电 磁铁9通电转动带动挡块1转动， 解除对转轴8的约束， 使左钩架7和右钩架14释放货物。 0035 具体工作原理为： 当需要对货物进行释放时， 对旋转电磁铁9通电， 旋转电磁铁9带 动挡块1旋转， 挡块1上的凸起跟随转动， 。

20、凸起解除对转轴8的约束， 在拉簧12拉力以及货物 重力产生的力矩作用下， 右钩架15绕右钩架轴14转动， 左摆臂2、 右摆臂10以及转轴8转动， 到左摆臂2与限位块3接触为止， 右钩架15的L形短钩与左钩架7脱离， 从而实现了外挂物的 释放。 旋转电磁铁9是电磁线圈通电产生磁场使加转在电磁铁中间的芯轴转动的一个高精 度执行元件。 0036 如图3所示， 也可以为： 限位机构包括挡件18、 插片19、 导轮16和钢丝绳15， 所述驱 动件为直动式电磁铁20， 直动式电磁铁20的推杆与钢丝绳15的一端连接， 钢丝绳15的另一 端绕过导轮16转向后与插片19连接， 所述的挡件18固定在机架5上， 所。

21、述的挡件5设置在转 轴8的上方， 所述的插片19插设在挡件18和转轴8之间， 在挡件18上设有一压簧17， 且压簧17 的一端压紧在挡件18上， 压簧17的另一端压紧在插片19的端面上， 钢丝绳15穿过压簧17与 插片19的端面固接； 导轮16安装在机架5上， 且导轮16设置在压簧17的右侧， 插片19与挡件 18平行设置。 直动式电磁铁20的推杆回缩带动钢丝绳15回拉， 使插片19从挡块1和转轴8之 间脱出， 解除对转轴8的约束， 使左钩架7和右钩架14释放货物。 直动式电磁铁， 通电状态时 推杆伸出； 在失电状态时， 推杆在弹簧力作用下自动复位。 该电磁铁具有体积小， 响应速度 快， 动作。

22、可靠等特点。 0037 具体工作原理为： 在货钩闭合状态下， 插片19在转轴8和挡块18之间， 挡块18上安 装压簧17保持插片19的位置； 直动式电磁铁20的推杆带动钢丝绳15回拉， 使插片19从挡块 18和转轴8间脱出， 解除对转轴8的约束， 在拉簧12拉力以及货物重力产生的力矩作用下， 右 钩架15绕右钩架轴14转动， 左摆臂2、 右摆臂10以及转轴8转动， 到左摆臂2与限位块3接触为 止， 右钩架15的L形短钩与左钩架7脱离， 从而实现了外挂物的释放。 0038 限位块3共设置两块， 且上下分布， 左摆臂2穿过两个限位块3之间的空间后与右摆 臂10通过转轴8铰接， 所述限位块3靠近左摆。

23、臂轴4设置。 0039 右钩架15下端的L形短钩， 短钩在右钩架15转轴8中心以左， 长度越短越好， 减小货 物重力对右钩架15的反驱力矩。 说明书 3/4 页 6 CN 111361742 A 6 0040 左摆臂轴4、 左钩架轴6、 右摆臂轴11和右钩架轴13均为钛合金材质， 外表面喷涂 MoS2； 所述挡块1、 左摆臂、 限位块、 左钩架、 右摆臂、 右钩架以及机架均为铝合金材质。 0041 限位机构限制转轴8的摆动时， 即左摆臂2和右摆臂10处于锁紧状态， 此时左摆臂2 和右摆臂10之间形成的夹角为3-5 ， 第一， 有效避开了杆机构的死点位置， 使得左摆臂2和 右摆臂10及转轴8能够顺利解锁； 第二， 此夹角范围的设计， 也减小了整个装置解锁力及机 构的尺寸。 0042 左摆臂2和右摆臂10处于锁紧状态时所形成的夹角是由安装在磁铁上的限位的挡 块或挡件的位置决定的。 0043 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 7 CN 111361742 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111361742 A 8 图3 说明书附图 2/2 页 9 CN 111361742 A 9 。