CN103321497A - 一种高速响应的电磁拔销解锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高速响应的电磁拔销解锁装置，该装置包括一装置支架，装置支架上设置有：锁紧螺栓、锁紧螺栓导向套、锁紧销、拔销弹簧、锁紧销压紧杆以及电磁铁。其中，锁紧螺栓一端安装于目标产品上，另一端穿插于锁紧螺栓导向套内并通过套设有拔销弹簧的锁紧销进行锁紧；锁紧销压紧杆通过固定支架设置于装置支架上；锁紧销压紧杆的一端与锁紧销连接，其另一端上设有不锈钢薄板，且其上设有保护螺钉；装置支架上还设有保护气缸以及一带缓冲弹簧的挡板。本发明通过简单的机构动作来实现具有高速响应、高同步性的解锁功能，通过电磁铁的通电与断电，在拔销弹簧力的作用下实现拔销解锁，以解决采用爆炸螺栓解锁所带来的相应问题，从而模拟并替代爆炸螺栓解锁。

Description

一种高速响应的电磁拔销解锁装置

技术领域

本发明涉及解锁装置技术领域，尤其涉及一种高低温环境下的高速响应的电磁拔销解锁装置，是一种利用电磁装置快速响应的能力控制机构动作来实现对目标产品拔销解锁的机构装置，适用于航天器、武器装备等零部件解锁场合。

 

背景技术

随着中国科学技术的迅速发展，解锁装置在各类航天器上有着广泛的运用，目前，航天器均使用多处锁定以保证高可靠性，为了保证分离参数的可靠性和有效性，各类航天器的解锁分离主要使用多个具有高速响应和高同步性的爆炸螺栓来实现解锁分离。其响应时间在50ms以内，三个爆炸螺栓的同步性在10ms以内，但其价格昂贵，使用成本极高，多用于进入太空的正样产品，而航天产品在投入使用之前，均需要进行大量的地面解锁分离试验和相关的参数测试，需要解锁几十次，甚至几百次，若均使用爆炸螺栓解锁，将给试验造成巨大的经济负担，所以此解锁方式不宜多用于频繁的试验任务。且现有解锁装置体积较大，结构十分复杂，而且不能满足高速响应和高同步性解锁的要求。

 

发明内容

本发明的目的是通过简单的机构动作来实现具有高速响应、高同步性的解锁功能，通过电磁铁的通电与断电，在拔销弹簧力的作用下实现拔销解锁，以解决采用爆炸螺栓解锁所带来的相应问题，从而模拟并替代爆炸螺栓解锁。

本发明为一种高速响应的电磁拔销解锁装置，该高速响应的电磁拔销解锁装置包括一装置支架，所述装置支架上设置有：

锁紧螺栓，一端安装于目标产品上；

锁紧螺栓导向套，设置于所述装置支架上，且与所述装置支架连接，所述锁紧螺栓的另一端穿插于所述锁紧螺栓导向套内；

锁紧销，上端竖直方向穿过所述锁紧螺栓导向套的下侧套壁并与所述锁紧螺栓纵向连接，从而锁定所述锁紧螺栓；

锁紧销压紧杆，设置于所述装置支架内，所述锁紧销压紧杆的一端与所述锁紧销的下端相连，所述锁紧销压紧杆的另一端上设有连接部件；

固定支架，支撑所述锁紧销压紧杆，所述固定支架的下端与所述装置支架的内侧底部连接；所述固定支架的上端连接到所述锁紧销压紧杆上且靠近所述锁紧销一侧，所述锁紧销压紧杆绕与所述固定支架的连接处旋转；

拔销弹簧，套设于所述锁紧销上，且所述拔销弹簧位于所述锁紧螺栓导向套与所述锁紧销压紧杆之间；

电磁铁，设置于所述装置支架上，且所述电磁铁位于所述连接部件的下方并与所述连接部件相对；所述电磁铁通电后，在电磁力的作用下所述锁紧销压紧杆绕与所述固定支架的连接处旋转，所述连接部件向下运动并与所述电磁铁相连接。

一些实施例中，所述锁紧螺栓的另一端上设置有凹槽，所述锁紧销的上端穿过所述锁紧螺栓导向套的下侧套壁后卡进所述凹槽内。

一些实施例中，所述固定支架的上端通过一滚珠轴承与所述锁紧销压紧杆活动连接，且所述锁紧销压紧杆绕所述滚珠轴承旋转。

一些实施例中，所述连接部件为一不锈钢薄板。

一些实施例中，所述不锈钢薄板与所述锁紧销压紧杆的另一端通过铰链连接。

一些实施例中，所述锁紧销压紧杆上设置有一锁定部件，用于锁定所述锁紧销压紧杆。

一些实施例中，所述锁定部件为一保护螺钉。

一些实施例中，所述装置支架上还设置有一挡板，所述挡板位于所述锁紧销压紧杆另一端的上方且与所述装置支架相连。

一些实施例中，所述挡板上设有缓冲弹簧。

一些实施例中，所述装置支架上还设置有动力装置，所述动力装置位于所述连接部件的上方，所述动力装置提供动力用于辅助所述锁紧销进入所述锁紧螺栓的凹槽内，从而锁定目标。

一些实施例中，所述动力装置为一保护气缸。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1）本发明结构简单，实施容易，可靠性高，使用成本低，试验方便；

2）本发明受温度变化影响小，适应性强，能适应于-35℃至45℃的高低温环境，能长时间内连续重复使用；

3）本发明使用电磁装置，通过电磁力控制状态，具有高响应性和高同步性，解锁响应时间为60ms以内，三套电磁拔销解锁装置的同步性在10ms以内;

4）本发明使用弹簧机构，利用弹簧力辅助解锁，响应快，可靠性高；

5）本发明使用效果良好，适用于航天器、武器装备等零部件解锁场合，使用范围广，成本节约明显。

 

附图说明

结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为电磁拔销解锁装置结构原理图。

符号说明：

1-电磁铁

2-锁紧销压紧杆

3-滚珠轴承

4-固定支架

5-锁紧销

6-拔销弹簧

7-锁紧螺栓导向套

8-锁紧螺栓

9-保护螺钉

10-缓冲弹簧

11-保护气缸

12-装置支架

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

现参考图1详细描述根据本发明提供的高速响应的电磁拔销解锁装置的实施例。高速响应的电磁拔销解锁装置包括一装置支架12，装置支架12上设置有：锁紧螺栓8、锁紧螺栓导向套7、锁紧销5、拔销弹簧6、锁紧销压紧杆2、固定支架4以及电磁铁1。

其中，锁紧螺栓8的一端安装于目标产品上；锁紧螺栓导向套7设置于装置支架12上，且锁紧螺栓导向套7与装置支架固定12连接，锁紧螺栓8的另一端穿插于锁紧螺栓导向套7内；锁紧销5的上端竖直方向穿过锁紧螺栓导向套7的下侧套壁，并与锁紧螺栓8纵向活动连接，从而锁定锁紧螺栓8；拔销弹簧6套设于锁紧销5上，且位于锁紧螺栓导向套7与锁紧销压紧杆2之间；锁紧销压紧杆2设置于装置支架12内，锁紧销压紧杆2的一端与锁紧销5的下端相连，锁紧销压紧杆2的另一端设有连接部件；固定支架4支撑锁紧销压紧杆2，固定支架4的下端与装置支架12的内侧底部连接，固定支架4的上端连接到锁紧销压紧杆2上且靠近锁紧销5一侧，且锁紧销压紧杆2绕与固定支架4的连接处旋转；电磁铁1设置于装置支架12上，且电磁铁1位于锁紧销压紧杆2另一端上连接部件的，电磁铁1通电后，在电磁力的作用下锁紧销压紧杆2绕与固定支架4的连接处旋转，连接部件向下运动并与电磁铁1相连接。

具体的，锁紧螺栓8的另一端上设置有一凹槽，锁紧销5的上端穿过锁紧螺栓导向套7的下侧套壁后卡进锁紧螺栓8的凹槽内，从而锁定锁紧螺栓8。

在本实施例中，固定支架4支撑锁紧销压紧杆2，固定支架4与装置支架12相连，且固定支架4与锁紧销压紧杆2的连接点位于靠近锁紧销5的一侧。具体的，固定支架4采用三脚架结构支撑锁紧销压紧杆2，当然固定支架4也可采用其他结构，此处不作限制。固定支架4的下端与装置支架12相连接，固定支架4的上端通过一滚珠轴承3连接到紧销压紧杆2上，使锁紧销压紧杆2在弹簧力或电磁力的作用下绕固定支架4灵活转动。当然固定支架4的上端也可采用其他方式连接到锁紧销压紧杆2上，只要保证锁紧销压紧杆2可绕固定支架4灵活转动即可，此处不作限制。

在本实施例中，锁紧销压紧杆2另一端在与电磁铁1正面对应的位置上设有一连接部件，该链接部件具体为一不锈钢薄板，用于当电磁铁通电后，在电磁力的作用下使得锁紧销压紧杆2的另一端向下移动。在本实施例中，采用不锈钢薄板是为了防止生锈以及减轻重量，当然也可采用其他材料与电磁铁相吸，此处不作限制。不锈钢薄板通过一铰链与锁紧销压紧杆2的另一端活动连接，在锁紧销压紧杆2在绕固定支架4旋转过程中，使得锁紧销5顺利卡进锁紧螺栓8的凹槽内，当然铰链也可采用其他方式代替，此处不作限制。

在本实施例中，锁紧销压紧杆2上还设置有一锁定部件，且必须保证该锁定部件的安装位置到固定支架4的长度大于锁紧销5到固定支架4的长度。当需要长时间锁定目标产品的情况下，通过锁定部件将锁紧销压紧杆2锁定，此时电磁铁1可以不加电，待准备工作均结束，电磁铁1加电工作，取下锁定部件，这样避免了电磁铁1长时间加电，同时也消除了安装操作过程中的安全隐患。该锁定部件具体为一保护螺钉9，在锁紧销压紧杆2上偏电磁铁1的位置打一纵向通孔，用于安装保护螺钉9。本实施例中使用保护螺钉是为了简单方便，当然保护螺钉9也可采用其他方式来代替，且锁定部件的位置以及与锁紧销压紧杆2的连接方式也可根据具体情况而定，此处不做限制。

在本实施例中，装置支架12上还设置有一动力装置，用于提供动力推动锁紧销压紧杆2的另一端向下移动，紧销压紧杆2与锁紧销5连接的一端向上移动，从而辅助锁紧销5进入锁紧螺栓8的凹槽内，从而锁定目标。该动力装置具体为一保护气缸11，该保护气缸11安装在与不锈钢薄板背面对应位置的装置支架12上。当然保护气缸11也可采用其他形式代替，在条件允许的情况下保护气缸11可以不使用，采用手动安装，此处不作限制。

在本实施例中，装置支架12上还设置有一挡板，该挡板与装置支架12相连接，位于保护气缸11与锁紧销压紧杆2之间，且该挡板位于锁紧销压紧杆2另一端的上方。该挡板上在与保护气缸11伸出部分的对应位置上设有通孔，便于保护气缸11的伸出部分穿过挡板后，推动不锈钢薄板与电磁铁1相吸。该挡板上还设置有一缓冲弹簧10，该缓冲弹簧10用于缓冲部分锁紧销压紧杆2反向转动带来的冲击，该挡板同时还具有限定锁紧销压紧杆2的转动范围的作用。

本发明提供的高速响应的电磁拔销解锁装置的具体解锁过程如下：

先将锁紧螺栓8与目标产品紧固连接后，再将锁紧螺栓8伸进锁紧螺栓导向套7内，安装到位后，保护气缸11伸出，推动锁紧销压紧杆2与电磁铁1相对的一端向下运动，锁紧销压紧杆2与锁紧销5连接的一端向上运动，从而辅助锁紧销压紧杆2压紧锁紧销5，保证锁紧销5在克服拔销弹簧6的作用力的条件下卡进锁紧螺栓8的凹槽内，此时拔销弹簧6处于压缩状态，电磁铁1通电工作，即此时弹簧力小于电磁力，高速响应的电磁拔销解锁装置锁定产品完毕。在条件允许的情况下，保护气缸11可以不使用，采用手动安装。

在装调过程中，需要长时间锁定目标产品的情况下，可以通过保护螺钉9将锁紧销压紧杆2锁定，此时电磁铁1可以不加电，待准备工作均结束，即将进行试验时，电磁铁1加电工作，取下保护螺钉9。这样可以避免电磁铁长时间加电，同时也消除了安装操作过程中的安全隐患。

解锁前，保护气缸11处于收回复位状态，当解锁信号发出后，电磁铁1随即断电，电磁铁1吸力消失，锁紧销5在拔销弹簧6弹簧力的作用下锁紧销5脱离锁紧螺栓8上的凹槽，从而实现拔销，消除对目标产品的锁紧螺栓8的锁定，从而实现拔销解锁，解锁响应时间在60ms以内，三套高速响应的电磁拔销解锁装置的同步性在10ms以内，满足代替爆炸螺栓解锁的条件。

解锁后，锁紧销压紧杆2围绕固定支架4转动，装置支架12上设置的带缓冲弹簧10的挡板，可以缓冲部分锁紧销压紧杆2反向转动带来的冲击，同时可以限定锁紧销压紧杆2的转动范围。

综上所述，本发明提供了一种高速响应的电磁拔销解锁装置，所述高速响应的电磁拔销解锁装置包括一装置支架，装置支架上设置有：锁紧螺栓、锁紧螺栓导向套、锁紧销、拔销弹簧、锁紧销压紧杆以及电磁铁。其中，锁紧螺栓一端安装于目标产品上，另一端穿插于锁紧螺栓导向套内并通过套设有拔销弹簧的锁紧销进行锁紧；锁紧销压紧杆通过一固定支架支撑并设置于装置支架上；锁紧销压紧杆的一端与锁紧销的下端连接，且其另一端在与电磁铁相对应的位置上设有不锈钢薄板；装置支架上与锁紧销压紧杆另一端对应的位置上设有一带缓冲弹簧的挡板，用于缓冲锁紧销压紧杆反向转动带来的冲击以及限定锁紧销压紧杆的转动范围；在与不锈钢薄板背面对应位置的装置支架12上安装有一保护气缸，辅助锁紧销进入锁紧螺栓的凹槽内，锁定目标；锁紧销压紧杆靠近电磁铁的一侧上还设置有一保护螺钉，用于锁定锁紧销压紧杆。本发明通过简单的机构动作来实现具有高速响应、高同步性的解锁功能，通过电磁铁的通电与断电，在拔销弹簧力的作用下实现拔销解锁，以解决采用爆炸螺栓解锁所带来的相应问题，从而模拟并替代爆炸螺栓解锁。

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (11)

1.一种高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述高速响应的电磁拔销解锁装置包括一装置支架，所述装置支架上设置有：

锁紧螺栓，一端安装于目标产品上；

锁紧螺栓导向套，设置于所述装置支架上，且与所述装置支架连接，所述锁紧螺栓的另一端穿插于所述锁紧螺栓导向套内；

锁紧销，上端竖直方向穿过所述锁紧螺栓导向套的下侧套壁并与所述锁紧螺栓纵向连接，从而锁定所述锁紧螺栓；

锁紧销压紧杆，设置于所述装置支架内，所述锁紧销压紧杆的一端与所述锁紧销的下端相连，所述锁紧销压紧杆的另一端上设有连接部件；

固定支架，支撑所述锁紧销压紧杆，所述固定支架的下端与所述装置支架的内侧底部连接；所述固定支架的上端连接到所述锁紧销压紧杆上且靠近所述锁紧销一侧，所述锁紧销压紧杆绕与所述固定支架的连接处旋转；

拔销弹簧，套设于所述锁紧销上，且所述拔销弹簧位于所述锁紧螺栓导向套与所述锁紧销压紧杆之间；

电磁铁，设置于所述装置支架上，且所述电磁铁位于所述连接部件的下方并与所述连接部件相对；所述电磁铁通电后，在电磁力的作用下所述锁紧销压紧杆绕与所述固定支架的连接处旋转，所述连接部件向下运动并与所述电磁铁相连接。

2.根据权利要求1所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述锁紧螺栓的另一端上设置有凹槽，所述锁紧销的上端穿过所述锁紧螺栓导向套的下侧套壁后卡进所述凹槽内。

3.根据权利要求1所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述固定支架的上端通过一滚珠轴承与所述锁紧销压紧杆活动连接，且所述锁紧销压紧杆绕所述滚珠轴承旋转。

4.根据权利要求1所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述连接部件为一不锈钢薄板。

5.根据权利要求4所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述不锈钢薄板与所述锁紧销压紧杆的另一端通过铰链连接。

6.根据权利要求1所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述锁紧销压紧杆上设置有一锁定部件，用于锁定所述锁紧销压紧杆。

7.根据权利要求6所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述锁定部件为一保护螺钉。

8.根据权利要求1所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述装置支架上还设置有一挡板，所述挡板位于所述锁紧销压紧杆另一端的上方且与所述装置支架相连。

9.根据权利要求8所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述挡板上设有缓冲弹簧。

10.根据权利要求2所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述装置支架上还设置有动力装置，所述动力装置位于所述连接部件的上方，所述动力装置提供动力用于辅助所述锁紧销进入所述锁紧螺栓的凹槽内，从而锁定目标。

11.根据权利要求10所述的高速响应的电磁拔销解锁装置，其特征在于，所述动力装置为一保护气缸。

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