阅读说明：本技术 一种直升机用吊挂装置及方法 (Hanging device and method for helicopter ) 是由 刘二东 杨乘懿 杨庆超 雍利鹏 郑龙 于 2020-11-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种直升机用吊挂装置及方法,包括挂钩、压杆和摇杆；挂钩第一端铰接固定设置；压杆第一端设置有第一压块,压杆中间部位铰接固定设置；摇杆第一端铰接固定设置,摇杆第二端设置有第二压块,摇杆中部下方设置有支撑点；当装置吊挂锁紧时,挂钩第二端与第一压块接触,挂钩第二端给第一压块远离挂钩方向的力,压杆第二端与第二压块接触,摇杆与支撑点接触,压杆第二端对第二压块施加的压力作用线位于摇杆铰接位置下方。实现快速投放货物,很好的保护相关人员、财产和直升机安全,快捷方便,可靠性、安全性高。(The invention discloses a hanging device and a method for a helicopter, which comprises a hook, a pressure rod and a rocker; the first end of the hook is hinged and fixed; a first pressing block is arranged at the first end of the pressing rod, and the middle part of the pressing rod is fixedly hinged; the first end of the rocker is fixedly hinged, the second end of the rocker is provided with a second pressing block, and a supporting point is arranged below the middle part of the rocker; when the device is hung and locked, the second end of the hook is in contact with the first pressing block, the second end of the hook gives a force to the first pressing block in the direction away from the hook, the second end of the pressure rod is in contact with the second pressing block, the rocker is in contact with the supporting point, and a pressure action line applied to the second pressing block by the second end of the pressure rod is positioned below the hinged position of the rocker. The rapid cargo throwing device has the advantages that rapid cargo throwing is realized, related personnel, property and helicopter safety are well protected, the rapid and convenient throwing device is rapid and convenient, and the reliability and the safety are high.)

一种直升机用吊挂装置及方法

技术领域

本发明属于直升机外吊挂领域，涉及一种直升机用吊挂装置及方法。

背景技术

直升机在执行货物吊挂运输任务时，由于吊挂物重量较大，飞行高度较高，且飞行距离较远，要求对货物必须百分百可靠吊挂，否则将对地面人员及财产安全造成及其严重的威胁。因此，吊挂装置必须安全、可靠。此外，由于直升机执行吊挂任务需满足及时性，对于无法实现空中投放的货物，吊挂至目的地后，须第一时间完成挂钩打开，尤其在作战任务中，直升机必须立即撤出战区，否则将成为敌人的活靶子。

目前，直升机用货物吊挂类设备，其锁死性能并非完全可靠，在飞机开车状态下，甚至飞机必须落地，地勤人员快速接近飞机取下货物后，飞机才能离开，效率低下，对飞行员、飞机和地勤人员安全有很大影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种直升机用吊挂装置及方法，实现快速投放货物，很好的保护相关人员、财产和直升机安全，快捷方便，可靠性、安全性高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种直升机用吊挂装置，包括挂钩、压杆和摇杆；

挂钩第一端铰接固定设置；压杆第一端设置有第一压块，压杆中间部位铰接固定设置；摇杆第一端铰接固定设置，摇杆第二端设置有第二压块，摇杆中部下方设置有支撑点；

当装置吊挂锁紧时，挂钩第二端与第一压块接触，挂钩第二端给第一压块远离挂钩方向的力，压杆第二端与第二压块接触，摇杆与支撑点接触，压杆第二端对第二压块施加的压力作用线位于摇杆铰接位置下方。

优选的，第一压块和第二压块均采用滚轮。

优选的，摇杆中间部位铰接有连杆第一端，连杆第二端铰接有曲柄第一端，曲柄第二端铰接固定设置。

优选的，摇杆第一端连接有电机。

进一步，挂钩上设置有称重传感器。

优选的，挂钩第一端的铰接点靠近挂钩第一端设置，挂钩第一端远离挂钩第二端的一侧设置有接近传感器。

一种基于上述任意一项所述装置的直升机用吊挂方法，当进行货物吊挂时，货物吊挂在挂钩上，挂钩第二端与第一压块接触，货物重力通过挂钩传递给压杆，挂钩第二端给第一压块远离挂钩方向的力，压杆第二端朝向摇杆第二端转动，压杆第二端与第二压块接触，压杆第二端对第二压块施加的压力作用线位于摇杆下方，使摇杆与支撑点接触；

当投放货物时，摇杆绕摇杆第一端向上转动，第二压块与压杆第二端脱离，压杆在挂钩压力的作用下转动，第一压块与挂钩第二端脱离，挂钩绕挂钩第一端转动，货物从挂钩中脱离。

优选的，货物触地时，当挂钩上的称重传感器测量得到的重量小于门限值，电机转动，带动摇杆绕摇杆第一端向上转动，使货物从挂钩中脱离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述装置通过杠杆原理，挂钩对压杆施加压力，压杆始终压向第二压块，产生负角度，使摇杆始终贴合支撑点，利用负角度锁死原理实现可靠锁死，比常规依靠摩擦力锁死更加可靠、安全，并且在需要投放货物时，仅需要将摇杆向上抬起，使第二压块与压杆第二端脱离，不需要地勤人员协助，便能够实现货物自动脱离，安全系数高。

进一步，第一压块和第二压块均采用滚轮，在脱离时，减少脱离的摩擦阻力，避免卡顿，从而实现快速脱离投放。

进一步，通过控制电机转动，便能够实现装置分离投放，方便快捷，不需要地勤人员协助，仅通过驾驶员便能够操作。

进一步，能够通过称重传感器检测的重量信息，驾驶员进行投放，保证货物安全和可靠投放，并且能够通过门限值实现自动投放，实现快速、自动投放货物。

进一步，通过接近传感器检测挂钩第一端与其的距离，从而获取挂钩打开和闭合状态，方便驾驶员判断挂钩开合状态，确保飞机的安全，提高了货物吊挂、运输效率。

本发明所述方法能够快速吊挂装载，运输过程可靠吊挂，并且在需要投放时，仅需要将摇杆向上抬起，使第二压块与压杆第二端脱离，不需要地勤人员协助，便能够实现货物自动脱离，安全系数高。

进一步，货物触地时，通过门限值对实际重量进行比对，能够自动控制电机带动摇杆绕摇杆第一端向上转动，使货物从挂钩中脱离。无需飞行员操纵货物投放，无需地勤人员取下货物，无需飞机落地，实现快速、自动投放货物。

附图说明

图1为本发明的货物吊挂结构示意图；

图2为本发明的货物投放结构示意图。

其中：1-曲柄；2-连杆；3-第二压块；4-压杆；5-第一压块；6-货物；7-称重传感器；8-挂钩；9-接近传感器；10-摇杆；11-锁死面；12-支撑点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，为本发明所述的直升机用吊挂装置，包括挂钩8、压杆4和摇杆10。

挂钩8共有两端，挂钩8第一端铰接固定设置，压杆4位于挂钩8第二端侧方；压杆4共有两端，压杆4第一端设置有第一压块5，压杆4中间部位铰接固定设置，挂钩8第二端底部与压块顶部朝向挂钩8第一端一侧接触；摇杆10共有两端，摇杆10位于挂钩8正上方，摇杆10第一端铰接固定设置，摇杆10第二端设置有第二压块3，摇杆10中间部位正下方设置有支撑点12；摇杆10中间部位铰接有连杆2第一端，连杆2第二端铰接有曲柄1第一端，曲柄1第二端铰接固定设置。

当装置吊挂锁紧时，挂钩8第二端与第一压块5压紧接触，接触点为第一压块5顶部朝向挂钩8第一端位置，挂钩8第二端给第一压块5远离挂钩8方向的力，压杆4第二端与第二压块3压紧接触，摇杆10与支撑点12接触，压杆4第二端对第二压块3施加的压力作用线位于摇杆10铰接位置下方。

第一压块5和第二压块3均采用滚轮。从而在脱离时，减少脱离的摩擦阻力，避免卡顿，从而实现快速脱离投放。

压杆4第二端设置有L型的锁死面11。

曲柄1第二端连接有电机，通过控制电机转动，便能够实现装置分离投放，方便快捷，不需要地勤人员协助，仅通过驾驶员便能够操作。

挂钩8上设置有称重传感器7，能够通过称重传感器7检测的重量信息，驾驶员进行投放，保证货物6安全和可靠投放，并且在货物6触地时，能够通过门限值实现快速、自动投放货物6。

挂钩8第一端的铰接点靠近挂钩8第一端设置，挂钩8第一端原理挂钩8第二端的一侧设置有接近传感器9，通过接近传感器9检测挂钩8第一端与其距离，从而获取挂钩8打开和闭合状态，方便驾驶员进行判断，确保飞行及吊挂运输安全，提高了货物6吊挂和运输效率。

如图1所示，当吊挂装置进行货物6运输时，货物6吊挂在挂钩8上，货物6重力通过挂钩8传递给压杆4，压杆4受挂钩8压力F1，产生逆时针转矩M1，使压杆4产生逆时针旋转趋势。压杆4第二端的锁死面11将M1传递至摇杆10第二端的第二压块3滚轮上，对第二压块3产生斜向下压力F2；因F2作用线与摇杆10连心线存在负向夹角α，所以力F2对摇杆10杆会产生顺时针转矩M2，转矩M2使摇杆10产生顺时针旋转趋势。摇杆10落在支撑点12上，支撑点12对摇杆10起支撑和限位作用，支撑点12的作用力产生的转矩与M2平衡，使锁闭机构处于平衡状态。

因此，货物6吊挂状态下，摇杆10始终受压，机构始终可以保持可靠锁死，根据受力分析可知，吊挂载荷越大，摇杆10受压力越大，锁闭结构锁死越可靠。

如图1所示，当需要投放货物6时，曲柄1带动连杆2转动，在临界状态时，根据力矩平衡原理，锁死面11受M2作用，连杆2需施加大小相同、方向相反的逆时针力矩，进一步可知曲柄1带动连杆2转动的力矩M3，即可知伺服电机的最小启动力矩为M3。根据杠杆原理，货物6重力经各级杠杆传递后，伺服电机启动力矩将远远小于货物6重力产生的力矩。

如图2所示，当投放货物6时，伺服电机以大于M3的启动力矩M_电机启动，曲柄1逆时针转动，机构动作，连杆2带动摇杆10逆时针转动，摇杆10端头的第二压块3滚轮在锁死面11滚动。当第二压块3滚轮滑出压杆4的锁死面11时，由于机构受货物6重力作用，锁闭机构瞬间失去平衡，压杆4立即逆时针转动，同时挂钩8从压杆4下方的第一压块5滚轮上滑落，挂钩8打开，货物6投放。

为实现货物6触地自动投放，将挂钩8本体设计成具备称重功能的应变式传感器，输出的称重信号经比较、放大处理后传输给飞行控制系统，实时显示吊挂重量值，包括因冲击或加速度引起的重量变化值。

当飞机吊挂货物6飞行至目的地后，飞机降低高低，货物6触地，挂钩8上的重量瞬间减小，当重量小于预先设定的门限值后，重量信号触发飞行控制系统继电器，系统自动启动伺服电机，从而打开挂钩8，快速完成货物6触地自动投放任务。

如图2所示，当机构复位时，向上扳动挂钩8，压杆4受挂钩8向上的分力作用而顺时针旋转，挂钩8第二端滑过压杆4的第一压块5滚轮，进入锁死面11锁死区域，压杆4受挂钩8向上的分力作用而顺时针旋转，当压杆4第二端顶部斜面掠过摇杆10的第二压块3滚轮后，第二压块3滚轮落回到锁死面11内，同时连杆2和曲柄1也完成复位动作。之后在挂钩8重力作用下，挂钩8第二端压在压杆4的第一压块5滚轮上，整个机构完成复位。

为实现吊挂装置挂钩8打开、关闭状态的实时监测，应用基于霍效应的非接触式接近传感器9，将状态信号实时传输给飞行控制系统，实现快速、准确的位置状态监测。接近传感器9的感应探头固定安装在装置外壳上，磁性标靶安装在挂钩8上并随挂钩8转动。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。