CN103982101B - 锁定解锁螺钉及舱门锁定解锁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种舱门锁定解锁装置，包括螺母构件、锁定解锁组件以及操作工具，其中螺母构件安装于飞行器结构件上，螺母构件的中心设置有第一内螺纹孔；操作工具安装于一具有旋转功能的机械臂的末端，操作工具的中心设置有第二内螺纹孔；锁定解锁组件与舱门固定连接，锁定解锁组件包括一锁定解锁螺钉，其下端设置有与第一内螺纹孔匹配的第一螺纹，其上端设置有与第二内螺纹孔匹配的第二螺纹。本发明提供的舱门锁定解锁装置通过将第一螺纹旋入第一内螺纹孔内即可实现对舱门的可靠锁紧，同时通过机械臂控制操作工具就可以实现对舱门的锁定解锁操作，取得了结构简单、重量轻、锁定解锁可靠等有益效果。

Description

锁定解锁螺钉及舱门锁定解锁装置

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，特别涉及一种锁定解锁螺钉及舱门锁定解锁装置。

背景技术

随着空间飞行器在轨服务模块更换技术的发展，现已考虑采用舱门对相关可更换模块进行空间碎片撞击、辐照和热环境的防护。而随着舱门结构的增大，为满足发射阶段的振动和冲击条件，需要采用具有可靠连接功能的锁定装置，并在飞行器发射入轨后，能够方便的使用具有旋转功能的机械臂实现对舱门的解锁。

目前，空间飞行器在轨服务模块更换技术方面内容正处于初期预先研究阶段，尚未有理想方案能够在狭小的布局空间和重量范围下，能够实现对舱门的可靠锁紧，同时能够不依靠火工品、电磁拖动机构或舱门驱动电机等有源驱动方式，单纯依靠具有旋转功能的空间操作机械臂，实现对舱门的解锁。目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种舱门锁定解锁装置，以方便地实现舱门与飞行器结构件之间的锁定及解锁。

本发明的另一目的在于提供一种锁定解锁螺钉，以同时具有锁定功能和解锁功能。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种舱门锁定解锁装置，用于实现舱门与飞行器结构件之间的锁定及解锁，包括：

螺母构件，安装于所述飞行器结构件上，所述螺母构件的中心设置有第一内螺纹孔；

锁定解锁组件，包括壳体组件、止动螺钉、锁定解锁螺钉、销钉以及弹性部件；所述壳体组件与所述舱门固定连接；所述锁定解锁螺钉包括从下至上依次固定连接的第一螺杆、金属圆盘以及第二螺杆，所述第一螺杆的下部设置有第一螺纹，所述金属圆盘的直径大于所述第一螺杆的直径，所述第二螺杆的上部设置有第二螺纹，且所述第二螺杆的顶部设置有导向锥面；所述第一螺纹与所述第一内螺纹孔相匹配；所述第一螺杆上穿设有销钉，所述销钉的两端均突出于所述第一螺杆；所述壳体组件的上下相对两端设置有相对的开孔，所述锁定解锁螺钉通过所述开孔穿过所述壳体组件，且所述金属圆盘位于所述壳体组件上端开孔的上方，所述壳体组件的左右相对两侧分别相对设置有止动螺钉，所述止动螺钉突出于所述壳体组件的内侧，且所述两止动螺钉之间的水平相对距离小于所述销钉的长度；所述弹性部件的一端固定在所述销钉上，另一端固定在所述壳体组件的底部；

操作工具，安装于一具有旋转功能的机械臂的末端，所述操作工具的中心设置有第二内螺纹孔，所述第二内螺纹孔与所述第二螺纹相匹配；

其中，所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反，且所述第一螺纹的预紧力小于所述第二螺纹的预紧力。

较佳地，所述壳体组件包括外壳体及内壳体，所述外壳体及所述内壳体的一端均设有开口，且所述外壳体的开口与所述内壳体的开口相对，所述内壳体的一部分嵌入至外壳体内，并通过所述止动螺钉与所述外壳体实现紧固连接，所述外壳体与所述舱门固定连接；所述外壳体及所述内壳体的另一端设有相对的开孔，所述锁定解锁螺钉通过所述开孔穿过所述外壳体及所述内壳体。

较佳地，所述弹性部件为压簧。

较佳地，所述壳体组件与所述舱门通过螺钉或焊接实现固定连接。

一种锁定解锁螺钉，包括从下至上依次固定连接的：

第一螺杆，其下部设置有第一螺纹；

金属圆盘；以及

第二螺杆，其上部设置有第二螺纹，且所述第二螺杆的顶部设置有导向锥面；

其中，所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反，且所述金属圆盘的直径大于所述第一螺杆的直径。

较佳地，所述第一螺纹的预紧力小于所述第二螺纹的预紧力。

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)根据情况使用若干套本发明提供的舱门锁定解锁装置就能够实现舱门与飞行器结构件之间的可靠锁紧，同时又可通过具有旋转功能的机械臂操作该舱门锁定解锁装置中的操作工具实现舱门与飞行器结构件之间的解锁操作；并可以反复实现对舱门的锁定与解锁，取得了结构简单、重量轻、锁定解锁可靠等有益效果。

2)本发明的提供的锁定解锁螺钉通过在第一螺杆的下部设置第一螺纹，在第二螺杆的上部设置有第二螺纹，并且第一螺纹与第二螺纹的旋向相反，从而可实现在对一物体进行锁定的同时对另一物体进行解锁。

附图说明

图1为本发明实施例提供的舱门锁定解锁装置的结构示意图；

图2所示的是本发明操作工具锁定舱门锁定解锁组件的状态示意图；

图3所示的是本发明解锁状态的示意图；

图4所示的是本发明锁定解锁螺钉被弹起状态的示意图；

图5所示的是本发明操作工具解锁脱离状态的示意图；

图6所示的是本发明提供的锁定解锁螺钉的结构示意图。

标号说明：

7－舱门

10-螺母构件

20-舱门锁定解锁组件

21-锁定解锁螺钉

22-外壳体

23-止动螺钉

24-销钉

25-内壳体

26-压簧

30-操作工具

211-第一螺杆

212-金属圆盘

213-第二螺杆

214-第一螺纹

215-第二螺纹

216-导向锥面

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明提供的舱门锁定解锁装置包括螺母构件10、舱门锁定解锁组件20和操作工具30；上述螺母构件10安装于舱门7下面的飞行器结构件上，螺母构件10的中心设置有第一内螺纹孔；上述舱门锁定解锁组件20安装于舱门7上；上述操作工具30安装于具有旋转功能的机械臂末端。

其中，锁定解锁组件20包括壳体组件、止动螺钉23、锁定解锁螺钉21、销钉24以及弹性部件；壳体组件与舱门7固定连接；锁定解锁螺钉21包括从下至上依次固定连接的第一螺杆、金属圆盘以及第二螺杆，第一螺杆的下部设置有与第一内螺纹孔相匹配的第一螺纹，金属圆盘的直径大于第一螺杆的直径，第二螺杆的上部设置有第二螺纹，且第二螺杆的顶部设置有导向锥面；第一螺杆上穿设有销钉24，销钉24的两端均突出于第一螺杆；壳体组件的上下相对两端设置有相对的开孔，锁定解锁螺钉21通过开孔穿过壳体组件，且金属圆盘位于壳体组件上端开孔的上方，壳体组件的左右相对两侧分别相对设置有止动螺钉23，止动螺钉23突出于壳体组件的内侧，且两止动螺钉23之间的水平相对距离小于销钉24的长度；弹性部件的一端固定在销钉24上，另一端固定在壳体组件的底部。在本实施例中，壳体组件包括外壳体22及内壳体25，外壳体22及内壳体25的一端均设有开口，且外壳体22的开口与内壳体25的开口相对，内壳体25的一部分嵌入至外壳体22内，并通过止动螺钉23与外壳体22实现紧固连接，外壳体22与舱门7固定连接；外壳体22及内壳体25的另一端设有相对的开孔，锁定解锁螺钉21通过开孔穿过外壳体22及内壳体25。

操作工具30的中心设置有与第二螺纹相匹配的第二内螺纹孔。其中，第一螺纹与第二螺纹的旋向相反，且第一螺纹的预紧力小于第二螺纹的预紧力。

在本发明的一个实施例中，弹性部件为压簧26，当然，本发明并不以此为限，其它形式的弹性部件也在本发明的保护范围之内，只要其具有弹性功能即可。

在本发明的一个实施例中，壳体组件与舱门7通过螺钉或焊接实现固定连接。也就是外壳体22与舱门7通过螺钉或焊接实现固定连接。当然，本发明并不以此为限，其它连接方式也在本发明的保护范围之内。

下面对本发明的工作原理描述如下：

请参考图1至图5，在飞行器发射前，舱门7通过活动铰链和若干组舱门锁定解锁组件20和螺母构件10，依靠锁定解锁螺钉21下端的外螺纹与螺母构件10上的内螺纹间的螺纹连接，形成可靠的紧固连接；在飞行器进入太空，需要执行舱门打开操作时，具有旋转功能的机械臂末端携带操作工具30，定位到处于锁定舱门状态的舱门锁定解锁组件20的上方，如图1所示；随后，操作工具30沿着锁定解锁螺钉21上端的导向锥面向下运动并正向旋转，直至实现操作工具30对舱门锁定解锁组件20的旋紧锁定操作，如图2所示；接着，操作工具30继续正向旋转，且由于锁定解锁螺钉21上下两端的外螺纹旋向相反，在操作工具30对锁定解锁螺钉21上端螺纹结构继续旋紧时，锁定解锁螺钉21下端与螺母构件10的螺纹连接将突破初始预紧力并逐步解除连接，直至实现舱门锁定解锁组件20与螺母构件10的解锁，如图3所示；之后，由机械臂带动，或者在压簧26的推力作用下，锁定解锁螺钉21向上运动，直至销钉24与外壳体22相接触，如图4所示；最后，由机械臂驱动操作工具30反向旋转，此时，由于两止动螺钉23之间的水平相对距离小于销钉24的长度，因此舱门锁定解锁组件20上的止动螺钉23将阻挡带有销钉24的锁定解锁螺钉21做旋转运动，使得操作工具30将逐步旋出与锁定解锁螺钉21上端的螺纹连接，并最终向上运动至如图5所示位置，完成对一个舱门锁定解锁装置的解锁。当对舱门7上的所有舱门锁定解锁装置完成解锁操作后，就实现了对舱门7的完全解锁，舱门7就可以依靠自带的驱动装置或者机械臂的后续操作，进行舱门7打开等操作。

而对完全解锁的舱门7重新进行可靠锁定操作时，在导向锥面的定位作用下，机械臂带动操作工具30正向旋转，沿着锁定解锁螺钉21上端的导向锥面向下运动，并在止动螺钉23阻挡带有销钉24的锁定解锁螺钉21做旋转运动，以及压簧26限制锁定解锁螺钉21自由向下运动的情况下，操作工具30完成对锁定解锁螺钉21的捕获和螺纹预紧，如图4所示；随后，机械臂驱动操作工具30向下运动，进而锁定解锁螺钉21克服压簧26的作用力向下运动，到达类似于图3所示的位置；接着机械臂驱动操作工具30向下作用力的同时并反向旋转，带动锁定解锁螺钉21反向旋转，进而使得锁定解锁螺钉21下端的螺纹结构能够进入螺母构件10的螺纹孔内，直至理论上达到操作工具30与锁定解锁螺钉21的螺纹预紧力矩，如图2所示；最后，机械臂驱动操作工具30继续反向旋转，锁定解锁螺钉21下端与螺母构件10将一直处于锁紧状态，而操作工具30与锁定解锁螺钉21上端的螺纹连接将在突破初始加载的预紧力矩后逐步解除螺纹连接，直至机械臂反向旋转并向上运动到如图1所示的位置，最终实现对解锁后的舱门锁定解锁装置重新锁定。

如图6所示，本发明还提供一种锁定解锁螺钉，包括从下至上依次固定连接的第一螺杆211、金属圆盘212以及第二螺杆213，其中：

第一螺杆211的下部设置有第一螺纹214；

第二螺杆213的上部设置有第二螺纹215，且第二螺213杆的顶部设置有导向锥面216；

第一螺纹214与第二螺纹215的旋向相反，因而本发明的该锁定解锁螺钉可以通过第一螺纹214和第二螺纹215分别对两个部件同时进行锁定和解锁操作。并且金属圆盘212的直径大于第一螺杆211的直径。

在本发明的一个实施例中，第一螺纹214的预紧力小于第二螺纹215的预紧力。

上述实施例仅是为了方便说明而举例，本发明所主张的权利范围应以申请专利范围所述为准，而非仅限于所述实施例。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种舱门锁定解锁装置，用于实现舱门与飞行器结构件之间的锁定及解锁，其特征在于，包括：

螺母构件，安装于所述飞行器结构件上，所述螺母构件的中心设置有第一内螺纹孔；

锁定解锁组件，包括壳体组件、止动螺钉、锁定解锁螺钉、销钉以及弹性部件；所述壳体组件与所述舱门固定连接；所述锁定解锁螺钉包括从下至上依次固定连接的第一螺杆、金属圆盘以及第二螺杆，所述第一螺杆的下部设置有第一螺纹，所述金属圆盘的直径大于所述第一螺杆的直径，所述第二螺杆的上部设置有第二螺纹，且所述第二螺杆的顶部设置有导向锥面；所述第一螺纹与所述第一内螺纹孔相匹配；所述第一螺杆上穿设有销钉，所述销钉的两端均突出于所述第一螺杆；所述壳体组件的上下相对两端设置有相对的开孔，所述锁定解锁螺钉通过所述开孔穿过所述壳体组件，且所述金属圆盘位于所述壳体组件上端开孔的上方，所述壳体组件的左右相对两侧分别相对设置有止动螺钉，所述止动螺钉突出于所述壳体组件的内侧，且所述两止动螺钉之间的水平相对距离小于所述销钉的长度；所述弹性部件的一端固定在所述销钉上，另一端固定在所述壳体组件的底部；

操作工具，安装于一具有旋转功能的机械臂的末端，所述操作工具的中心设置有第二内螺纹孔，所述第二内螺纹孔与所述第二螺纹相匹配；

其中，所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反，且所述第一螺纹的预紧力小于所述第二螺纹的预紧力。

2.如权利要求1所述的舱门锁定解锁装置，其特征在于，所述壳体组件包括外壳体及内壳体，所述外壳体及所述内壳体的一端均设有开口，且所述外壳体的开口与所述内壳体的开口相对，所述内壳体的一部分嵌入至外壳体内，并通过所述止动螺钉与所述外壳体实现紧固连接，所述外壳体与所述舱门固定连接；所述外壳体及所述内壳体的另一端设有相对的开孔，所述锁定解锁螺钉通过所述开孔穿过所述外壳体及所述内壳体。

3.如权利要求1或2所述的舱门锁定解锁装置，其特征在于，所述弹性部件为压簧。

4.如权利要求1所述的舱门锁定解锁装置，其特征在于，所述壳体组件与所述舱门通过螺钉或焊接实现固定连接。

5.一种锁定解锁螺钉，其特征在于，包括从下至上依次固定连接的：

第一螺杆，其下部设置有第一螺纹；

金属圆盘；以及

第二螺杆，其上部设置有第二螺纹，且所述第二螺杆的顶部设置有导向锥面；

其中，所述第一螺纹与所述第二螺纹的旋向相反，且所述金属圆盘的直径大于所述第一螺杆的直径。

6.如权利要求5所述的锁定解锁螺钉，其特征在于，所述第一螺纹的预紧力小于所述第二螺纹的预紧力。