向上打开飞行器门的平衡组件和包括平衡组件的飞行器制造技术

本发明专利技术提供向上打开飞行器门的平衡组件和包括平衡组件的飞行器。平衡组件包括扭转杆弹簧以平衡向上打开的飞行器门的重量，以易于打开和关闭。扭转杆弹簧可通过集成的齿轮减速系统链接至飞行器门，齿轮减速系统由两对正齿轮和相应的轴以及链接件组件组成。缆索卷轴被连接至输出轴，且输入轴被连接至被附接至扭转杆的端的四杆联动系统。缆索卷轴储存提升缆索，且提供输出扭矩以提升飞行器门。当飞行器门打开或关闭时，质心分别损失或增加高度，引起重力势能的变化。以这种方式，重力势能与来自平衡弹簧的应变弹性能互换，因此减少来自动力辅助装置或手动操作的所需外部能量源。

【技术实现步骤摘要】
向上打开飞行器门的平衡组件和包括平衡组件的飞行器
本文公开的实施例大体上涉及平衡组件，这些平衡组件意图帮助提升在被打开时沿着侧向导轨向内和向上滑动的飞行器门。相反，当关闭这种门时，本文公开的平衡组件用于平衡门重量，以防止过大的关门速度。
技术介绍
存在多种用于飞行器机身门的构造。本文公开的实施例对于与所谓的飞行器“插入式”门组合特别有用。要打开这种类型的门，它应该必须由轨道系统向上引导地移动。考虑到门的重量，为了帮助插入式门的打开和关闭操作，某种形式的平衡系统是必需的。在典型可用的可能的平衡系统例如电动、液压或机械系统中，机械平衡系统具有最低的成本、重量和复杂性。目前发现的机械系统被用来：借助于由金属或复合材料制成的螺旋扭转弹簧(参见美国专利号5,735,020、4,047,441和3,585,757，其每一个的全部内容在此都明确地作为参考并入本文)，或者也通过使用压缩弹簧筒以平衡门的螺旋压缩弹簧(参见美国专利号9,033,277，其全部内容明确地作为参考并入本文)，提供提升门所需的一些或几乎全部能量。然而，在发现的所有选项中，都没有提出使用扭转杆弹簧来储存能量。另外，对于包括集成螺旋扭转弹簧(即，美国专利号5,735,020、4,047,441和3,585,757)的那些建议，系统的体积占据飞行器的相当大的内部空间。而且，能够推断出这些螺旋扭转弹簧的卷轴和支撑件具有相当大的重量。
技术实现思路
因此，在本领域中已经需要一种用于向上打开的飞行器“插入式”门的平衡机构，该平衡机构具有减小的重量和体积，以便可用于具有较小可用内部空间的飞行器。本文公开的实施例涉及满足这种需求。一般而言，如本文公开的平衡组件包括扭转杆弹簧，该扭转杆弹簧用于平衡向上打开的飞行器门的重量，以易于打开和关闭。扭转杆弹簧可以通过由两对正齿轮和相应的轴以及联动组件组成的集成齿轮减速系统链接到飞行器门。缆索卷轴被连接到输出轴，并且输入轴被连接到被附接至扭转杆的端的四杆链接件。缆索卷轴储存提升缆索，并提供输出扭矩以提升飞行器门。当飞行器门打开或关闭时，质心分别损失或增加高度从而，引起重力势能的变化。以这种方式，重力势能与来自平衡弹簧的应变弹性能互换，因此减少来自动力辅助装置或手动操作的所需外部能量源。对于由轨道系统引导的向上滑动的门，平衡系统的应变能被传递到门，以在门打开时增加门的势能。根据一个实施例，平衡组件将包括：可旋转缆索卷轴，所述可旋转缆索卷轴具有一定长度的提升缆索，其中所述提升缆索的一端被附接到所述飞行器门；和被所述飞行器机身支撑的扭转杆，所述扭转杆具有被约束抵抗绕所述扭转杆的伸长轴线的旋转移动的近端和远端。齿轮减速系统被可操作地连接到缆索卷轴，以便响应于门的提升或关闭移动而接收来自缆索卷轴的旋转输入并产生比该旋转输入小的旋转输出，同时联动系统将所述齿轮减速系统和所述扭转杆的所述近端可操作地互连。当所述门在所述门的所述关闭位置中时，所述扭转杆将在增大(最大)扭矩的状态下，由此产生高(最大)扭转弹簧力，从而当将所述门提升到所述门的所述打开位置中时所述缆索卷轴的旋转驱动所述齿轮减速系统并移动所述联动系统，以响应地引起将所述扭转杆产生的所述扭转弹簧力卸载，由此平衡门重量。扭转杆的远端可以包括槽口，所述槽口被以公/母连接接收在被固定到所述飞行器机身的支撑套筒内，以便限制所述扭转杆而抵抗绕所述扭转杆的所述伸长轴线的旋转移动。支撑套筒因而可以被连接至所述扭转杆的所述远端，以便允许在所述支撑套筒和所述扭转杆的所述远端之间沿所述支撑套筒的纵向轴线的纵向移动。根据一些实施例，缆索卷轴可以包括小齿轮，而联动系统可以包括扇形齿轮。齿轮减速系统可以因此包括一对减速齿轮，所述一对减速齿轮啮合在所述小齿轮和所述扇形齿轮之间，以便接收来自所述缆索卷轴的所述旋转输入并产生所述较小旋转输出。联动系统可以设有分开的第一被引导杠杆链接件和第二驱动杠杆链接件以及将所述被引导杠杆链接件和所述驱动杠杆链接件互连的联接联动杆。所述被引导杠杆链接件可以因此被固定到扇形齿轮，而驱动杠杆链接件可以被固定至所述扭转杆的所述近端，使得所述齿轮减速系统的所述较小旋转输出被传递至所述扭转杆的所述近端。本专利技术的这些与其它形态和优点将在对本专利技术的优选示范实施例的以下详细描述给予仔细考虑之后变得更清楚。附图说明通过结合附图参考示范非限制说明性实施例的以下详细说明，将更好且更彻底地理解本专利技术的公开实施例，其中：图1A和图1B是飞行器机身的内部的透视图，分别示出在关闭位置和打开位置中的受根据本文的本专利技术的实施例的平衡组件帮助的向上打开的机身门；图2是在飞行器门在如图1A中描绘的关闭位置中的状态下的平衡组件的放大图；图3是在飞行器门在如图1B中描绘的打开位置中的状态下的平衡组件的放大图；图4是在图2和图3中描绘的平衡组件中采用的四杆机构的详细透视图；图5A-5C描绘在平衡组件中采用的扭转杆的详细视图，其中图5A示出将扭转杆安装到支撑套筒，这些支撑套筒用于在扭转杆的近端和远端中的每一端处的旋转约束，图5B是扭转杆的远端的透视图，扭转杆的远端被附接到它的关联的支撑套筒，该支撑套筒继而被附接到支撑支架，该支撑支架被固定到飞行器机身结构，并且图5C是示出将扭转杆的近端联接到联动系统的透视图；图6是示出与平衡组件关联的减速系统的详细立面图；图7是使用如本文公开的平衡组件的实施例的表观门重量(kg)对卷轴角度(度)的曲线图；并且图8是示出根据本文所述的实施例的平衡组件的重力势能曲线和弹性变形能曲线的曲线图，其中横坐标以度代表卷轴转动角度，并且纵坐标轴代表卷轴上的力矩(daN.mm)。具体实施方式附图1A和附图1B描绘可操作地与飞行器机身关联的典型向上打开插入式门10，以便允许机身中的开口(图1A和图1B中由附图标记5示意地描绘)关闭(图1A)和打开(图1B)。如所示，将门10向内移动且沿导轨20向上引导。根据本文公开的实施例，门设有平衡组件15，该平衡组件15包括用于储能的扭转杆弹簧30(平衡弹簧)，该扭转杆弹簧30通过四杆联动系统连接到具有输出缆索卷轴44的齿轮减速箱40，该输出缆索卷轴44由不锈钢缆索50链接至门10。扭转杆30提供非常紧凑的尺寸包络，该尺寸包络具有与机身5的纵向尺寸兼容的主尺寸(长度)。如此，扭转杆30能够与机身5的结构面板对齐，且能够由被固定到机身框架的主支架32和中间支架32a支撑(参见图2和图3)。根据本文公开的实施例的用于飞行器门10的平衡组件15的主要目标是供应必要的能量需求以由导轨20引导而将门10定位在如图1B中所示的完全打开位置中，并且还帮助防止门10在门10朝向如图1A中所示的关闭位置下降期间获得移动速度。在打开位置(图1B)中的门10将具有最大重力势能，使得平衡组件15的机械系统将使用扭转杆弹簧30的弹性应变能进行平衡。根据本文所述的实施例的门平衡组件15的机械架构大体上由三个主部件组成，具体为提升缆索50、齿轮减速箱40和扭转杆30。齿轮减速箱40包含三个传动元件，具体为：携带小齿轮44a的卷轴44；减速齿轮45、46；以及四杆联动系统，该四杆联动系统由分别通过联接联动杆42彼此可操作地连接的分开的被引导杠杆链接件41和驱动杠杆链接件43组成。分别由被引导杠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平衡组件，所述平衡组件用于平衡向上打开的飞行器门的重量，所述飞行器门能够在关闭位置和打开位置之间移动，以便分别关闭和打开与飞行器机身关联的开口，其中所述平衡组件包括：可旋转缆索卷轴，所述可旋转缆索卷轴包括一定长度的提升缆索，所述提升缆索具有被附接至所述飞行器门的一端；被所述飞行器机身支撑的扭转杆，所述扭转杆具有被约束抵抗绕所述扭转杆的伸长轴线的旋转移动的近端和远端；齿轮减速系统，所述齿轮减速系统被可操作地连接至所述缆索卷轴，以便响应于所述门的提升或关闭移动而接收来自所述缆索卷轴的旋转输入并产生较小旋转输出；以及联动系统，所述联动系统将所述齿轮减速系统和所述扭转杆的所述近端可操作地互连，其中当所述门在所述门的所述关闭位置中时，所述扭转杆在增大扭矩的状态下，由此产生高扭转弹簧力，从而当将所述门提升到所述门的所述打开位置中时所述缆索卷轴的旋转驱动所述齿轮减速系统并移动所述联动系统，以响应地引起将所述扭转杆产生的所述扭转弹簧力卸载，由此平衡门重量。

【技术特征摘要】
2017.01.11 US 15/403,5191.一种平衡组件，所述平衡组件用于平衡向上打开的飞行器门的重量，所述飞行器门能够在关闭位置和打开位置之间移动，以便分别关闭和打开与飞行器机身关联的开口，其中所述平衡组件包括：可旋转缆索卷轴，所述可旋转缆索卷轴包括一定长度的提升缆索，所述提升缆索具有被附接至所述飞行器门的一端；被所述飞行器机身支撑的扭转杆，所述扭转杆具有被约束抵抗绕所述扭转杆的伸长轴线的旋转移动的近端和远端；齿轮减速系统，所述齿轮减速系统被可操作地连接至所述缆索卷轴，以便响应于所述门的提升或关闭移动而接收来自所述缆索卷轴的旋转输入并产生较小旋转输出；以及联动系统，所述联动系统将所述齿轮减速系统和所述扭转杆的所述近端可操作地互连，其中当所述门在所述门的所述关闭位置中时，所述扭转杆在增大扭矩的状态下，由此产生高扭转弹簧力，从而当将所述门提升到所述门的所述打开位置中时所述缆索卷轴的旋转驱动所述齿轮减速系统并移动所述联动系统，以响应地引起将所述扭转杆产生的所述扭转弹簧力卸载，由此平衡门重量。2.根据权利要求1所述的平衡组件，其中所述扭转杆的所述远端包括槽口，所述槽口被以公/母连接接收在被固定到所述飞行器机身的支撑套筒内，以便限制所述扭转杆而抵抗绕所述扭转杆的所述伸长轴线的旋转移动。3.根据权利要求2所述的平衡组件，其中所述支撑套筒被连接至所述扭转杆的所述远端，以便允许在所述支撑套筒和所述扭转杆的所述远端之间沿所述支撑套筒的纵向轴线的纵向移动。4.根据权利要求3所述的平衡组件，其中所述缆索卷轴包括小齿轮；所述联动系统包括扇形齿轮，并且所述齿轮减速系统包括一对减速齿轮，所述一对减速齿轮啮合在所述小齿轮和所述扇形齿轮之间，以便接收来自所述缆索卷轴的所述旋转输入并产生所述较小旋转输出。5.根据权利要求4所述的平衡组件，其中所述联动系统包括被引导杠杆链接件、驱动杠杆链接件以及将所述被引导杠杆链接件和所述驱动杠杆链接件互连的联接联动杆，其中所述被引导杠杆链接件被固定至所述扇形齿轮，并且所述驱动杠杆链接件被固定至所述扭转杆的所述近端，使得所述齿轮减速系统的所述较小旋转输出被传递至所述扭转杆的所述近端。6.根据权利要求1所述的平衡组件，其中所述缆索卷轴包括小齿轮；所述联动系统包括扇形齿轮，并且所述齿轮减速系统包括一对减速齿轮，所述一对减速齿轮啮合在所述小齿轮和所述扇形齿轮之间，以便接收来自所述缆索卷轴的所述旋转输入并产生所述较小旋转输出。7.根据权利要求4所述的平衡组件，其中所述联动系统包括被引导杠杆链接件、驱动杠杆链接件以及将所述被引导杠杆链接件和所述驱动杠杆链接件互连的联接联动杆，其中所述被引导杠杆链接件被固定至所述扇形齿轮，并且所述驱动杠杆链接件被固定至所述扭转杆的所述近端，使得所述齿轮减速系统的所述较小旋转输出被传递至所述扭转杆的所述近端。8.根据权利要求1所述的平衡组件，其中所述联动系统包括被引导杠杆链接件、驱动杠杆链接件以及将所述被引导杠杆链接件和所述驱动杠杆链接件互连的联接联动杆。9.根据权利要求8所述的平衡组件，其中所述联动系统包括扇形齿轮，所述扇形齿轮可操作地连接至所述齿轮减速系统，并且所述扇形齿轮被固定至所述被引导杠杆链接件。10.根据权利要求9所述的平衡组件，其中所述缆索卷轴包括小齿轮，并且所述齿轮减速系统包括一对减速齿轮，所述一对减速齿轮啮合在所述小齿轮和所述扇形齿轮之间，以便接收来自所述缆索卷轴的所述旋转输入并产生所述较小旋转输出。11.根据权利要求9所述的平衡组件，其中所述驱动杠杆链接件被固定至所述扭转杆的所述近端，使得所述齿轮减速系统的所述较小旋转输出被传递至所述扭转杆的所述近端。12.一种飞行器，包括：机身；所述机身中的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥贝丹·马丁斯·席尔瓦，圣·克莱尔·特里索托，布赖恩·A·林哈里斯，约尔格·托希奥·哈希莫托，保罗·尤尼奥·萨克拉门托·霍尔塔·莫雷拉，里卡多·潘普洛纳·朗，
申请(专利权)人：埃姆普里萨有限公司，
类型：发明
国别省市：巴西,BR