CN104590545B - 一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，包括：连接支座，其一端与整流罩固定连接；连接套筒，其与连接支座的另一端固定连接；弹簧销套筒，其包括具有法兰的套筒、压缩弹簧以及限位销，该限位销伸出端用于穿过通孔后伸入；以及导向连接轴，其具有连接导向轴，该连接导向轴一端用于与作动杆固定连接，另一端设置有可与锥形卡口楔形匹配的圆台，其中同轴设置有一端抵接的对顶弹簧，该导向连接轴可使得该圆锥形台穿过该锥形卡口而与所述弹簧销套筒空间上有间隙地连接。本发明可以解决作动杆因受载而导致歪曲变形甚至出现断裂，从而影响分离，另外其无需在整流罩上开窗口，使得整流罩强度和刚度不受影响。

Description

一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置

技术领域

本发明属于连接装置技术领域，具体涉及一种飞行器(如火箭等)整流罩分离动作前能够适应其与被分离体间的刚度变化，分离动作时可靠传递轴向力的连接装置。

背景技术

当飞行器(如运载火箭)在大气中飞行时，整流罩用于保护卫星、弹体及其它有效载荷，以防止有效载荷受到气动力、气动热及声振等有害环境的影响，是飞行器的重要组成部分。当飞行器飞行到一定高度时必须及时将整流罩分离并抛掉，以便有效载荷正常工作。

目前整流罩分离方式有整体轴向分离、两瓣旋转分离、两瓣平推分离、多瓣旋转分离等。

整体轴向分离是目前主要采用的一种方式，对于整流罩整体轴向分离方式，尤其是在整流罩轴向长度较长，为了避免分离过程产生碰撞干涉而选用长行程的作动杆进行导向，作动杆的一端位于被分离体，另一端与整流罩连接。整流罩在受载时相对于被分离体产生较大的变形从而使两者间存在刚度不匹配的问题，这将导致连接两者的作动杆受载歪曲变形甚至出现断裂，从而影响分离。

另外，整流罩与被分离体装配时，需要在整流罩相应位置上开窗口进行作动杆(分离用)的安装操作，该窗口一方面将削弱整流罩的强度刚度，另一方面使装配过程复杂；

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其位于整流罩内并与分离用作动杆的一端连接，其可以解决作动杆因受载而导致歪曲变形甚至出现断裂，从而影响分离，另外其无需在整流罩上开窗口，使得整流罩强度和刚度不受影响。

为实现本发明的上述目的所采用的具体技术方案如下：

一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，设置在整流罩与作动杆之间，用于两者之间的柔性连接并从而使得其可克服飞行中因整流罩承载而与作动杆产生的相对变形，并实现可靠分离，其特征在于，该连接装置包括：

连接支座，其一端与整流罩固定连接；

连接套筒，其为筒体一端开口的筒体结构，筒体外周筒壁在周向上设置有多个处于同一高度的通孔，该连接套筒另一端与所述连接支座的另一端固定连接；

弹簧销套筒，其包括一端开口且该端端部具有法兰的套筒、同轴设置在套筒中的压缩弹簧以及一端设置在该弹簧销套筒中与该压缩弹簧抵接另一端从所述弹簧销套筒中伸出的限位销，该限位销伸出端用于穿过所述连接套筒外周壁上的通孔后伸入该连接套筒中，且该限位销伸出端端部为斜坡面，使得多个伸入所述连接套筒内的限位销伸出端形成锥形卡口；以及

导向连接轴，其具有连接导向轴，该连接导向轴一端用于与作动杆固定连接，另一端设置有可与所述锥形卡口楔形匹配的圆台，且该圆台中部同轴开有盲孔，其中同轴设置有一端抵接在该盲孔底部另一端伸出盲孔的对顶弹簧，该导向连接轴的圆台可在轴向受力后与所述锥形卡口匹配接触并在径向上通过所述限位销伸出端对所述压缩弹簧产生作用而使得该锥形卡口的开口增大，从而使得该圆锥形台穿过该锥形卡口而与所述弹簧销套筒空间上有间隙地连接，进而实现对飞行中因整流罩承载而与作动杆产生的相对变形的自适应。

作为本发明的改进，所述弹簧销套筒端通过所述法兰盘与连接套筒筒壁连接固定，其中的限位销伸入该弹簧销套筒内的一端为圆柱形段，另一端为方形段并作为伸出端，且该伸出端端部的斜坡面为呈45°的斜坡面。

作为本发明的改进，所述压缩弹簧同轴设置在弹簧销套筒内，其一端与弹簧销套筒筒底抵接，另一端与伸入该弹簧销套筒内的限位销抵接，从而实现该限位销在弹簧销套筒内的相对轴向移动而使得其伸出端可在连接套筒内伸缩。

作为本发明的改进，所述导向连接杆一端的圆台呈45°，另一端为攻有螺纹的圆柱，以用于与连接分离用的作动杆固定连接，中部为圆柱段，且其直径小于所述锥形卡口的最小开口直径。

作为本发明的改进，所述连接套筒底部为与所述导向连接杆端部的圆台匹配的凹槽，用于在作动杆作动时所述圆台被推动而与该连接套筒底部抵接而传递分离的作用力。

作为本发明的改进，所述导向连接轴中的对顶弹簧可在所述圆台与该连接套筒底部抵接后施加作用力而使该圆台与连接套筒底部分离并进而反向与所述弹簧销套筒的限位销伸出端抵接，从而实现与整流罩一起被分离。

作为本发明的改进，所述连接套筒外周筒壁上开有通孔的壁面为平面，以用于与弹簧销套筒紧固连接。

作为本发明的改进，所述通孔为与连接套筒的限位销的伸出端匹配的方形孔。

作为本发明的改进，所述连接支座优选为由两相互垂直的支架构成而呈L型，其中一个支架用于与整流罩连接，另一支架用于与连接套筒连接。

本发明提供的连接装置，其作用是在不破坏整流罩结构的情况下简化装配过程，同时满足被连接的两个物体间具有一定范围内结构刚度变化，即三向自适应要求。

本发明中，调节支座为L型构件，在相互垂直的两个面上分别开有4个U型连接孔用以实现两个方向的安装调节；

本发明中，弹簧销套筒的限位销的一段为圆柱形，另一段为方形，其中优选方形段的截面积Sf<圆柱形段的截面积Sy，且在方形段的端部构成一个呈45°的斜坡面，弹簧销套筒用于放置压缩弹簧及限位销，在端部有用于连接的法兰盘。

本发明中，导向连接轴的导向连接杆为台阶轴，一段为45°圆台，另一段为阶梯圆柱，在圆柱形轴段的末端攻有螺纹，用于连接作动杆，在圆台端面开有用于放置对顶弹簧的盲孔，导向连接杆与对顶弹簧采用螺钉连接。

本发明中，连接套筒为圆柱形桶状，其一端为敞口结构，另一端的内型面为锥面，该锥面角度为45°，在连接套筒的外部周向位置均布有n个平面(n≥3)，每个平面上打有方孔，在与弹簧销套筒连接时，平面上的方孔用于穿过限位销的方形段。

本发明中，连接装置的一部分固定在整流罩上由支座、调节支座、弹簧销套筒及套筒组成。调节支座的两个面分别与支座及连接套筒采用螺接的方式连接并利用调节支座上的U型孔进行位置调整以满足装配要求。n个弹簧销套筒采用螺接的方式分别固定在套筒外部的n个平面上。安装到位时，弹簧销套筒内的压缩弹簧受压使限位销的圆柱端压在该平面上，而方形段穿过套筒I平面上的方孔深入套筒内。

本发明中，导向连接轴与作动杆(端部有螺纹孔)连接后，随作动杆放入作动筒(汽缸或其它作动装置)，与被分离体连成一体。整流罩与被分离体采用竖直装配方式。整流罩壳体上不需要开窗口进行作动杆的连接操作。在整流罩与被分离体完成周向定位后，竖直下落过程中，导向连接杆的圆台段首先与深入套筒的限位销的45°斜坡面接触，并使其往压缩套筒内移动，压缩弹簧受压，当导向连接杆的圆台段越过限位销后，限位销在压缩弹簧的作用下回到初始位置。在整流罩与被分离体装配到位后，对顶弹簧压在套筒的底面上，导向连接轴圆台端的下底面与n个限位销方形段上顶面所构成的平面间距离为L1，圆台的上顶面与套筒的底面间距离为L2，同时，导向连接轴与n个限位销在周向位置上留有间隙，其中L1、L2及周向间隙是根据整流罩相对于被分离体的变形量确定。

当整流罩受载而相对于被分离体产生较大变形时，作动杆一端固定在作动筒内，另一端因未与整流罩固连且导向连接轴与套筒及限位销间存在相对间隙，因此实现了三个方向上的自由窜动。整流罩与被分离体分离时，作动筒工作，当推力大于对顶弹簧的压缩力时，作动杆沿轴向移动使导向连接轴圆台端与套筒内部的锥面配合，进而使整流罩移动而实现分离。当作动杆脱离作动筒后，在对顶弹簧的作用下连接轴圆台端的下底面压在n个限位销上而随着整流罩一起分离。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)通过本发明的连接装置，可以使得整流罩与被分离体装配时，无需在整流罩相应位置上开窗口进行作动杆(分离用)的安装操作，从而不削弱整流罩的强度刚度，也减小装配过程复杂度；

(2)通过本发明的连接装置，因为其中作动杆没有直接与整流罩连接而是间隙连接，从而可以使得因整流罩在受载时与被分离体间的结构刚度相差较大而导致连接两者的作动杆受载歪曲变形甚至出现断裂的情况被有效避免，而不会对整流罩的分离造成影响。

附图说明

图1为按照本发明实施例的连接装置安装位置结构示意图。

图2为按照本发明实施例的连接装置结构示意图。

图3为按照本发明实施例的连接装置的调节支座的示意图。

图4为按照本发明实施例的连接装置的弹簧销套筒示意图。

图5为按照本发明实施例的弹簧销套筒的限位销示意图。

图6为按照本发明实施例的连接装置的导向连接轴示意图。

图7为按照本发明实施例的连接装置的套筒I示意图。

图8为按照本发明实施例的连接装置的装配过程中导向连接轴移动示意图。

图9为按照本发明实施例的连接装置在分离过程中导向连接轴移动示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案、功能和效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。以下实施例仅是说明性的，并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实施例的连接装置位于整流罩内分离前用于连接整流罩及被分离体。

如图2所示，本实施例的连接装置包括支座1、调节支座2、弹簧销套筒3、导向连接轴4、套筒5。

如图3所示，支座1固定在整流罩上，调节支座2的L型板上各有四个U型孔6、7装配时可通过其调整两个方向的装配误差。

弹簧销套筒3由限位销8、压缩弹簧9、套筒10组成。套筒10用于放置压缩弹簧9及限位销8，其端部有用于连接的法兰盘10a，如图3所示。限位销8一段为圆柱形段8a，另一段为方形段8b，其中方形段8b的截面积Sf小于圆柱形段8a的截面积Sy，且在方形段8b的端部构成一个呈45°的斜坡面，如图4和5所示。

如图6所示，导向连接轴4由对顶弹簧11及导向连接杆12组成，导向连接杆12一端为呈45°的圆台12a，圆台12a的下底面圆直径为D 1，另一端圆柱12b攻有螺纹，用于连接分离用作动杆，在12b的上部有铣扁的台阶12c，作用有二，其一用于安装作动杆时的轴向限位，其二是拧紧螺纹时方便夹持。圆台12a与台阶12c之间为柱段12d，其直径为D2，在圆台12a端面开有用于放置对顶弹簧11的盲孔12e，导向连接杆12与对顶弹簧11采用螺钉连接，盲孔12e的直径Dmin与对顶弹簧11的中径D满足等式Dmin＝D+d+x，其中d为簧丝直径，x根据实际情况取值，例如可以为1mm～2mm。

如图7(a)-(c)所示，套筒5为圆柱形桶状，其一端为敞口结构，另一端的内型面为锥面，该锥面角度优选为45°，在套筒5的外周面上周向位置均布有n个平面5a(n≥3)，每个平面5a上开有1个方孔5b，每个方孔5b在同一个轴向位置上，安装弹簧销套筒3时，方孔5b用于穿过限位销8的方形段8b，方孔5b略大于方形段8b，以满足方形段8b能方便穿过该方孔而不产生旋转为宜。

导向连接轴4与作动杆连接后，随作动杆放入作动筒(汽缸或其它作动装置)，与被分离体连成一体。整流罩与被分离体的装配采用竖直装配，其中，被分离体固定在水平面上，整流罩壳体上不需要开窗口进行作动杆的连接操作。在整流罩与被分离体完成周向定位后，竖直下落。

装配过程如图8所示，首先导向连接杆12上的圆台12a与深入套筒5的限位销8的45°锥形面接触，使其往套筒10内移动，并使压缩弹簧9受压，当导向连接杆12上的圆台12a越过限位销8后，限位销8在压缩弹簧9的作用下回到初始位置，其深入套筒5所构成的包络周向直径为D3。当整流罩与被分离体装配到位后，由于作动杆与对顶弹簧的作用，使得导向连接杆12上的圆台12a的下底面与n个限位销8方形段8b上顶面所构成的平面间距离为L1，圆台12a的上顶面与套筒5的底面距离为L2，同时满足关系D2<D3<D1，其中L1、L2、D3与D2的差值、D1与D3的差值根据整流罩相对于被分离体的变形量确定。当整流罩因受载而在安装支座1的位置处相对于被分离体产生较大变形时，虽然作动杆一端固定在作动筒内，但另一端因未与整流罩固连，并且在X、Y、Z方向上均有间隙(L1、L2、D3-D2、D1-D3)，因此可以实现一定范围内三个方向上的自由窜动。

整流罩分离时，整流罩与分离体的连接机构解锁，作动筒工作，作动杆沿X轴向移动使导向连接杆12上的圆台12a与套筒I5内部的45°锥面贴合，将作动力传递到整流罩上，进而使整流罩产生X向移动而实现分离，同时对顶弹簧11受压储存能量。当作动杆脱离作动筒后即不再受作动力作用，在对顶弹簧11的作用下导向连接杆12上圆台12a的下底面压在n个限位销8方形段8b组成的平面上随着整流罩一起分离。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，设置在整流罩与作动杆之间，用于两者之间的柔性连接并从而使得其可克服飞行中因整流罩承载而与作动杆产生的相对变形，并实现可靠分离，其特征在于，该连接装置包括：

连接支座，其一端与整流罩固定连接；

连接套筒(5)，其为一端开口的筒体结构，筒体外周筒壁在周向上设置有多个处于同一高度的通孔(5b)，该连接套筒(5)另一端与所述连接支座的另一端固定连接；

弹簧销套筒(3)，其包括一端开口且该端端部具有法兰的压缩套筒(10)、同轴设置在该压缩套筒(10)中的压缩弹簧(9)以及一端设置在该压缩套筒(10)中与该压缩弹簧(9)抵接另一端从所述压缩套筒(10)中伸出的限位销(8)，该限位销(8)伸出端用于穿过所述连接套筒(5)外周壁上的通孔(5b)后伸入该连接套筒(5)中，且该限位销(8)伸出端端部为斜坡面，使得多个伸入所述连接套筒(5)内的限位销伸出端形成锥形卡口；以及

导向连接轴(4)，其具有连接导向轴(12)，该连接导向轴(12)一端用于与作动杆固定连接，另一端设置有可与所述锥形卡口楔形匹配的圆台(12a)，且该圆台(12a)中部同轴开有盲孔(12e)，其中同轴设置有一端抵接在该盲孔(12e)底部另一端伸出盲孔(12e)的对顶弹簧(11)，该导向连接轴(12)的圆台(12a)可在轴向受力后与所述锥形卡口匹配接触并在径向上通过所述限位销(8)伸出端对所述压缩弹簧(9)产生作用而使得该锥形卡口的开口增大，从而使得该圆台(12a)穿过该锥形卡口而与所述压缩套筒(10)空间上有间隙地连接，进而实现对飞行中因整流罩承载而与作动杆产生的相对变形的自适应。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述弹簧销套筒(3)通过所述法兰盘(10a)与连接套筒(5)筒壁连接固定，其中的限位销(8)伸入该弹簧销套筒(3)内的一端为圆柱形段(8a)，另一端为方形段(8b)并作为伸出端，且该伸出端端部的斜坡面为呈45°的斜坡面。

3.根据权利要求1所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述压缩弹簧(9)同轴设置在弹簧销套筒(3)内，其一端与弹簧销套筒(3)筒底抵接，另一端与伸入该弹簧销套筒(3)内的限位销(8)端部抵接，从而实现该限位销(8)在弹簧销套筒(3)内的相对轴向移动而使得其伸出端可在连接套筒(5)内伸缩。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述连接导向轴(12)一端的圆台(12a)呈45°，另一端为攻有螺纹的圆柱(12b)，以用于与连接分离用的作动杆固定连接，中部为圆柱段，且其直径小于所述锥形卡口的最小开口直径。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述连接套筒(5)底部为与所述连接导向轴(12)端部的圆台(12a)匹配的凹槽，用于在作动杆作动时所述圆台(12a)被推动而与该连接套筒(5)底部抵接而传递分离的作用力。

6.根据权利要求5所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述导向连接轴(4)中的对顶弹簧(11)可在所述圆台(12a)与该连接套筒(5)底部凹槽抵接后施加作用力而使该圆台(12a)与连接套筒(5)底部分离并进而反向与所述弹簧销套筒(3)的限位销(8)伸出端抵接，从而实现与整流罩一起被分离。

7.根据权利要求1-3和6中任一项所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述连接套筒(5)外周筒壁上开有通孔(5b)的壁面为平面，以用于与弹簧销套筒(3)的压缩套筒紧固连接。

8.根据权利要求7所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述通孔(5b)为与连接套筒(5)的限位销(8)的伸出端匹配的方形孔。

9.根据权利要求1-3、6和8中任一项所述的一种飞行器整流罩轴向分离用三向自适应连接装置，其中，所述连接支座为由两相互垂直的支架构成而呈L型，其中一个支架用于与整流罩连接，另一支架用于与连接套筒(5)连接。