本发明涉及一种用于使手柄上锁和解锁的锁定机构，该锁定机构尤其是可用于诸如飞机舱门或口盖等对可靠度要求高的位置。
背景技术：
在飞机等安全性要求高的领域中，常常有需要打开和关闭的舱门或者口盖。为了完成打开和关闭，通常借助手柄来实现。
例如，飞机舱门处采用的手柄可通过直接按下手柄的一端而使手柄的另一端翘起，由此能使操作者抓持该手柄的该一端进行转动，以打开舱门。当需要关闭时，再直接按下该另一端，以使其恢复原先位置(通常使飞机表面无明显突出部位)。因此，对于该手柄来说并没有配置专门的锁定机构。
然而，可以理解到，有时会对飞机的周身或诸如舱门等局部位置进行冲水，以达到清洁目的。然而，当水压过大时，可能会造成意外使手柄的一端由于受到水的冲击而不期望地按下。此外，还有可能由于水压过大而导致手柄内部进水，从而破坏其结构。
为此，在诸如飞机等领域中需要为此类手柄配置一种专用的锁定机构。
例如，目前已知一种用于锁止飞机上的口盖或手柄的锁定机构。但该锁定机构往往采用单步操作的形式，其操作和结构主要涉及：
-通过按压或拉拔操作，带动锁定元件动作，从而实现解锁或上锁。
-通过旋转操作，带动锁定元件动作，实现解锁或上锁。
-通过集成好的带钥匙的锁定机构，对手柄或口盖上锁。
-通过在锁止位置设定阻力装置，只要外部操作力大于阻力，便可以对手柄或口盖进行操作。
然而，无论是上述锁定机构中的哪一种，都可以通过单步的操作形式进行上锁和解锁，其可靠性不足，对于工况复杂、外部载荷有变化或者可靠性要求高的场合无法满足要求。
因此，在飞机等安全性能要求高的领域中始终存在一种对提供可靠的锁定机构的需求，该锁定机构应当是操作方便、但同时又能防止由于外界因素或者操作人员失误而导致的误解锁。
技术实现要素：
本发明提供一种用于手柄的锁定机构，包括：机构架；布置在所述机构架内的转动杆组件，所述转动杆组件包括转动杆和锁闩，所述转动杆能围绕一固定的转动轴线转动，所述锁闩与所述转动杆固定连接，以使得所述转动杆的转动能带动所述锁闩也围绕所述转动轴线进行转动，而所述锁闩的转动能使所述手柄上锁或解锁；按钮组件，所述按钮组件在所述机构架的内部沿径向方向布置在所述转动杆和所述机构架之间，并且所述按钮组件包括按钮，所述按钮围绕所述转动杆设置；其中，所述锁定机构包括上锁状态和解锁状态，在所述上锁状态下，所述转动杆由于其位于所述按钮的内部而无法使其转动，而在所述解锁状态下，所述按钮能被按下，以露出所述转动杆，从而能经由所述转动杆的转动来带动所述锁闩对所述手柄解锁。
借助上述锁定机构，可以实现两步式的上锁和解锁功能，且操作的可靠性极强，抗外部干扰性高。此外，该锁定机构的结构也很紧凑，并且能以较低成本实现锁定。
优选的是，按钮和转动杆构造成不能相对彼此转动，该按钮组件还包括自锁元件，所述自锁元件与所述按钮固定连接，所述自锁元件包括自锁状态，在所述自锁状态下，所述自锁元件阻止所述按钮的转动，进而阻止所述转动杆的转动。
借助该自锁元件，可以提供额外的自锁功能，以在根据期望进一步阻止或者允许转动杆的转动。
在一些有利的实施例中，自锁元件构造成从所述按钮沿径向方向突出，在所述机构架上沿周向设有用于容纳所述自锁元件的锁槽，在所述自锁状态下，所述自锁元件相对于锁槽不能沿周向方向运动。
由此，自锁元件能以非常结构紧凑的方式布置在机构架内部，并且借助机构架本身的锁槽以简单的方式可以提供对转动杆转动的有意阻止。
特别是，所述锁槽可以仅沿所述机构架的高度的一部分延伸(图5-6中示例性示出锁槽深度d)，而所述自锁元件能相对于所述锁槽能向下运动，以离开位于所述锁槽中的所述自锁状态，从而使所述按钮和所述转动杆能进行转动，并且所述自锁元件也能相对于所述锁槽向上运动，以进入位于所述锁槽中的所述自锁状态，从而阻止所述按钮和所述转动杆的转动。
由此，使得当按钮未按下到预定程度，则仍然无法使转动杆转动，从而进一步提高锁定的可靠性和抗干扰性。
有利地，机构架可以包括第一锁槽和第二锁槽，所述第二锁槽与所述第一锁槽沿周向方向间隔开一角度，因而，在所述自锁元件向下运动以离开位于所述第一锁槽中的所述自锁状态后，所述按钮和所述转动杆能转动经过所述角度，以使得所述自锁元件又能借助所述第二锁槽再次进入所述自锁状态。
借助两个间隔开的第一锁槽和第二锁槽，可以实现在较小的角度范围内就能完成解锁和上锁两个动作，进而简化操作者对手柄的整个锁定过程。
特别优选的是，第一锁槽和第二锁槽之间的间隔开的周向角度在10度到30度之间。这一较小角度非常便于操作者在短时间内完成解锁和重新上锁。
在一些实施例中，按钮组件还可以包括弹性机构，所述弹性机构的一端固定到所述按钮，而所述弹性机构的相对的另一端则设置在相对于所述按钮固定不动的位点上，所述弹性机构用于在所述按钮被按下时提供其向上运动的回复力。
因此，该弹簧机构可以使按钮始终保持在自锁状态下，因而提高了锁定机构的可靠性。
特别是，自锁元件可以在离开所述自锁状态时能由所述弹性机构向所述机构架偏置，以使其被所述机构架止挡，从而将所述按钮保持在被按下的位置。由此，能借助机构架本身的结构来提供对自锁元件的止挡，从而获得紧凑且低成本的结构设计。
还有利的是，在所述上锁状态下，所述转动杆的顶面可以与所述按钮的顶面是齐平的。
由此，提供锁定机构的平整的外型，这一方面符合美学要求，另一方面也提供良好的空气动力学性能。
特别是，锁槽可以从所述机构架的顶面向下开设，从而使得操作者从外部就能看到自锁元件的解锁或者上锁情况，从而有利于整个操作的顺利进行。
此外，自锁元件可以构造成与所述按钮一体形成的自锁片，由此提供低成本且牢固度高的结构。
另外，锁定机构还可以包括用于提供所述转动轴线的转轴，所述转动杆套设在所述转轴上。由此，以简单的结构能实现转动杆围绕固定的转动轴线的稳定转动。
附图说明
图1示例性示出根据本发明的用于使手柄上锁和解锁的锁定机构的示意性俯视图；
图2示例性示出根据本发明的一个实施例的与手柄相关联的锁定机构的立体图；
图3示出根据本发明的一个实施例的与手柄相关联的锁定机构的立体图，其中，为了清楚显示而移除了锁定机构的机构架；
图4示例性示出根据本发明的一个实施例的按钮组件的自锁元件和机构架上的锁槽的示意性俯视图；
图5示出根据本发明的一个实施例的锁定机构的内部剖视图，其中，按钮未被按下；以及
图6示出根据本发明的一个实施例的锁定机构的内部剖视图，其中，按钮已被按下，并且转动杆露出。
应注意参考的附图并非都按比例绘制，而是可扩大来说明本发明的各方面，且在这方面，附图不应被解释为限制性的。
附图标记列表：
100锁定机构；
200手柄；
10机构架；
12第一锁槽；
14第二锁槽；
20转动杆；
30锁闩；
40转轴；
50按钮；
60自锁元件；
70弹性机构；
d锁槽深度。
具体实施方式
尽管本发明借助对飞机舱门或口盖的手柄进行上锁或解锁的场景进行描述，但可以理解到，本发明的锁定机构完全可以用于任何使手柄转动而上锁或解锁的应用场合下、尤其是对安全性要求高的场合下。
如图3中最清楚所示，锁定机构100包括锁闩30，该锁闩30的结构为本领域中所熟知的结构。也就是说，该锁闩30可以通过其自身的转动而使锁闩30从其与手柄200的接合位置中脱开，从而使手柄200能自由地围绕其本身的枢转轴线进行枢转。
根据本发明的锁定机构100包括机构架10。在此，术语“机构架10”是指呈任何形式的用于容纳锁定机构100的各个元件的结构，诸如但不限于是框架结构或者壳体形式结构。
在图2中所示的实施例中，机构架10构造成大致回转体(除了部分区域外)，例如为大致圆筒形。但机构架10的形状不限于此，例如其横截面也可以是矩形、椭圆形或其它不规则形状。此外，当根据本发明的一个实施例的机构架10构造成框架形式时，其内部是中空的，但其框架本体仍可以容纳其它构件。但通常，机构架10并不是镂空或网格形式的，以保护内部容纳的各构件以及免于灰尘、水进入内部。
在下文中，术语“周向”是指沿机构架10的周缘方向，而术语“径向”则是指大致指向机构架10中心的方向或者其反方向、即是径向上而不是机构架10轴向上(即、高度方向)的。
根据本发明的锁定机构100还包括转动杆组件，该转动杆组件布置在机构架10的内部(即，机构架10的中空空间中)。转动杆组件包括前述类型的锁闩30和转动杆20。在本发明中，术语“转动杆”是指操作者能抓持其进行转动的任何构件、尤其是沿机构架10的高度方向为细长的构件、例如杆状构件。
可以理解到，转动杆组件的转动杆20的横截面不一定是圆形的，也可以是诸如矩形、椭圆形、多边形等各种形状。当转动杆20的横截面设计成非圆形时，一方面方便操作者握持它进行转动，另一方面也可以提供转动杆20与后文中详细描述的按钮之间的转动固定(即、不可彼此相对转动)的连接。
另外，转动杆组件的转动杆20可以围绕一固定的转动轴线转动。转动杆组件的锁闩30可与该转动杆20固定连接(或者一体成型)。由于二者固定连接，所以当转动杆20进行转动时转动杆20也带动了锁闩30围绕同一固定的转动轴线进行转动，而锁闩30的转动最终能使前述类型的手柄200上锁或解锁。例如，在图3中所示的实施例中，锁闩30的顺时针转动用于解锁，而锁闩30的逆时针转动则用于上锁。
在优选的实施例中，转动轴线可由也位于机构架10内部的转轴40来提供。该转轴40相对于机构架10是固定的，以提供始终固定的转动轴线。在此实施例中，转动杆20优选是套设在该转轴40上，并且能围绕该转轴40转动的。
为了进行可靠的锁定动作，本发明的锁定机构100还包括按钮组件。该按钮组件也布置在机构架10的内部，并且从空间上看沿径向方向布置在转动杆20和机构架10之间，如图5-6中最清楚所示。特别有利地，转动杆20和按钮50(以及转轴40，如果有的话)在机构架10内部的空间中是居中布置的。
按钮组件包括按钮50，该按钮50可围绕转动杆20设置。在优选的实施例中，转动杆20以形状配合的方式被接纳于按钮50之内。例如，按钮50在其中心位置处包括圆形孔，而圆形的转动杆20可容纳于该圆形孔内。
此外，如图2、5和6中示意所示，按钮50和转动杆20中的至少一者可以从上方或者下方延伸超出机构架10的高度范围、但也可以完全位于机构架10内部。
如图5-6中清楚所示，按钮50可以沿机构架10的高度方向延伸一段距离，以形成其厚度。按钮50的实际厚度可以根据需要进行设定，例如也可以是薄型按钮。
但可以理解到，本发明的按钮50的横截面形状不一定是如图1中所示的圆形，而是可以呈任何适当的形状。按钮50可沿机构架10的高度方向作上下移动。例如，当操作者按下该按钮50时，按钮50从图5的初始位置向下运动到图6中示例性所示的操作位置。
根据本发明的锁定机构100包括两种状态、即上锁状态和解锁状态，并且可以在这两种状态之间进行切换：
在锁定机构100的上锁状态下，如图2和5中所示，操作者从锁定机构100的外部无法握持或抓住转动杆20(但可能可以触摸到其顶面)，这是因为转动杆20位于按钮50内部、被其包围住了。
换言之，转动杆20由于位于按钮50的内部而无法使其转动(下文将详细阐述在由例如呈锁片和锁槽形式的自锁元件的自锁状态下，露出的转动杆由于按钮无法转动而仍然无法转动，但应注意到本发明不限于借助自锁元件的方式)。
在优选的实施例中，在该上锁状态下，转动杆20的顶面与按钮50的顶面是齐平的，由此提供符合空气动力学要求的外观平整、无突出物的锁定机构100，如图5中清楚所示。但可以理解到，转动杆20的顶面也可以低于按钮50的顶面。但无论在何种情况下，在上锁状态下，转动杆20都不会突出超过按钮50，以让操作者能抓持到它进行转动。
在锁定机构100的解锁状态下，操作者将前述按钮50按下(即、使其向下运动)。按钮50可相对于转动杆20平移，因此转动杆20相对于按钮50就露出了，从而操作者能抓持该转动杆20以转动它，从而在带动与其固连的锁闩30转动，进而打开手柄200。
借助围绕转动杆20的按钮结构，可以实现在上锁状态下不会不期望地(例如，由于任何外力或者环境因素)使转动杆20转动，以极大程度避免了误操作，而这一点对于安全性要求高的飞机应用场合来说是至关重要的。尤其是，无论上锁还是解锁，均需要按下并且转动的两步式操作，这极大地提高了锁定的安全性和可靠度。
进一步说，本发明还提供一种更优化的两步式上锁和解锁操作。为此，按钮50和转动杆20应构造成不能相对彼此转动(但能相对彼此平移或滑动)。另外，按钮组件还包括自锁元件60，该自锁元件60与按钮50固定连接(但优选是一体成型)。
按钮组件的自锁元件60包括自锁状态，在该自锁状态下，该自锁元件60能有效阻止按钮50的转动，进而由于按钮50与转动杆20不能相对转动，因而导致转动杆20也同样无法转动了。换言之，由于该自锁元件60的存在，即便为了解锁而将按钮50按下，在自锁状态下，露出的转动杆20由于按钮50无法转动而仍然无法转动，从而进一步避免误操作和确保安全性。
在如图4-6中所示的实施例中，自锁元件60构造成从按钮50沿径向方向突出。尤其是，自锁元件60可以构造成与按钮50成一体的自锁片的形式。与其相对应的是，机构架10上沿周向设有用于容纳自锁元件60的锁槽。在前述自锁状态下，自锁元件60相对于锁槽不能沿周向方向运动、即与自锁元件60固定连接或者成一体的按钮50由于自锁元件60处于锁槽内而无法进行转动。
如图5-6中最清楚所示，机构架10的锁槽仅沿机构架10的高度的一部分延伸。优选地，锁槽从机构架10的顶面向下开设(即从顶部向下延伸一段距离)，从而锁槽能从外部看到(例如，参见图4)。
如前所述，自锁元件60与按钮50固定连接，因而当按钮50被按下时自锁元件60向下运动，而当按钮50回复原位时自锁元件60可向上运动。因此，尽管自锁元件60相对于锁槽不能沿周向方向运动，但自锁元件60能相对于锁槽(或者沿着锁槽)向下运动，以离开位于锁槽中的自锁状态。当离开自锁状态时，由于自锁元件60不再被锁槽挡住，因而按钮50和转动杆20能进行转动。可以理解到，自锁元件60也能相对于锁槽向上运动，以(重新)进入位于锁槽中的自锁状态，从而阻止按钮50和转动杆20的转动。
在图4中所示的实施例中，机构架10可以包括不止一个锁槽，而是可以包括多个锁槽，例如包括图中所示的第一锁槽12和第二锁槽14。第二锁槽14与第一锁槽12沿周向方向间隔开一角度。该间隔的角度优选是10度到30度的范围内。
在包括两个锁槽的实施例中，在自锁元件60向下运动以离开位于第一锁槽12中的自锁状态后，按钮50(连同自锁元件60)和转动杆20能转动经过角度(如图4中所示为顺时针转动)，以使得自锁元件60又进入第二锁槽14所在区域，因而自锁元件60能借助/经由该第二锁槽14再次进入自锁状态(或者说锁定机构100的上锁状态)。
因此，为了进行两步式解锁，操作者首先按下按钮50，以露出转动杆20。此时，按钮50须按下到达使与按钮50固定连接的自锁元件60向下移位到脱离锁槽的位置(例如，沿着锁槽下滑到锁槽之外)。然后，操作者抓持该转动杆20并且使其转动。在转动杆20转动的同时，按钮50连同其自锁元件60也自由转动。有利地，这种转动是顺时针的。更有利地，这种转动只须经过较小的转动角度、例如10度到30度。由此，与转动杆20固定连接的锁闩30也转过相应角度，从而打开手柄200，完成解锁的整个过程。
当需要上锁时，与上述步骤相对应地，首先，经过前述转动角度，自锁元件60可以到达锁槽所在位置(优选是与之前的锁槽不同的另一锁槽)，并且使自锁元件60和按钮50均向上运动，从而使自锁元件60重新进入锁槽。由于按钮50已向上回位，因而转动杆20相对于按钮50也不再露出了，从而完成上锁的整个过程。
由此，可以理解到，上锁或解锁的两个动作的操作方向和操作方式均不相同，所以整个锁定机构100抵抗外部干扰的能力很强。此外，本发明的锁定机构100的设计也很紧凑，所占空间小，在飞机上的移植性和适配性强，特别适用于需要平整的外形表面的部位，达到功能性和美观性二者。
为了实现使按钮50及其自锁元件60向上回位，按钮组件还优选包括弹性机构，弹性机构70优选为弹簧(例如是螺旋弹簧)。弹性机构70的一端(图5-6中所示的上端)固定到按钮50(图5-6中示出为固定到按钮50的下表面上，但也可以设想其它合适的位置)，而该弹性机构70的相对的另一端(图5-6中所示的下端)则设置在相对于按钮50固定不动的位点上(例如，也可以是机构架10上的位点或者其它固定位点)。由此，该弹性机构70可用于在按钮50被按下时提供其向上运动的回复力。
当自锁元件60脱离锁槽时、即自锁元件60在离开自锁状态时，自锁元件60能由前述弹性机构70向机构架10偏置，以使其被机构架10止挡，从而将按钮50保持在被按下的位置。
例如，自锁元件60可以被弹性机构70推向机构架10的两个锁槽之间的过渡部分的底部上并被其止挡住。例如，该过渡部分从机构架10的周缘径向向内突出，以提供这种止挡。
但可以理解到，自锁元件60还可以呈与上述不同的结构，只要其在自锁状态下能阻止按钮50的转动以及转动杆20的转动即可。
尽管参照在各附图中示出的用于飞机上手柄的锁定机构的实施例来描述了本发明，但应当理解到，本发明的范围内的各实施例也可应用至具有相似结构和/或功能的锁定机构上。
前面的描述已经给出了许多特征和优点，包括各种替代的实施方式，以及装置和方法的结构和功能的细节。本文的意图是示例性的，并不是穷尽性的或限制性的。
对于本领域的技术人员来说显然可对由所附权利要求所表达的术语的宽泛上位含义所指示的全部范围内做出各种改型，尤其是在结构、材料、元素、部件、形状、尺寸和部件的布置方面，包括这些方面在此处所描述的原理范围内的结合。在这些各种改型未偏离所附权利要求的精神和范围的程度内，意味着它们也包含于此。
1.一种用于手柄(200)的锁定机构(100)，包括：
机构架(10)；
布置在所述机构架(10)内的转动杆组件，所述转动杆组件包括转动杆(20)和锁闩(30)，所述转动杆(20)能围绕一固定的转动轴线转动，所述锁闩(30)与所述转动杆(20)固定连接，以使得所述转动杆(20)的转动能带动所述锁闩(30)也围绕所述转动轴线进行转动，而所述锁闩(30)的转动能使所述手柄(200)上锁或解锁；
其特征在于，所述锁定机构(100)还包括：
按钮组件，所述按钮组件在所述机构架(10)的内部沿径向方向布置在所述转动杆(20)和所述机构架(10)之间，并且所述按钮组件包括按钮(50)，所述按钮(50)围绕所述转动杆(20)设置；
其中，所述锁定机构(100)包括上锁状态和解锁状态，在所述上锁状态下，所述转动杆(20)由于其位于所述按钮(50)的内部而无法使其转动，而在所述解锁状态下，所述按钮(50)能被按下，以露出所述转动杆(20)，从而能经由所述转动杆(20)的转动来带动所述锁闩(30)对所述手柄(200)解锁。
2.如权利要求1所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述按钮(50)和所述转动杆(20)构造成不能相对彼此转动，所述按钮组件还包括自锁元件(60)，所述自锁元件(60)与所述按钮(50)固定连接，所述自锁元件(60)包括自锁状态，在所述自锁状态下，所述自锁元件(60)阻止所述按钮(50)的转动，进而阻止所述转动杆(20)的转动。
3.如权利要求2所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述自锁元件(60)构造成从所述按钮(50)沿径向方向突出，在所述机构架(10)上沿周向设有用于容纳所述自锁元件(60)的锁槽，在所述自锁状态下，所述自锁元件(60)相对于锁槽不能沿周向方向运动。
4.如权利要求3所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述锁槽仅沿所述机构架(10)的高度的一部分延伸，而所述自锁元件(60)能相对于所述锁槽向下运动，以离开位于所述锁槽中的所述自锁状态，从而使所述按钮(50)和所述转动杆(20)能进行转动，并且所述自锁元件(60)也能相对于所述锁槽向上运动，以进入位于所述锁槽中的所述自锁状态，从而阻止所述按钮(50)和所述转动杆(20)的转动。
5.如权利要求4所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述机构架(10)包括第一锁槽(12)和第二锁槽(14)，所述第二锁槽(14)与所述第一锁槽(12)沿周向方向间隔开一角度，因而，在所述自锁元件(60)向下运动以离开位于所述第一锁槽(12)中的所述自锁状态后，所述按钮(50)和所述转动杆(20)能转动经过所述角度，以使得所述自锁元件(60)又能借助所述第二锁槽(14)再次进入所述自锁状态。
6.如权利要求5所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述角度在10度到30度之间。
7.如权利要求1-6中任一项所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述按钮组件还包括弹性机构(70)，所述弹性机构(70)的一端固定到所述按钮(50)，而所述弹性机构(70)的相对的另一端则设置在相对于所述按钮(50)固定不动的位点上，所述弹性机构(70)用于在所述按钮(50)被按下时提供其向上运动的回复力。
8.如权利要求1-6中任一项所述的锁定机构(100)，其特征在于，在所述上锁状态下，所述转动杆(20)的顶面与所述按钮(50)的顶面是齐平的。
9.如权利要求3-6中任一项所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述锁槽从所述机构架(10)的顶面向下开设。
10.如权利要求2-6中任一项所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述自锁元件(60)构造成与所述按钮(50)一体形成的自锁片。
11.如权利要求1-6中任一项所述的锁定机构(100)，其特征在于，所述锁定机构(100)还包括用于提供所述转动轴线的转轴，所述转动杆(20)套设在所述转轴上。
技术总结