CN105539886B - 一种弹簧控制分离解锁机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧控制分离解锁机构，其中转接件为中空结构，自外表面向内表面设有多个连通的槽孔；被连接件的连接端设有与转接件槽孔径向相对的配合槽，弹簧B沿被连接件轴向方向设置在配合槽内；顶块上端嵌在被连接件的配合槽内，其上端面对准弹簧B下端顶块上端外侧表面设有第一斜面；转接件沿轴线方向间隙配合在被连接件的连接端外侧；弹簧A支持板一侧套有弹簧A，另一侧与转接件固定连接，套有弹簧A的一侧穿入转接件的槽孔中；制动挡块的另一端设有第二斜面，该第二斜面与顶块的第一斜面紧密接触；可以为顶块挡板提供一个向上的力的动力源作用于顶块下端面。能够实现两部件可靠连接和分离。

Description

一种弹簧控制分离解锁机构

技术领域

本发明涉及航天飞行器技术领域，具体涉及一种弹簧控制分离解锁机构。

背景技术

分离装置是航天飞行器完成分离解锁任务的重要部件，分离前能否可靠连接、分离时刻能否顺利解锁都关系到飞行器、宇航员与设备的安全。传统的分离装置多利用火工装置，工作原理基本分为两类：一类产品利用火药燃烧的能量将连接结构的薄弱环节切割，实现分离；一类产品利用火药产生的能量解锁分离螺母，实现分离；目前常用于飞行器上的分离装置包括爆炸螺栓，分离螺母，弹射筒，推力筒等。

然而随着飞行器结构异性化程度越来越高，分离装置的安装尺寸、安装数量均受到了较大限制，随着飞行器的环境载荷越来越严酷，分离装置起连接作用时的强刚度需求越来越大，这就要求切割破坏原理的产品装药量越来越多，对飞行器整体结构不利；另一方面，爆炸螺栓，分离螺母等连接、解锁分离产品均难以承受较大的弯矩作用，对于局部连接结构空间狭小、连接部位承受弯矩较大的飞行器设计带来了困难。

发明内容

本发明的要解决的技术问题是提供一种在飞行器严酷的飞行环境载荷下，能够实现两部件的可靠连接；在动力源作用下，能够实现两个部件解锁分离，弥补传统火工品不足的弹簧控制分离解锁机构。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为，一种弹簧控制分离解锁机构，包括其包括转接件、弹簧A、弹簧A支持板、弹簧B、制动挡块、顶块；

所述转接件为中空结构，自外表面向内表面设有多个连通的槽孔；所述被连接件的连接端设有与所述转接件槽孔径向相对的配合槽，所述弹簧B沿被连接件轴向方向设置在所述配合槽内；所述顶块上端嵌在所述被连接件的配合槽内，其上端面对准所述弹簧B下端顶块上端外侧表面设有第一斜面；所述转接件沿轴线方向间隙配合在在被连接件的连接端外侧；所述弹簧A支持板一侧套有弹簧A，另一侧与所述转接件固定连接，套有所述弹簧A的一侧穿入所述转接件的槽孔中；所述制动挡块的另一端设有第二斜面，该第二斜面与所述顶块的第一斜面紧密接触；可以为顶块挡板提供一个向上的力的动力源作用于所述顶块下端面。

所述转接件的槽孔内平面与所述被连接件的配合槽的槽表面互相垂直。

所述制动挡块一半处于所述被连接件的配合槽内，另一半处于所述转接件的槽孔内。

所述弹簧A支持板一侧表面一体式设有若干个圆柱体，所述圆柱体上套有所述弹簧A，套有弹簧A的所述圆柱体穿入所述转接件的槽孔中，其末端插入所述制动挡块的一端面；所述弹簧A支持板与所述转接件固定连接。

还包括弹簧B支持柱，所述弹簧B支持柱的一端沿被连接件轴向插入所述转接件的配合槽内下端面，所述弹簧B套在所述弹簧B支持柱上；所述弹簧B支持柱的另一端插入所述顶块上端面内。

本发明的有益效果：

(1)传统的火工品装置(爆炸螺栓，分离螺母)能够承受弯矩为60～100N·M，本装置能够承受的弯矩为2000N·M，将动力源隔离开，不会将弯矩传递给动力源；

(2)空间适应性较强，根据不同的安装空间，可以合理设置机构尺寸，匹配相应的环境载荷；由于利用机构分离解锁，解锁过程对飞行器产生的冲击载荷较小；

附图说明

图1为本发明一种弹簧控制分离解锁机构剖视图；

图2为本发明一种弹簧控制分离解锁机构剖视图中A-A视图；

图3为图2中B-B视图；

图4为本发明一种弹簧控制分离解锁机构的顶块示意图；

图5为本发明一种弹簧控制分离解锁机构的制动挡块示意图。

图中：1为被连接件；2为转接件；3为弹簧A支持板；4为弹簧A；5为制动挡块；6为顶块；7为弹簧B支撑柱；8为弹簧B；9为顶块挡板；10为安装螺钉。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示，本发明一种弹簧控制分离解锁机构，用于实现不同部件之间的连接和分离，其包括转接件2、弹簧A4、弹簧A支持板3、弹簧B8、弹簧B支持柱7、制动挡块5、顶块6、顶块挡板9、安装螺钉10；

所述转接件2为中空结构，自外表面向内表面设有多个连通的槽孔；

所述被连接件1的连接端设有与所述转接件2槽孔径向相对的配合槽，所述配合槽内与所述被连接件1轴向垂直的端面开有连接孔；

所述转接件2的槽孔内平面与所述被连接件1的配合槽的槽表面互相垂直；

所述弹簧B支持柱7的一端插入所述转接件2的连接孔内，所述弹簧B8套在所述弹簧B支持柱7上；

所述顶块6上端嵌在所述被连接件1的配合槽内，所述弹簧B支持柱7的另一端插入所述顶块6上端面内，所述顶块6的上端外侧表面设有第一斜面；

所述转接件2沿轴线方向间隙配合在在被连接件1的连接端外侧；

所述弹簧A支持板3一侧表面一体式设有若干个圆柱体，所述圆柱体上套有所述弹簧A4，套有弹簧A4的所述圆柱体穿入所述转接件2的槽孔中，其末端插入所述制动挡块5的一端面；

所述制动挡块5的另一端设有第二斜面，该第二斜面与所述顶块6的第一斜面紧密接触；所述制动挡块5一半处于所述被连接件1的配合槽内，另一半处于所述转接件2的槽孔内；

所述弹簧A支持板3通过安装螺钉10与所述转接件2固定连接。

所述顶块挡板9通过螺钉固定在所述顶块6下端，动力源与所述顶块挡板9外表面相连，可以为顶块挡板9提供一个向上的力。

本发明的工作过程如下：

锁紧时，依靠弹簧A4和弹簧A支持板3将制动挡块5推进到被连接件1的配合槽和转接接件2的槽孔，从而限制了被连接件1和转接接件2的径向相对位移。继而装入顶块6、弹簧B支撑柱7、弹簧B 8，用于实现解锁分离。

解锁分离时，当被连接件1和转接接件2之间需要相对运动实现两者分离时，首先由动力源动作将力作用于顶块6，当这个作动力克服掉弹簧B8的弹力后，会继续推动顶块6，顶块6则在弹簧B支撑柱7的导向作用下继续运动，顶块的结构如图4所示，由一个桥梁连接起两个楔形块，此楔形块的楔形斜面与制动挡块5的楔形斜面配合装配，当顶块6向上运动时，由于楔形面的配合将力传递给制动挡块5，制动挡块在这个持续力作用下，会克服弹簧A4的弹力，最终沿支撑块上的导向柱全部进入转接件2，此时制动挡块5已经不能够限制连接件1和转接接件2之间相对运动；在动力源的推动作用下，顶块6与继续向上运动，直至将两者一起推离转接接件2，实现连接件1和转接接件2的解锁分离。

在整个分离过程中，连接件1和转接接件2沿转接件2的槽孔轴向方向与连接件1配合槽有配合关系外，其他位置均有间隙，这主要考虑到，适当的间隙可以解决解锁过程可能产生的卡滞现象。

由于本发明采用的是机构相对运动实现解锁分离，相对爆炸螺栓、导爆索利用破坏形式的分离解锁具有动力源需求小、对连接件1和转接接件2的瞬间冲击小等一系列优点。

以上结合附图阐述了本发明机构作用的原理，但本发明并不只限于航空航天领域用作分离解锁，还可以根据实际需要在本工作原理基础上对相应尺寸进行协调，以适应不同产品的实际需求。

Claims (4)

1.一种弹簧控制分离解锁机构，其特征在于：包括转接件、弹簧A、弹簧A支持板、弹簧B、制动挡块、顶块；

所述转接件为中空结构，自外表面向内表面设有多个连通的槽孔；被连接件的连接端设有与所述转接件槽孔径向相对的配合槽，所述弹簧B沿被连接件轴向方向设置在所述配合槽内；所述顶块上端嵌在所述被连接件的配合槽内，顶块上端面对准所述弹簧B下端，顶块上端外侧表面设有第一斜面；所述转接件沿轴线方向间隙配合在被连接件的连接端外侧；所述弹簧A支持板一侧表面一体式设有若干个圆柱体，所述圆柱体上套有所述弹簧A，套有弹簧A的所述圆柱体穿入所述转接件的槽孔中，圆柱体末端插入所述制动挡块的一端面；所述弹簧A支持板与所述转接件固定连接；所述制动挡块的另一端设有第二斜面，该第二斜面与所述顶块的第一斜面紧密接触；顶块挡板通过螺钉固定在所述顶块下端，动力源与顶块挡板外表面相连，为顶块挡板提供一个向上的力。

2.按照权利要求1所述的一种弹簧控制分离解锁机构，其特征在于：所述转接件的槽孔轴线与所述被连接件的配合槽的槽孔轴线互相垂直。

3.按照权利要求1所述的一种弹簧控制分离解锁机构，其特征在于：所述制动挡块一半处于所述被连接件的配合槽内，另一半处于所述转接件的槽孔内。

4.按照权利要求1所述的一种弹簧控制分离解锁机构，其特征在于：还包括弹簧B支持柱，所述弹簧B支持柱的一端沿被连接件轴向插入所述被连接件的配合槽内下端面，所述弹簧B套在所述弹簧B支持柱上；所述弹簧B支持柱的另一端插入所述顶块上端面内。