尤其適用于輔助升/降飛機舷梯的力平衡機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文所公開的實施例總體上涉及用于配重構(gòu)件和/或負載的力平衡機構(gòu)。在特別優(yōu)選的實施方案中，力平衡機構(gòu)被提供，其被有效地用于飛機舷梯的力輔助升/降。
【背景技術(shù)】
[0002]集成式飛機舷梯被俗稱為“登機梯”，當飛機機身的門被打開時，該集成式飛機舷梯允許乘客登機和下機。由于允許乘客登機和下機的底座固定的起重平臺不是必需的，所以，包括舷梯的飛機能為許多客流量較小的機場環(huán)境提供服務(wù)。由于這些原因，許多區(qū)域運輸和通用航空飛機都配備了舷梯作為基本設(shè)備，以允許乘客和飛機的機組人員登機和下機。
[0003]通常，舷梯最常規(guī)的力平衡機構(gòu)使用節(jié)省空間的扭轉(zhuǎn)桿，以累積足以提供提升輔助的重量的動能和動力。在這方面，這樣的傳統(tǒng)舷梯將通常采用致動器/齒輪箱，其由扭轉(zhuǎn)桿相互連接。當扭轉(zhuǎn)桿被扭曲時，大的負載在所述扭轉(zhuǎn)桿的端部處累積，這隨著時間的推移導(dǎo)致疲勞失效。當故障發(fā)生時，舷梯可能變得無法使用，從而導(dǎo)致飛機的停機時間，以允許進行修理。其結(jié)果是，由于這種持續(xù)的潛在的維修問題，舷梯的常規(guī)力平衡機構(gòu)或多或少是有問題的。
[0004]因此，對于更持久的載荷，需要的是節(jié)省空間的力平衡機構(gòu)，尤其是對于與飛機舷梯相關(guān)的載荷的力平衡機構(gòu)。本文所公開的實施例提供的力平衡機構(gòu)有助于滿足這種需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]這里公開的實施例總體上涉及以一種用于配重部件和/或負載的力平衡機構(gòu)。根據(jù)一個實施例，力平衡機構(gòu)包括:至少一個齒條；至少一個彈簧組件，其包括被可操作地連接到所述至少一個齒條的彈簧部件；小齒輪，其與所述至少一個齒條相互嚙合；可變半徑凸輪。凸輪的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致小齒輪旋轉(zhuǎn)，繼而線性驅(qū)動所述至少一個齒條并累積彈簧部件的彈簧力。彈簧部件可以是壓縮或拉伸彈簧。優(yōu)選地，彈簧部件是壓縮彈簧。
[0006]根據(jù)一些實施例的力平衡機構(gòu)，可包括與小齒輪相互嚙合的一對齒條以及一對彈簧組件。一對彈簧組件可被布置成彼此平行或可被布置成彼此相對。
[0007]彈簧組件可包括間隔開的固定的端部支承件和可移動的端部支承件，其中，彈簧部件被定位在固定的端部支承件和可移動的端部支承件之間。根據(jù)某些實施例，固定的端部支承件被定位成靠近小齒輪，并且其中，可移動的端部支承件被定位成遠離小齒輪?？梢栽O(shè)置連接桿以連接可移動的端部支承件和至少一個齒條的端部。根據(jù)另一些實施例，固定的端部支承件被定位成遠離小齒輪，并且其中，可移動的端部支承件被定位成靠近小齒輪。在這樣的實施例中，可移動的端部支承件可被直接連接到所述至少一個齒條的一端。
[0008]柔性致動器線纜的一端被固定到凸輪的終端凸部，相對端與支撐結(jié)構(gòu)(例如支撐舷梯的飛機結(jié)構(gòu))固定連接。
[0009]力平衡機構(gòu)可有效地用于幾乎任何可移動的配重或負載的力平衡。在優(yōu)選實施例中，所述配重構(gòu)件是飛機舷梯。因此，根據(jù)其他實施例，該力平衡機構(gòu)被設(shè)置在飛機舷梯中。
[0010]在仔細考慮優(yōu)選的示例性實施例的以下詳細描述后，本發(fā)明的這些或其它的方面和優(yōu)勢將變得更加清晰。
【附圖說明】
[0011]通過結(jié)合附圖參考下面示例性的非限制性的說明性實施例的詳細描述，本發(fā)明所公開的實施例將被更好和更完整地理解，其中:
[0012]圖1A、1B是前飛機機身的外部透視圖，示出了相關(guān)的舷梯分別處在收起和展開位置；
[0013]圖2是處于收起位置的舷梯的放大細節(jié)圖；
[0014]圖3是處于展開位置的舷梯的放大細節(jié)圖；
[0015]圖4A、4B是具有平行雙彈簧組件的力平衡機構(gòu)的實施例的放大細節(jié)側(cè)視圖，并分別描述了力卸載(收起)狀態(tài)和力加載(展開)狀態(tài)；
[0016]圖5是具有對置雙彈簧組件的力平衡機構(gòu)的另一實施例的放大細節(jié)側(cè)視圖，并描述了力卸載(收起)狀態(tài)；
[0017]圖6是圖5所示的力平衡機構(gòu)的變形的放大細節(jié)側(cè)視圖；
[0018]圖7是具有單彈簧組件的用于舷梯的力平衡機構(gòu)的實施例的放大細節(jié)側(cè)視圖，并描述了力卸載(收起)狀態(tài)；
[0019]圖8是圖7所示的力平衡機構(gòu)的變形的放大細節(jié)側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0020]圖1A、1B是飛機機身10的前段的外部立體圖，飛機機身10配備了機身艙口 12和關(guān)閉該艙口 12的常規(guī)艙門14?？烧郫B舷梯18被設(shè)置在艙口 12中，并配備有根據(jù)本發(fā)明一個實施例的力平衡系統(tǒng)20。
[0021]圖2、3分別更詳細地描述了舷梯18處于收起和放下狀態(tài)。在這方面，可以看到，舷梯分別設(shè)有相應(yīng)的上舷梯段18-1和下舷梯段18-2 (相對于舷梯展開而言)，該上舷梯段18-1和下舷梯段18-2在鉸接點22處連接在一起，以允許它們之間的相對的鉸接接合。上段18-1的上端包括附接支架24，該附接支架24被連接到固定底座26，以繞基本水平的樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)運動。底座26被剛性地連接到支承構(gòu)件10-1，支承構(gòu)件10-1與飛機機身10相關(guān)聯(lián)。地面接合段18-3在鉸鏈連接部25處與下舷梯段18-2的下自由端樞轉(zhuǎn)鉸接，以在收起狀態(tài)(參見圖2)和展開狀態(tài)(參見圖3)之間樞轉(zhuǎn)。輪27被設(shè)置在段18-3上，以在舷梯18被完全展開時與地面G接合。舷梯段18-1、18-2和18_3設(shè)有樓梯踏板18_4，以在舷梯18處于展開狀態(tài)時，允許乘客和機組人員登機和下機。
[0022]圖4A、4B詳細描述了用于舷梯18的力平衡機構(gòu)20。在這方面，圖4A、4B以相同的取向描述了力平衡機構(gòu)20，使得能夠容易地辨別在與舷梯的收起狀態(tài)和展開狀態(tài)對應(yīng)的力卸載和力加載時各個部件的結(jié)構(gòu)位置。因此，應(yīng)當理解的是，當處在圖4A所描述的力卸載狀態(tài)時，力平衡機構(gòu)20以及舷梯18將處在圖2所描述的位置，但是當處在圖4B所描述的力加載狀態(tài)時，力平衡機構(gòu)20以及舷梯18將處在圖3所描述的位置。
[0023]在圖4A和4B中所描繪的力平衡機構(gòu)20的實施例總體上包括一對平行的螺旋壓縮彈簧組件30、32，其包括分別可操作地聯(lián)接到齒條30-2、32-2的螺旋壓縮彈簧30_1、32-1。更具體地，每個彈簧30-1、32-1分別被安裝在固定的端部支承件30_3a、32_3a和可移動的端部支承件30-3b、32-3b之間。因而固定的端部支承件30-3a、32-3a被不可移動地固定到與上舷梯段18-1(其一部分如圖4A、4B所示)相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，而可移動的端部支承件30-3b、32-3b分別被可移動地固定到齒條30-2、32-2。在這方面可以看到，可移動的端部支承件30-3b被直接連接到齒條30-2的端部，而可移動的端部支承件32-3b通過細長的連接桿33被連接到齒條32-2。
[0024]齒條30-2、32_2與小齒輪34嚙合，小齒輪34被安裝到小齒輪軸36，以繞其軸線旋轉(zhuǎn)運動。連續(xù)可變半徑(“鸚鵡螺型”)凸輪38也被連接到小齒輪軸36，以能夠與小齒輪34作為一個單元繞小齒輪軸36的軸線旋轉(zhuǎn)(即圖2的箭頭A1所示)。鸚鵡螺型凸輪38的輪廓是這樣的，當凸輪38繞軸36的軸線旋轉(zhuǎn)時，在連續(xù)不同的旋轉(zhuǎn)度數(shù)上給出不同的半徑，以提供可變長度的力矩臂。
[0025]或許最好如圖2、3所示，柔性致動器線纜40被設(shè)置成一端被樞轉(zhuǎn)地連接到固定底座26，相對端被連接到凸輪38的終端凸部38-1。因此，隨著上舷梯段18-1從其收起位置樞轉(zhuǎn)到展開狀態(tài)，致動器線纜40將引起凸輪38，進而還引起小齒輪36在箭頭仏的方向上旋轉(zhuǎn)。小齒輪36的旋轉(zhuǎn)將依次引起齒條30-2、32-2在箭頭AjPA3的方向上直線移動，如圖4A所示，從而分別壓縮每個壓縮彈簧30-1、32-1。因此，隨著上舷梯段18-1從其收起位置樞轉(zhuǎn)到展開狀態(tài)時，力平衡機構(gòu)20將從如圖4A所示的力卸載狀態(tài)(即，壓縮彈簧30-1、32-1具有最小蓄壓縮力或者無任何蓄壓縮力)轉(zhuǎn)變到如圖4B所述的力加載狀態(tài)(S卩，壓縮彈簧30-1、32-1具有大量的蓄壓縮力或最大蓄壓縮力)。當上舷梯段18-1處于其展開狀態(tài)時積累的加載壓縮力可由此被用來提供從展開狀態(tài)回到收起狀態(tài)的力輔助運動(即，當凸輪40在與箭頭A1相反的方向上旋轉(zhuǎn)時)。
[0026]圖5-9描繪了根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的力平衡機構(gòu)。在這方面上，盡管未在圖5-9中描繪，但是示出的實施例將包括連續(xù)可變半徑(“鸚鵡螺型”)的凸輪，例如圖4A、4B中的附圖標記38所示類型，凸輪38被連接到小齒輪軸36，以能夠與小齒輪34作為一個單元繞小齒輪軸36的軸線旋轉(zhuǎn)。因此，這樣的凸輪38將同樣地通過如先前所述的致動器線纜40或類似的機構(gòu)被連接到固定的底座結(jié)構(gòu)26。
[0027]圖5描述的力平衡機構(gòu)50是上述雙彈簧組件機構(gòu)20的變形。具體地，可以看到，機構(gòu)48，類似于機構(gòu)20，具有雙壓縮彈簧組件50、52。然而，不像機構(gòu)20，機構(gòu)48被布置成使得所述壓縮彈簧組件50和52相互對置。因此，彈簧組件52包括螺旋壓縮彈簧50-1、52-1，其分別被可操作地聯(lián)接到齒條50-2、52-2。更具體地，每個彈簧50_1、52_1分別被安裝在固定的端部支承件50-3a，52-3a和可移動的端部支承件50_3b，52_3b之間。因而固定的端部支承件50-3a、52-3a在靠近小齒輪36的位置處被不可移動地固定到與上舷梯段18-1 (其一部分如圖5所示)相關(guān)聯(lián)的