CN104196839B - 一种新型自动关闭口盖锁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型自动关闭口盖锁，包括基座、插销、固定帽、弹簧、柱销、解锁销、顶柱、自锁螺母和锁卡，当口盖锁为锁紧前状态时，插销穿过弹簧并通过固定帽安装在基座的插销孔中，插销在基座的插销孔中滑动限位并和弹簧通过柱销固定，顶柱穿过基座内的上顶柱滑腔B，带动解锁滑动组件H可在基座中滑动，解锁销与插销配合连接固定，且弹簧处于压缩状态；当口盖锁为锁紧后状态时，解锁销与插销分离，插销在弹簧的作用下弹出并插入锁卡的孔中，该自动关闭口盖锁具有自动关闭锁紧可靠性高、三维大承载、小冲击、结构简单、工艺性好、各种环境均可测试、适应平面、弧形、椭圆等各种形状口盖使用等优点。

Description

一种新型自动关闭口盖锁

技术领域

本发明涉及一种新型自动关闭口盖锁，特别是涉及一种应用于航天运载火箭箭体结构自动关闭口盖的锁紧机构，具体说是一种依靠口盖自动关闭过程中产生的载荷实现口盖锁紧并可靠连接的小型大承载连接锁，属于结构技术领域。

背景技术

航天运载火箭在发射前，发射塔需要跟火箭传输控制、测量信息,存在多个处于打开状态的操作口盖，在火箭点火前的几十秒钟发射塔塔梁自动张开完成信息传输电缆的拔出，而此时由于人员早已撤离安全区，火箭上用于操作信息传输插头的口盖在信息电缆拔出后必须实现自动关闭、锁紧，保证火箭结构外形的完整性、气动外形和避免其它异物进入火箭内部，即操作口盖必须是自动关闭口盖。

目前用于运载火箭使用的自动关闭基本都是口盖上端安装一扭簧，下端安装一窗户插销式(插销前端为斜面)的弹出结构，插销一直处于弹性伸直状态，在传输信息电缆拔出后，口盖依靠上端扭簧的扭力将口盖关闭，插销依靠扭转力在前端斜面位置强行将插销上弹簧压缩后再释放插入锁卡。此种结构存在的问题是口盖自动关闭锁紧的可靠性不高、扭力弹簧扭力需要严格控制(扭力大了或小了都无法实现口盖关闭)、插销斜面与锁卡的配合尺寸严格等缺点，现实经常出现信息电缆拔出后，口盖下落但无法锁紧，出于转动逛荡状态，而发射程序已经执行，无法中止，造成火箭飞行过程中这几个口盖没有关闭，容易使多异物进入箭体并影响火箭内部环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种新型自动关闭口盖锁,该自动关闭口盖锁具有自动关闭锁紧可靠性高、三维大承载、小冲击、结构简单、工艺性好、各种环境均可测试、适应平面、弧形、椭圆等各种形状口盖使用等优点。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种新型自动关闭口盖锁，包括锁紧前和锁紧后两个状态，包括基座、插销、固定帽、弹簧、柱销、解锁销、顶柱、自锁螺母和锁卡，其中解锁销、顶柱和自锁螺母组成解锁滑动组件H，当所述口盖锁为锁紧前状态时，插销穿过弹簧并通过固定帽安装在基座的插销孔中，插销上设置有柱销，插销在基座的插销孔中滑动并通过弹簧和柱销进行限位，顶柱穿过基座的上顶柱滑腔B后通过自锁螺母与解锁销固连，使得由解锁销、顶柱和自锁螺母组成的解锁滑动组件H可在基座中滑动，解锁销的前端与插销的前端配合形成约束，且弹簧处于压缩状态；当所述口盖锁为锁紧后状态时，解锁销与插销分离，插销在弹簧的作用下弹出并插入锁卡的孔中。

在上述新型自动关闭口盖锁中，还包括顶销，其中锁卡和顶销安装在口框上，基座、插销、固定帽、弹簧、柱销和解锁滑动组件H安装在口盖上，当所述口盖锁为锁紧后状态时，顶销与解锁滑动组件H中的顶柱撞击，使得解锁销与插销分离。

在上述新型自动关闭口盖锁中，解锁销前端为楔形结构，插销相应前端设有三角形插销斜口G，当口盖锁为锁紧前状态时，弹簧处于压缩状态，解锁销的前端楔形结构插入插销的三角形插销斜口G中并卡死固定，形成约束。

在上述新型自动关闭口盖锁中，插销为圆柱体结构，圆柱体结构的前端为圆锥段，靠近圆锥段前端设有三角形插销斜口G，且圆柱体中间设有与柱销配合的圆柱孔。

在上述新型自动关闭口盖锁中，解锁销为T型结构，包括两个相互垂直的侧臂，其中一个侧臂为板状结构，两个顶柱分别从所述板状结构两端穿过，并在板状结构的两个表面通过自锁螺母固定连接，另外一个侧臂为圆柱结构，所述圆柱结构的前端为楔形结构，且上端为解锁销锁紧面A。

在上述新型自动关闭口盖锁中，基座为工字型结构，包括位于两端的两个端臂和连接两个端臂的中间臂，其中中间臂内部开有阶梯插销孔E，且中间臂的两个侧壁面上开设滑槽D，两个端臂的其中一个端臂上设有与阶梯插销孔E垂直的解锁销孔F，且解锁销孔F两侧设有上顶柱滑腔B。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)、本发明针对目前运载火箭使用的自动关闭口盖锁紧装置存在的缺陷，设计了一种全新结构的自动关闭口盖锁，该口盖锁包括基座、插销、固定帽、弹簧、柱销、解锁销、顶柱、自锁螺母、锁卡和顶销，通过各组件的巧妙连接配合，具有自动关闭锁紧可靠性高、三维大承载、小冲击、结构简单、工艺性好的特点，很好的满足了运载火箭自动关闭口盖锁紧要求；

(2)、本发明提供了一种依靠口盖自动关闭过程中产生的扭力载荷造成的撞击，用一个小载荷控制解锁一个大载荷锁紧机构，实现口盖快速锁紧并能可靠连接的小型大承载新型自动关闭口盖锁，该口盖锁在各种环境均可测试、适应平面、弧形、椭圆等各种形状口盖使用等特点，具有较广的应用范围和较强的实用性；

(3)、本发明自动关闭口盖锁安装后，口盖内部无任何凸起结构，不会挂碰从箭体上拔出的电器插头、电缆等产品；该自动关闭口盖锁在产品生产、总装、靶场测试等环节中，口盖自动关闭性能均能够进行测试，保证了产品的测试性和可靠性。

附图说明

图1为本发明自动关闭口盖锁分解视图1；

图2为本发明自动关闭口盖锁分解视图2；

图3为本发明自动关闭口盖锁锁紧前装配示意图，其中左侧示图和右侧示图分别为中间示图的A-A剖面图和B-B剖面图；

图4为本发明自动关闭口盖锁锁紧后装配示意图；其中左侧示图和右侧示图分别为中间示图的A-A剖面图和B-B剖面图；

图5为本发明基座结构剖面图；

图6为本发明基座三维结构示意图；

图7为本发明插销结构示意图；

图8为本发明解锁滑动组件H组装示意图；

图9为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖在仪器电缆拔出后自动下落准备关闭示意图(口盖锁锁紧前)；

图10为本发明口盖关闭前自动关闭口盖锁状态图(口盖锁锁紧前)；

图11为本发明盖关闭前自动关闭口盖锁状态剖切示意图(口盖锁锁紧前)；

图12为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖即将关闭示意图；

图13为本发明口盖即将关闭前自动关闭口盖锁状态图；

图14为本发明口盖即将关闭前自动关闭口盖锁剖切示意图；

图15为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖关闭后锁紧示意图；

图16为本发明自动关闭口盖锁紧后口盖锁剖切示意图1(顶销10顶开解锁滑动组件H实现解锁)；

图17为本发明自动关闭口盖锁紧后口盖锁剖切示意图2(插销2进入锁卡9后锁紧状态)。

图中：基座1、插销2、固定帽3、弹簧4、柱销5、解锁销6、顶柱7、自锁螺母8、锁卡9、顶销10、口盖11、口框12、合页13、扭簧14、解锁销锁紧面A、基座上顶柱滑腔B、锁卡锁紧点C、滑槽D、插销孔E、解锁销孔F、插销斜口G、解锁滑动组件H、口盖锁装配主体S，两个端臂1-1、1-2，中间臂1-3。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为本发明自动关闭口盖锁分解视图1，图2所示为本发明自动关闭口盖锁分解视图2，由图可知本发明新型自动关闭口盖锁结构主要包括基座1、插销2、固定帽3、弹簧4、柱销5、解锁销6、顶柱7、自锁螺母8、锁卡9和顶销10，其中基座1、插销2、固定帽3、弹簧4、柱销5、解锁销6、顶柱7和自锁螺母8组成口盖锁装配主体S，解锁销6、顶柱7和自锁螺母8组件称为解锁滑动组件H。

如图5所示为本发明基座结构剖面图，图6所示为本发明基座三维结构示意图，由图可知基座1为“工”字型结构，包括位于两端的两个端臂1-1、1-2和连接两个端臂1-1、1-2的中间臂1-3，其中中间臂1-3内部开有阶梯插销孔E，且中间臂1-3的两个侧壁面上开设滑槽D，两个端臂1-1、1-2的其中一个端臂上设有与阶梯插销孔E垂直的解锁销孔F，且解锁销孔F两侧设有上顶柱滑腔B和滑动通孔。解锁销孔F约束插销2在弹簧4的作用下只能进行单方向直线运动；上顶柱滑腔B和滑动通孔使由解锁销6、顶柱7和自锁螺母8组成的解锁滑动组件H可在基座1中只能进行直线单方向滑动，解锁销6运动中不发生转动。

如图7所示为本发明插销结构示意图，由图可知插销2为圆柱体结构，圆柱体结构的前端为圆锥段，靠近圆锥段前端设有三角形插销斜口G，且圆柱体中间设有与柱销5配合的圆柱孔。

图8为本发明解锁滑动组件H组装示意图，由图可知解锁滑动组件H由解锁销6、顶柱7和自锁螺母8组成，其中解锁销6为T型结构，包括两个相互垂直的侧臂，其中一个侧臂为板状结构，两个顶柱7分别从板状结构两端穿过，并在板状结构的两个表面通过自锁螺母8固定连接，另外一个侧臂为圆柱结构，圆柱结构的前端为楔形结构，且上端为解锁销锁紧面A。

本发明自动关闭口盖锁包括锁紧前和锁紧后两个状态，如图3所示为本发明自动关闭口盖锁锁紧前装配示意图，其中左侧示图和右侧示图分别为中间示图的A-A剖面图和B-B剖面图。口盖锁装配主体S安装于口盖11之上，锁卡9和顶销10安装在口框12上，当口盖锁为锁紧前状态时，插销2穿过弹簧4并通过固定帽3安装在基座1的阶梯插销孔E中，插销2上设置有柱销5，插销2在基座1的阶梯插销孔E中滑动通过弹簧4和柱销5进行弹出运动及限位(此时为限位)，顶柱7穿过基座1的上顶柱滑腔B后通过自锁螺母8与解锁销6固连，即由解锁销6、顶柱7和自锁螺母8组成的解锁滑动组件H可在基座1中滑动，解锁销6前端为楔形结构，插销2相应前端设有三角形插销斜口G，自动关闭口盖锁锁紧前，弹簧4处于压缩状态，解锁销6的前端楔形结构穿过基座1的解锁销孔F并插入插销2的三角形插销斜口G中，实现卡死固定，插销2卡死状态如图3中剖视A-A，卡死点为解锁销锁紧面A。即解锁销6与插销2配合通过前端的斜面产生约束或是脱离以实现自动关闭口盖锁锁紧前状态和锁紧后状态。

当解锁滑动组件H(顶柱7受力)受到图示横向滑动载荷后，就会将解锁销6从插销2中拔出，插销2在弹簧4的作用下迅速弹出，最终插销2插入口框上的锁卡9的孔中，从而实现口盖在锁卡锁紧点C处锁紧，如图4所示为本发明自动关闭口盖锁锁紧后装配示意图；其中左侧示图和右侧示图分别为中间示图的A-A剖面图和B-B剖面图。解锁滑动组件H滑动解锁力来源于口盖11下落过程口盖锁装配主体S中的解锁滑动组件H(顶柱7受力)与口框12上两个顶销10的撞击，解锁滑动组件H初始状态如图3中剖视B-B图，解锁滑动组件H与顶销10撞击后拔出解锁销6如图4中剖视B-B和剖视A-A，口盖锁锁紧状态如图4中剖视A-A。由于弹簧4为一大弹力载荷，其通过横向安装的解锁销6加以方向转化，实现了一个小力控制大力的杠杆作用，只要将基座1、解锁销6、顶柱7的配合面的表面光洁度制造光滑，解锁滑动组件H滑动解锁力即可以控制。

在测试过程中，使用工具将处于锁紧状态的口盖锁内的插销2向上顶出，将解锁滑动组件H中解锁销6前端的斜角插入插销2前端的三角形插销斜口G中(接触面为解锁销锁紧面A)，即实现口盖锁锁紧前状态。

下面结合自动关闭口盖工程应用中自动关闭、锁紧过程介绍本发明自动关闭口盖锁使用方法。

如图9所示为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖在仪器电缆拔出后自动下落准备关闭示意图(口盖锁锁紧前)，其中口盖11通过合页13和扭簧14安装于口框12上，解锁滑动组件H安装于口盖11的下端，锁卡9、顶销10安装于口框12上的对应位置，解锁滑动组件H和口盖锁装配主体S在口盖11上的状态放大视图如图10所示，其内部安装剖切试图如图11所示，此时口盖锁的插销2处于卡住状态。口盖11在扭簧14和自身重力的作用下向下快速旋转，如图12所示为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖即将关闭示意图。安装有自动关闭口盖锁的口盖11即将关闭时，口盖锁的插销2仍然处于卡住状态，但口盖锁上的解锁滑动组件H(顶柱7)即将与顶销10撞击，如图13所示为本发明口盖即将关闭前自动关闭口盖锁状态图，图14所示为本发明口盖即将关闭前自动关闭口盖锁剖切示意图；当撞击后解锁滑动组件H会整体向外弹出，解锁销6就会在插销2的插销斜口G处脱出，此时插销2就会在弹簧4的作用下迅速弹出，从而插入锁卡9内，在锁卡锁紧点C处将整个口盖锁紧、关闭，自动关闭口盖自动关闭后状态如图15，图15为本发明安装有自动关闭口盖锁的口盖关闭后锁紧示意图。口盖11锁紧后的自动关闭口盖锁内部结构状态如图16、图17。图16为本发明自动关闭口盖锁紧后口盖锁剖切示意图1(顶销10顶开解锁滑动组件H实现解锁)；图17为本发明自动关闭口盖锁紧后口盖锁剖切示意图2(插销2进入锁卡9后锁紧状态)。

本发明自动关闭口该锁具有自动关闭锁紧可靠性高、三维大承载、小冲击、结构简单、工艺性好、各种环境均可测试、适应平面、弧形、椭圆等各种形状口盖使用等特点。此外使用本发明自动关闭口盖锁的产品还有以下特点：自动关闭口盖锁安装后，口盖内部无任何凸起结构，不会挂碰从箭体上拔出的电器插头、电缆等产品；此种自动关闭口盖锁在产品生产、总装、靶场测试等环节中，口盖自动关闭性能均能够进行测试，保证了产品的测试性和可靠性。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种新型自动关闭口盖锁，包括锁紧前和锁紧后两个状态，其特征在于：包括基座(1)、插销(2)、固定帽(3)、弹簧(4)、柱销(5)、解锁销(6)、顶柱(7)、自锁螺母(8)和锁卡(9)，其中解锁销(6)、顶柱(7)和自锁螺母(8)组成解锁滑动组件(H)，当所述口盖锁为锁紧前状态时，插销(2)穿过弹簧(4)并通过固定帽(3)安装在基座(1)的插销孔中，插销(2)上设置有柱销(5)，插销(2)在基座(1)的插销孔中滑动并通过弹簧(4)和柱销(5)进行限位，顶柱(7)穿过基座(1)的上顶柱滑腔(B)后通过自锁螺母(8)与解锁销(6)固连，使得由解锁销(6)、顶柱(7)和自锁螺母(8)组成的解锁滑动组件(H)可在基座(1)中滑动，解锁销(6)的前端与插销(2)的前端配合形成约束，且弹簧(4)处于压缩状态；当所述口盖锁为锁紧后状态时，解锁销(6)与插销(2)分离，插销(2)在弹簧(4)的作用下弹出并插入锁卡(9)的孔中。

2.根据权利要求1所述的一种新型自动关闭口盖锁，其特征在于：还包括顶销(10)，其中锁卡(9)和顶销(10)安装在口框(12)上，基座(1)、插销(2)、固定帽(3)、弹簧(4)、柱销(5)和解锁滑动组件(H)安装在口盖(11)上，当所述口盖锁为锁紧后状态时，顶销(10)与解锁滑动组件(H)中的顶柱(7)撞击，使得解锁销(6)与插销(2)分离。

3.根据权利要求1所述的一种新型自动关闭口盖锁，其特征在于：所述解锁销(6)前端为楔形结构，插销(2)相应前端设有三角形插销斜口(G)，当口盖锁为锁紧前状态时，弹簧(4)处于压缩状态，解锁销(6)的前端楔形结构插入插销(2)的三角形插销斜口(G)中并卡死固定，形成约束。

4.根据权利要求1或3所述的一种新型自动关闭口盖锁，其特征在于：所述插销(2)为圆柱体结构，圆柱体结构的前端为圆锥段，靠近圆锥段前端设有三角形插销斜口(G)，且圆柱体中间设有与柱销(5)配合的圆柱孔。

5.根据权利要求1或3所述的一种新型自动关闭口盖锁，其特征在于：所述解锁销(6)为T型结构，包括两个相互垂直的侧臂，其中一个侧臂为板状结构，两个顶柱(7)分别从所述板状结构两端穿过，并在板状结构的两个表面通过自锁螺母(8)固定连接，另外一个侧臂为圆柱结构，所述圆柱结构的前端为楔形结构，且上端为解锁销锁紧面(A)。

6.根据权利要求1所述的一种新型自动关闭口盖锁，其特征在于：所述基座(1)为工字型结构，包括位于两端的两个端臂(1-1、1-2)和连接两个端臂(1-1、1-2)的中间臂(1-3)，其中中间臂(1-3)内部开有阶梯插销孔(E)，且中间臂(1-3)的两个侧壁面上开设滑槽(D)，两个端臂(1-1、1-2)的其中一个端臂上设有与阶梯插销孔(E)垂直的解锁销孔(F)，且解锁销孔(F)两侧设有上顶柱滑腔(B)。