CN104627391A - 一种自适应过质心分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应过质心分离装置，包括：底座；推力机构，其固定端安装于底座上表面，移动端插入飞行器分离体内的质心导向孔，用于推动飞行器分离体远离被分离体；两个双铰接连接杆，其安装于底座上表面且对称设置在推力机构的两侧，用于在飞行器分离体远离被分离体的过程中自适应调整底座姿态以保证推力机构的推力线始终过分离体的质心。本发明适用于非轴对称分离体的分离，使分离过程中推力线始终过分离体的质心，以降低分离过程中对分离体姿态扰动的影响，实现分离体安全可靠的分离。

Description

一种自适应过质心分离装置

技术领域

本发明涉及分离机构技术领域，具体涉及一种自适应过质心分离装置。

背景技术

分离系统是飞行器的一个重要分系统，它的功用是在飞行器已经完成其预定工作后，将继续飞行中的无用部分(被分离体)和有用部分(分离体)分离，从而改善飞行器的质量特性，提高飞行能力。

分离系统一般包括连接解锁装置和分离冲量装置，由于分离体需要继续飞行完成飞行任务，因此，分离冲量装置在提供分离力的同时，要求对分离体的姿态扰动最小。在分离体以及被分离体为轴对称时，通过合理布置分离冲量装置的位置，可以实现推力线过分离体质心，从而保证分离对分离体的姿态扰动最小。但当分离体为非轴对称时，通过分离冲量装置位置的调整很难实现推力线过质心，从而导致分离时对分离体的姿态扰动较大。对于非轴对称分离体，有必要设计一种自适应过质心分离装置，减小分离力对非轴对称分离体姿态的扰动。

发明内容

本发明提供一种自适应质心分离装置，其目的在于，适用于非轴对称分离体的分离，使分离过程中推力线始终过分离体的质心，以降低分离过程中对分离体姿态扰动的影响，实现分离体安全可靠的分离。

一种自适应过质心分离装置，包括：

一个底座，其悬空设置于飞行器被分离体内；

一个推力机构，其固定端安装于底座上表面，移动端插入飞行器分离体内的质心导向孔，用于推动飞行器分离体远离被分离体；

两个双铰接连接杆，其安装于底座上表面且对称设置在推力机构的两侧，用于在飞行器分离体远离被分离体的过程中自适应调整底座姿态以保证推力机构的推力线始终过分离体的质心；

所述双铰接连接杆包括拉杆、两个球关节和两个关节支座；拉杆的两端分别设有一个球关节，两球关节分别连接两个关节支座；其中，一个关节支座作为下支撑点安装于底座上表面，另一个关节支座作为上支撑点固定连接飞行器被分离体侧壁。

进一步地，所述球关节包括球头和球碗盖；球头连接拉杆端部并装配在球碗盖内，球碗盖连接关节支座。

进一步地，所述球关节为关节轴承。

进一步地，所述推力机构包括动力源、作动筒本体、作动筒盖和作动杆，作动筒本体的底部作为固定端安装于底座上表面，作动杆置于作动筒本体内，作动杆的上端作为移动端穿过作动筒盖插入飞行器分离体内的质心导向孔，在动力源推力作用下能够推动作动杆向作动筒盖端直线运动。

进一步地，所述动力源为汽缸或液压缸或火药作动器。

本发明的技术效果体现在：

本发明解决了非轴对称分离体在分离过程中，由于推力线不过分离体质心而引起的分离体在俯仰和偏航方向扰动过大的问题。该自适应过质心分离装置通过球关节实现分离过程中推力机构推力线的调整，通过设在分离体上过质心的导向孔实现推力线过质心，从而保证分离体在分离过程中只有平动，没有转动。该分离装置原理简单，可实现性强，分离装置可以采用不同的分离冲量装置，保证推力线方向始终指向分离体的质心，进而减少对分离体的扰动。

整个分离装置原理简单，可实现性强，可以解决非轴对称分离体无法采用对分离冲量装置位置调整实现推力线过质心，从而导致分离体姿态扰动较大的问题。可以使推力线始终过分离体质心，达到分离姿态扰动小，安全平稳分离的目的，具有较高的实用价值。

附图说明

图1为自适应过质心分离装置的组成示意图；

图2为双球头连接组件的组成示意图。

图3为推力机构的组成示意图；

图4为自适应过质心分离装置的应用示意图，图4(a)为分离前示意图，图4(b)为分离中示意图，图4(c)为分离后示意图。

图中，1-双球头连接组件，2-推力机构，3-底座，4-球碗支座，5-球碗盖，6-双球头拉杆上段，7-双球头拉杆下段，8-作动筒本体，9-作动杆，10-作动筒盖，11-飞行器被分离体，12-飞行器分离体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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，本发明较佳实施例中的自适应过质心分离装置包括两个双铰接连接杆1、一个推力机构2和一个底座3。

底座3悬空设置于飞行器被分离体内；推力机构2固定端安装于底座3上表面，移动端插入飞行器分离体12后端面内的质心导向孔，用于推动飞行器分离体12远离被分离体11；两个双铰接连接杆1安装于底座3上表面且对称设置在推力机构2的两侧，用于在飞行器分离体11远离被分离体12的过程中自适应调整底座3姿态以保证推力机构2的推力线始终过分离体12的质心。

双铰接连接杆1包括两个关节支座4、两个球碗盖5、两个球头和拉杆，为了装配方便，本发明实施例的拉杆由一个双球头拉杆上段6和一个双球头拉杆下段7组成。两个球头分别连接上段拉杆和下段拉杆的上、下端，将两个球碗盖5分别套入两球头，并依次与放置在双球头拉杆上段6和双球头拉杆下段7的关节支座4通过螺钉固定连接，然后将双球头拉杆上段6和双球头拉杆下段7通过螺纹固定连接。一个关节支座作为上支撑点安装于底座上表面，另一个关节支座作为下支撑点固定连接飞行器被分离体侧壁。

推力机构2由动力源、作动筒本体8、作动筒盖10和作动杆9组成。作动杆9置于作动筒本体8内，作动杆9的上端穿过作动筒盖10，下端与作动筒本体8内壁通过螺纹连接，在动力源推力作用下能够推动作动杆9向作动筒盖10端直线运动。

动力源可以为汽缸、火药作动器或液压缸，其通过管路连接作动筒本体8，向作动筒本体8输入高压气体或液体作为动力。

底座3分别于推力机构2底面和两个双铰接连接杆1的一端通过螺钉固定连接。

本发明中的分离装置中的作动杆9插入分离体12内后端面预先设置的过质心导向孔，并通过双铰接连接杆1与飞行器被分离体11(被分离舱段)的固定连接。

本实例中，分离体12与有效载荷完成解锁后，在推力机构2内动力源的作用下，作动杆9相对作动筒8直线运动，通过分离体12内部的过质心孔推动分离体12直线运动，由于在分离装置安装时即要求推力机构2的作动杆9对准有效载荷的质心，因此，在分离体12姿态发生变化或出现其他扰动时，利用双铰接连接杆1中的双铰接连接杆(含双铰接连接杆上段和双铰接连接杆下段)和关节支座4组成的球关节铰链，可以保证作动杆9的推力始终都对准有效载荷质心，实现分离装置的自适应调整。

本发明中的球头、碗还可采用关节轴承替代。

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 (5)

1.一种自适应过质心分离装置，其特征在于，包括：

一个底座，其悬空设置于飞行器被分离体内；

一个推力机构，其固定端安装于底座上，移动端插入飞行器分离体内的质心导向孔，用于推动飞行器分离体远离被分离体；

两个双铰接连接杆，其安装于底座上表面且对称设置在推力机构的两侧，用于在飞行器分离体远离被分离体的过程中自适应调整底座姿态以保证推力机构的推力线始终过分离体的质心；

所述双铰接连接杆包括拉杆、两个球关节和两个关节支座；拉杆的两端分别设有一个球关节，两球关节分别连接两个关节支座；其中，一个关节支座作为下支撑点安装于底座上表面，另一个关节支座作为上支撑点固定连接飞行器被分离体侧壁。

2.根据权利要求1所述的自适应过质心分离装置，其特征在于，所述球关节包括球头和球碗盖；球头连接拉杆端部并装配在球碗盖内，球碗盖连接关节支座。

3.根据权利要求1所述的自适应过质心分离装置，其特征在于，所述球关节为关节轴承。

4.权利要求1或2或3所述的自适应过质心分离装置，其特征在于，所述推力机构包括动力源、作动筒本体、作动筒盖和作动杆，作动筒本体的底部作为固定端安装于底座上表面，作动杆置于作动筒本体内，作动杆的上端作为移动端穿过作动筒盖插入飞行器分离体内的质心导向孔，在动力源推力作用下能够推动作动杆向作动筒盖端直线运动。

5.根据权利要求4所述的自适应过质心分离装置，其特征在于，所述动力源为汽缸或液压缸或火药作动器。